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- 2021-06-09 发布
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2020-2021 学年高二数学上册同步练习:直线的倾斜角与斜率
一、单选题
1.两条直线 1l :x=2 和 2l : 3 2 1 2 0xy 的交点坐标是( )
A. (2 ,3) B. ( 2 ,3 ) C. ( 3, 2 ) D. ( 3,2 )
【答案】A
【解析】 20
2
31 32
2
xy
xx
y
,
所以两条直线的交点坐标为 .
故选 A
2.已知集合 (,)|2Axyxy , (,)|2Bxyxy ,则 AB为( )
A. 2 ,0 B.(2,0) C. { (2 ,0 ) } D. (0 ,2)
【答案】C
【解析】因为集合 , ,
由
2
2
xy
xy
解得:
2
0
x
y
,
所以 {(2,0)}AB .
故选 C.
3.过直线 1 : 2 4 0l x y 与直线 2 : 1 0l x y 的交点,且过原点的直线方程为( )
A. 20xy B. 20xy C. 20xy D. 20xy
【答案】D
【解析】联立方程
240
10
xy
xy
得 2, 1xy ,即 与 的交点为 2,1
又直线过原点
所以此直线的方程为:
故选 D
4.已知三条直线 2x-3y+1=0,4x+3y+5=0,mx-y-1=0 不能构成三角形,则实数 m 的取值集合为( )
A. 42,33
B. 42,33
C. 424,,333
D. 4 2 2,,3 3 3
【答案】D
【解析】∵三条直线不能围成一个三角形,
∴(1)若 2x-3y+1=0 与 mx-y-1=0 平行,此时 2
3m ,
若 4x+3y+5=0 与 mx-y-1=0 平行,此时 4
3m ;
(2)三点共线时也不能围成一个三角形
2x-3y+1=0 与 4x+3y+5=0 交点是 1( 1, ) 3 代入 mx-y-1=0,
则 2
3m .
故选 D.
5.已知直线 l 经过两直线 320xy 和 25180xy 的交点,且垂直于 4350xy ,则直线 的
方程为( )
A.34200xy B.34200xy
C.3440xy D. 4 3 10 0xy
【答案】A
【解析】联立
320
25180
xy
xy
,解得
4
2
x
y
,
∴直线 和 的交点为 4,2 ,
又直线 和直线 垂直,
∴直线 的斜率为 3
4 ,
则直线 的方程为 32 ( 4)4yx ,化为一般方程为 .
故选 A.
6.已知直线 10k x y 和 0x ky相交,且交点在第二象限,则实数 k 的取值范围为( )
A. 1,0 B. 0,1 C. 0,1 D. 1,
【答案】A
【解析】联立 与 ,
得 22
1,11
kxykk
,令
2
2
01
1 01
k
k
k
,解得 10k
故选 A.
7.已知 7,1 , 1 ,4AB,直线 1
2y ax 与线段 AB 交于点 C ,且 2A C C B ,则实数 a 的值为( )
A.2 B.1 C. 4
5 D. 5
3
【答案】A
【解析】设 00,C x y ,则 00
1
2y ax .
∴ 0000
117,1 ,1,422ACxaxCBxax
.
∵ ,∴
00
00
72 1,
11124,22
xx
axax
∴ 0 3,
2.
x
a
故选 A
8.方程 2220xyaxy 表示平面上交于一点的三条直线的充要条件是( )
A. 0a B. 1a C. 1a D. aR
【答案】A
【解析】方程 等价于 2()0xyaxyxy ,
又直线 0xy与直线 0xy交于点 0,0 ,则直线 20xya 过点 ,则
,即方程 表示平面上交于一点的三条直线的充要条件是 ,
故选 A.
9.若三条直线 2,3,50yxxymxny 相交于同一点,则点 ,mn 到原点的距离的最小值为( )
A. 5 B. 6 C. 23 D. 25
【答案】A
【解析】联立
2
3
yx
xy
,解得 1 2 .xy,
把(1,2)代入 , 5 0m x n y 可得 2 5 0 .mn :
∴ 52mn .
∴点 ,mn 到原点的距离 22222 (52)5(2)55dmnnnn …
当 21nm , 时,取等号.
∴点 到原点的距离的最小值为 .
故选 A.
10.在直线 2350xy 上求点 P ,使点 到 2 ,3A 的距离为 13 ,则 点坐标是( )
A. 5 ,5 B. 1 ,1 C. 或 D. 或 1 , 1
【答案】C
【解析】设 ,P x y ,
所以 222 3 13PA x y ,
即 224 6 0x y x y ,
又因为点 在直线 上,
所以 ,
两式联立解得
5
5
x
y
或
1
1
x
y
,
所以 点坐标是 或 .
故选 C
11.已知点O 是边长为 6 的正方形 ABCD内的一点,且 15OBC OCB ,则OA ( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】B
【解析】如图,以 ,B A B C 为 ,xy轴建立平面直角坐标系,由于正方形 A B C D 边长为 6,
15OBCOCB ,则 ( 3t a n1 5 ,3 )O , (6 ,0 )A ,
∴ 2 2 2(3tan15 6) 3 3 (tan15 2) 1OA ,
又
2sin152sin151cos30tan1523 cos152sin15cos15sin30
,
∴ 23(3)16OA .
故选 B.
12.设 mR ,过定点 A 的动直线 0xmy和过定点 B 的动直线 30mxym 交于点 ( , )P x y ,则
22||||PAPB 的值为( )
A.5 B.10 C. 10
2
D. 17
【答案】B
【解析】由题意,动直线 经过定点 0 ,0 ,则 0 ,0A ,
动直线 变形得 1 3 0m x y ,则 1,3B ,
由
0
30
xmy
mxym
得
2
22
33,11
m m mP mm
,
∴
2 22
22
33
11
m m m
mm
2 22
22
331311
m m m
mm
222222
22
33313
1
mmmmmm
m
4 3 2 2 2 4 3 2
22
6 9 6 9 6 1 6
1
m m m m m m m m m m
m
42
22
102010 10
1
mm
m
,
故选 B.
二、填空题
13.直线 1 : 2 6 0l x by 与直线 2 :0l x y a 的交点为 2 ,2 ,则 ab________.
【答案】 5
【解析】因为直线 与直线 的交点为 ,所以 2 2 0 a ,
22260 b ,即 4a , 1b ,故 5ab .
故填-5
14.已知直线 134
xy分别与 x 轴、y 轴交于 A,B 两点,则 ||AB 等于________.
【答案】5
【解析】根据题意
令 0x 得 4y 所以 (0,4)B
令 0y 得 3x 所以 ( 3 ,0 )A
所以 22||435AB
故填 5
15.若关于 ,xy的方程组
24
36
xy
x ay
无解,则实数 a ________
【答案】 6
【解析】若关于 的方程组
24
36
xy
x ay
无解,
说明两直线 2 4 0xy 与3 6 0x ay 无交点.
则
1320
16340
a
,解得 6a .
故填 6
16.在平面直角坐标系中,若点 2, b 到原点的距离不小于 5,则 b 的取值范围是______.
【答案】 ,2121,
【解析】根据两点的距离公式得点 到原点的距离 222005db ,即 24 2 5b ,所
以 2 21b ,
解得 21b 或 21b ,
故填 .
17.正方形 A B C D 的两个顶点 ,AB在直线 40xy 上,另两个顶点 ,CD分别在直线 2 1 0xy ,
4 2 3 0xy 上,那么正方形 的边长为________.
【答案】 22或 14 2
【解析】设直线 CD 的方程为 0xym ,
联立
210
0
xy
xym
,得 112 ,33
mmC
,
联立
4230
0
xy
xym
,得 23234,33
mmD
,
∴由两点的距离公式可得 22 113CDm,
又直线 AB 与 的距离为 4
2
md ,
∴ 422 113 2
mm ,
解得 8m 或 32m ,
即 CD 或 .
即正方形的边长为 或 ,
故填 22或 14 2 .
18.已知等腰梯形 A B C D 中, 60AB , 2AB ,若梯形上底 CD 上存在点 P ,使得 2P A P B ,
则该梯形周长的最大值为________.
【答案】 3 + 5
【解析】建立如图所示的平面直角坐标系:
设 A E t ,则 01t
∵四边形 是等腰梯形,且 60DAB
∴ 2ADBCt, 3DE t , 22DCt
∴ 0 ,0A , 2 ,0B , ,3Dtt , 2,3Ctt
假设存在点 在上底 上使得
∴可设 ,3Pmt ,其中 2tmt
∵
∴ 2222 3223mtmt
整理得: 228830mmt
上底 上存在点 使得 ,
等价于方程 在 上有解
令 22883f mmmt , ,2mtt, 0,1t
又因为对称轴为 42mt
∴
22
2 2
8830
2282830
ftttt
ftttt
解得 1515
22t
∴ 150 2t
又∵梯形 A B C D 的周长为 2222224Ctttt ,在 单调递增
∴当 15
2t 时,有 max
152 4 3 52C .
故填 3 + 5 .
三、解答题
19.已知两条直线 1 :240lxy 与 2 :20lxy 的交点为 P,直线 3l 的方程为:3450xy
(1)求过点 P 且与 平行的直线方程;
(2)求过点 P 且与 垂直的直线方程.
【解析】(1)由
2 4 0
20
xy
xy
得
0
2
x
y
, ∴ (0,2)P ,
∵
3
3
4lk ,∴过点 P 且与 平行的直线方程为: 32 ( 0)4yx ,
即3480xy
(2)∵ , ,
过点 P 且与 垂直的直线方程为: 42(0) 3yx
即 4 3 6 0xy
20.已知三个点 ( 3,1), (3, 3), (1,7)A B C ,试判断 ABC 的形状.
【解析】由题意得 223 3 3 1 52AB ,
22137152AC ,
221373104BC ,
∴ 222ABACBC,且 AB AC ,
∴ ABC 是等腰直角三角形.
21.已知两直线 1 :3 1 0l x y , 2 : 2 5 0l x y
(1)求过两直线的交点,且在两坐标轴上截距相等的直线方程;
(2)若直线 3 :430lxaya 与 1l , 2l 不能构成三角形,求实数 a 的值.
【解析】(1)联立直线方程
3 1 0
2 5 0
xy
xy
解得
1
2
x
y
,交点坐标 (1,2 ) ,
当直线过原点时,在两坐标轴上截距相等均为 0,直线方程 2yx ,
当直线不过原点时,设其方程为 0x y b ,过 得 120,3 bb ,
所以直线方程 30xy
综上:满足题意的直线方程为 ,
(2)直线 与 , 不能构成三角形
当 与 3l 平行时: 131, 3aa
当 与 平行时: 2,2aa
当三条直线交于一点,即 过点 ,则12430,1aaa
综上所述实数 的值为 1 , 2,13
22.已知 ABC 的两顶点 10,26,4AB 、 和垂心 5,2H .
(1)求直线 AB 的方程;
(2)求顶点 C 的坐标;
(3)求 BC 边的中垂线所在直线的方程.
【解析】(1)由题意 4 2 1
6 ( 10) 8ABk , 直线 AB 的方程为: 14 ( 6)8yx
即: 8 26 0xy .
(2)由题作示意图如下:
4 2 12,6 5 2BH ACkk ,
直线 AC 的方程为: 12(10) 2yx ,即: 2 6 0xy —— ①
又 0AHk , 直线 BC 与 x 轴垂直, 直线 的方程为: 6x —— ②
联立①②,解得 6 , 6xy ,
故顶点C 的坐标为 ( 6 , 6 )
(3)由题意及 (2) 可知, 边的中垂线的斜率等于 0AHk ,
边的中点为 ( 6 , 1) ,
故 边的中垂线的方程为: 1y .