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- 2021-06-10 发布
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考点规范练45 直线的倾斜角与斜率、直线的方程
考点规范练A册第31页
基础巩固
1.经过两点A(4,2y+1),B(2,-3)的直线的倾斜角为3π4,则y=( )
A.-1 B.-3 C.0 D.2
答案:B
解析:tan3π4=2y+1-(-3)4-2=2y+42=y+2,因此y+2=-1,y=-3.
2.已知直线l:ax+y-2+a=0在x轴和y轴上的截距相等,则a的值是( )
A.1 B.-1 C.2或1 D.-2或1
答案:C
解析:当a=0时,直线方程为y=2,显然不符合题意,
当a≠0时,令y=0,得到直线在x轴上的截距是2-aa,
令x=0,得到直线在y轴上的截距为2-a,
根据题意得2-aa=2-a,解得a=2或a=1,故选C.
3.直线ax+by+c=0经过第一、第二、第四象限,则a,b,c应满足( )
A.ab>0,bc<0 B.ab>0,bc>0
C.ab<0,bc>0 D.ab<0,bc<0
答案:A
解析:因为直线ax+by+c=0经过第一、第二、第四象限,所以直线存在斜率,将方程变形为y=-abx-cb,易知-ab<0且-cb>0,故ab>0,bc<0.
4.设A,B是x轴上的两点,点P的横坐标为2,且|PA|=|PB|,若直线PA的方程为x-y+1=0,则直线PB的方程是( )
A.x+y-5=0 B.2x-y-1=0
5
C.2x-y-4=0 D.2x+y-7=0
答案:A
解析:易知A(-1,0).
∵|PA|=|PB|,∴P在AB的中垂线即x=2上.∴B(5,0).
∵PA,PB关于直线x=2对称,∴kPB=-1.
∴lPB:y-0=-(x-5),即x+y-5=0.
5.若ab>0,且A(a,0),B(0,b),C(-2,-2)三点共线,则ab的最小值为 .
答案:16
解析:根据A(a,0),B(0,b)确定直线的方程为xa+yb=1,又C(-2,-2)在该直线上,故-2a+-2b=1,所以-2(a+b)=ab.又ab>0,故a<0,b<0.
根据基本不等式ab=-2(a+b)≥4ab,从而ab≤0(舍去)或ab≥4,故ab≥16,当且仅当a=b=-4时取等号.即ab的最小值为16.
6.一条直线经过点A(2,-3),并且它的倾斜角等于直线y=13x的倾斜角的2倍,则这条直线的一般式方程是 .
答案:3x-y-33=0
解析:因为直线y=13x的倾斜角为30°,
所以所求直线的倾斜角为60°,
即斜率k=tan60°=3.
又该直线过点A(2,-3),
故所求直线为y-(-3)=3(x-2),
即3x-y-33=0.
7.设直线l的方程为(m2-2m-3)x+(2m2+m-1)y=2m-6,根据下列条件分别求m的值.
(1)直线l经过定点P(2,-1);
(2)直线l在y轴上的截距为6;
(3)直线l与y轴平行;
5
(4)直线l与y轴垂直.
解:(1)由于点P在直线l上,即点P的坐标(2,-1)适合方程(m2-2m-3)x+(2m2+m-1)y=2m-6,
把点P的坐标(2,-1)代入方程,得2(m2-2m-3)-(2m2+m-1)=2m-6,解得m=17.
(2)令x=0,得y=2m-62m2+m-1,
根据题意可知2m-62m2+m-1=6,
解得m=-13或m=0.
(3)直线与y轴平行,则有m2-2m-3≠0,2m2+m-1=0,解得m=12.
(4)直线与y轴垂直,则有m2-2m-3=0,2m2+m-1≠0,解得m=3.
8.已知直线l过点P(0,1),且与直线l1:x-3y+10=0和l2:2x+y-8=0分别交于点A,B(如图).若线段AB被点P平分,求直线l的方程.
解:∵点B在直线l2:2x+y-8=0上,∴可设点B的坐标为(a,8-2a).
∵点P(0,1)是线段AB的中点,
∴点A的坐标为(-a,2a-6).
又点A在直线l1:x-3y+10=0上,
∴将A(-a,2a-6)代入直线l1的方程,得-a-3(2a-6)+10=0,解得a=4.
∴点B的坐标是(4,0).
因此,过P(0,1),B(4,0)的直线l的方程为x4+y1=1,即x+4y-4=0.
能力提升
9.直线l经过点A(1,2),在x轴上的截距的取值范围是(-3,3),则其斜率的取值范围是( )
A.-1,15
5
B.-∞,12∪(1,+∞)
C.(-∞,1)∪15,+∞
D.(-∞,-1)∪12,+∞
答案:D
解析:设直线的斜率为k,如图,过定点A的直线经过点B时,直线l在x轴上的截距为3,此时k=-1;过定点A的直线经过点C时,直线l在x轴上的截距为-3,此时k=12,满足条件的直线l的斜率范围是(-∞,-1)∪12,+∞.
10.已知直线l过点P(3,2),且与x轴的正半轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,当△AOB的面积取最小值时,直线l的方程为 .
答案:2x+3y-12=0
解析:方法1:易知直线l的斜率k存在且k<0,则直线l的方程为y-2=k(x-3)(k<0),则A3-2k,0,B(0,2-3k),所以S△AOB=12(2-3k)3-2k=1212+(-9k)+4-k≥1212+2(-9k)·4-k=12×(12+2×6)=12,
当且仅当-9k=4-k,即k=-23时等号成立.
所以当k=-23时,△AOB的面积最小,此时直线l的方程为y-2=-23(x-3),即2x+3y-12=0.
方法2:设直线l的方程为xa+yb=1(a>0,b>0),将点P(3,2)代入得3a+2b=1≥26ab,即ab≥24,当且仅当3a=2b,即a=6,b=4时等号成立,又S△AOB=12ab,
所以当a=6,b=4时,△AOB的面积最小,此时直线l的方程为x6+y4=1,即2x+3y-12=0.
5
11.已知直线l过点M(1,1),且与x轴、y轴的正半轴分别相交于A,B两点,O为坐标原点.当|MA|2+|MB|2取得最小值时,求直线l的方程.
解:直线l的斜率为k,则k<0,
直线l的方程为y-1=k(x-1),
则A1-1k,0,B(0,1-k),
所以|MA|2+|MB|2=1-1+1k2+12+12+(1-1+k)2=2+k2+1k2≥2+2k2·1k2=4,
当且仅当k2=1k2,即k=-1时,|MA|2+|MB|2取得最小值4,此时直线l的方程为x+y-2=0.
高考预测
12.过点A(1,4)引一条直线l,它与x轴、y轴的正半轴的交点分别为(a,0)和(0,b),当a+b取得最小值时,求直线l的方程.
解:(方法一)由题意,设直线l:y-4=k(x-1),且k<0,
则a=1-4k,b=4-k.
故a+b=5+-4k-k≥5+4=9,
当且仅当k=-2时等号成立.
此时直线l的方程为y=-2x+6.
(方法二)设l:xa+yb=1(a>0,b>0).
由于l经过点A(1,4),故1a+4b=1,
则a+b=(a+b)·1a+4b=5+4ab+ba≥9,
当且仅当4ab=ba,即b=2a时等号成立,此时a=3,b=6.
故所求直线l的方程为x3+y6=1,即y=-2x+6.
5