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新课标2023版高考数学一轮总复习第8章平面解析几何第2节两直线的位置关系距离公式教师用书

2024-01-30 来源:化拓教育网
第二节 两直线的位置关系、距离公式

考试要求:1.能根据两条直线的方程判定这两条直线平行或垂直(逻辑推理). 2.掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离(数学运算).

一、教材概念·结论·性质重现 1.两条直线的位置关系 (1)利用斜率关系判断

对于不重合的直线l1,l2,若其斜率分别为k1,k2.

l1∥l2 k1=k2 l1⊥l2 k1·k2=-1 特别地,当两直线的斜率都不存在时,l1∥l2; 当一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0时,l1⊥l2. (2)利用方程判断

l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2,C2均不为0),

l1∥l2 l1⊥l2 l1与l2重合 A1B1C1=≠ A2B2C2A1A2+B1B2=0 A1B1C1== A2B2C2特别地,若A2,B2,C2中存在为0的情况,则利用斜率关系判断. (3)两直线相交

交点:直线l1:A1x+B1y+C1=0和l2:A2x+B2y+C2=0的公共点的坐标与方程组

A1x+B1y+C1=0,A2x+B2y+C2=0

的解一一对应.

相交⇔方程组有唯一解,交点坐标就是方程组的解; 平行⇔方程组无解; 重合⇔方程组有无数个解.

(1)与直线Ax+By+C=0(A+B≠0)垂直的直线可设为Bx-Ay+m=0. (2)与直线Ax+By+C=0(A+B≠0)平行的直线可设为Ax+By+n=0. 2.三种距离 2222 1

(1)P1(x1,y1),P2(x2,y2)两点之间的距离|P1P2|=(x2-x1)+(y2-y1). (2)点P0(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=|Ax0+By0+C|.

A2+B22

2

22(3)两条平行直线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0(其中A+B≠0,C1≠C2)间的距离d|C1-C2|=2.

A+B2

应用点到直线的距离公式和两平行线间的距离公式时应注意: (1)将方程化为最简的一般形式. (2)利用两平行线之间的距离公式时,应使两直线方程中x,y的系数分别对应相等. 二、基本技能·思想·活动经验 1.判断下列说法的正误,对的打“√”,错的打“×”. (1)当直线l1和l2的斜率都存在时,一定有k1=k2⇒l1∥l2.

(2)如果两条直线l1与l2垂直,则它们的斜率之积一定等于-1.

( × ) ( × ) ( × )

|kx0+b|(3)点P(x0,y0)到直线y=kx+b的距离为. 2

1+k(4)两平行直线2x-y+1=0,4x-2y+1=0间的距离为0.

( × )

2.已知过点A(-2,m)和B(m,4)的直线与直线2x+y-1=0平行,则实数m的值为( ) A.0 B.-8 C.2 D.10 B 解析:由题意知

4-m=-2,解得m=-8.故选B.

m-(-2)

3.如果平面直角坐标系内的两点A(a-1,a+1),B(a,a)关于直线l对称,那么直线

l的方程为( )

A.x-y+1=0 C.x-y-1=0

A 解析:因为直线AB的斜率为

B.x+y+1=0 D.x+y-1=0

a+1-a=-1,所以直线l的斜率为1.设直线l的方

a-1-a程为y=x+b,由题意知直线l过线段AB的中点

2a-1,2a+1,所以2a+1=2a-1+b,

2222

解得b=1,所以直线l的方程为y=x+1,即x-y+1=0.故选A.

4.若三条直线y=2x,x+y=3,mx+2y+5=0相交于同一点,则m的值为________.

2

2m+14

C 解析:若直线2x+(m+1)y+4=0与直线mx+3y-2=0平行,则有=≠,

m3-2故m=2或-3.

5.已知两条直线l1:4x+2y-3=0,l2:2x+y+1=0,则l1与l2之间的距离为________. 5

解析:两条直线l1:4x+2y-3=0,l2:2x+y+1=0,即两条直线l1:4x+2y-2

|-3-2|5

3=0,l2:4x+2y+2=0,它们之间的距离d==. 22

24+2

考点1 两直线平行与垂直判定及应用——基础性

1.“m=1”是“直线l1:mx+y-1=0和直线l2:x+my+6=0平行”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件

D.既不充分也不必要条件

A 解析:直线l1:mx+y-1=0和直线l2:x+my+6=0平行⇔m=1⇔m=±1,“m=1”是“m=±1”的充分不必要条件.故选A.

2.若直线2x+(2a-5)y+2=0与直线bx+2y-1=0互相垂直,则a+b的最小值为( )

A.3 C.5

B.3 D.5

2

2

2

C 解析:因为直线2x+(2a-5)y+2=0与直线bx+2y-1=0互相垂直, 所以2b+2(2a-5)=0,化简得b=5-2a,

所以a+b=a+(5-2a)=5a-20a+25=5(a-2)+5≥5,当且仅当a=2时取“=”, 所以a+b的最小值为5.

3.已知直线l1:mx+y-1=0,l2:(2m+3)x+my-1=0,m∈R,若l1⊥l2,则m=________. 0或-2 解析:若l1⊥l2,则m(2m+3)+m=0,解得m=0或m=-2, 即l1⊥l2⇔m=0或m=-2.

1.当方程的系数含有字母时,应考虑斜率不存在的特殊情况,否则容易漏解.

2

2

2

2

2

2

2

2

3

2.利用平行、垂直等条件求出参数值后,应将求出的参数值回代,验证是否符合题意.如当两直线平行时,利用斜率相等求出的参数值可能会使两直线重合,应该代入验证是否舍去其中一个值.

考点2 两直线的交点、距离问题——综合性

(1)已知直线3x+2y-3=0与直线6x+my+7=0互相平行,则它们之间的距离

是( )

A.4 213C.

13

B.

13 2

713D.

26

B 解析:由直线3x+2y-3=0与直线6x+my+7=0互相平行,得m=4,所以直线分713

别为3x+2y-3=0与3x+2y+=0.它们之间的距离是2=.故选B. 2

223+2

(2)直线2x+3y-k=0和直线x-ky+12=0的交点在x轴上,则k的值为( ) A.-24

B.24 C.6

D.±6

7

+32

A 解析:直线2x+3y-k=0和直线x-ky+12=0的交点在x轴上,可设交点坐标为

2a-k=0,

(a,0),则

a+12=0,

a=-12,

即

k=-24.

故选A.

本例1(1)中,条件“直线3x+2y-3=0与直线6x+my+7=0互相平行”改为“直线3x+2y-3=0与直线6x+my+7=0互相垂直”,求两直线的交点坐标.

解:因为两直线垂直,则18+2m=0,则m=-9.

3x+2y-3=0,

由

6x-9y+7=0,

1x=,

解得3

y=1.

1所以交点坐标为,1.

3

1.求过两直线交点的直线方程的方法 求过两直线交点的直线方程,先解方程组求出两直线的交点坐标,再结合其他条件写出直线方程. 2.利用距离公式应注意 (1)点P(x0,y0)到直线x=a的距离d=|x0-a|,到直线y=b的距离d=|y0-b|.

4

(2)应用两平行线间的距离公式要把两直线方程中x,y的系数分别化为相等.

1.若点P在直线3x+y-5=0上,且P到直线x-y-1=0的距离为2,则点P的坐标为( )

A.(1,2)

C.(1,2)或(2,-1)

B.(2,1)

D.(2,1)或(-1,2)

|x-5+3x-1|

C 解析:设P(x,5-3x),则d==2,化简得|4x-6|=2,即4x-622

1+(-1)=±2,即x=1或x=2,故点P的坐标为(1,2)或(2,-1).故选C.

2.已知直线l过直线l1:x-2y+3=0与直线l2:2x+3y-8=0的交点Q,且点P(0,4)到直线l的距离为2,则这样的直线l的条数为( )

A.0 C.2

x-2y+3=0,C 解析:由

2x+3y-8=0,

2

B.1 D.3

2

得

x=1,y=2,

即直线l过点Q(1,2).

因为|PQ|=(1-0)+(2-4)=5>2, 所以满足条件的直线l有2条.故选C.

考点3 对称问题——应用性

考向1 点关于点对称

过点P(0,1)作直线l使它被直线l1:2x+y-8=0和l2:x-3y+10=0截得的

线段被点P平分,则直线l的方程为________________.

x+4y-4=0 解析:设l1与l的交点为A(a,8-2a),

则由题意知,点A关于点P的对称点B(-a,2a-6)在l2上,把点B的坐标代入l2的方程得-a-3(2a-6)+10=0,

解得a=4,即点A(4,0)在直线l上,

所以由两点式得直线l的方程为x+4y-4=0.

中心对称问题的解法 x′=2a-x,(1)若点P(x,y)关于Q(a,b)的对称点为P′(x′,y′),则y′=2b-y. (2)直线关于点的对称问题可转化为点关于点的对称问题来解决.

5

考向2 点关于直线的对称点

已知直线l:2x-3y+1=0,点A(-1,-2),则点A关于直线l的对称点A′

的坐标为________.

-33,4 解析:设A′(x,y), 1313

y+22

x+1×3=-1,

由已知得x-1y-2

2×-3×+1=0,22

33x=-,13解得4

y=13.

轴对称问题的解法 (1)若点P(a,b)关于直线Ax+By+C=0(B≠0)的对称点为P′(m,n),

334故A′-,.

1313

n-bA-=-1,m-a×B则有a+mb+nA·+B·+C=0.22 (2)直线关于直线的对称问题可转化为点关于直线的对称问题来解决. 考向3 直线关于直线的对称 已知直线l:x-y-1=0,l1:2x-y-2=0.若直线l2与l1关于l对称,则l2

的方程是( )

A.x-2y+1=0 C.x+y-1=0

x-y-1=0,B 解析:由

2x-y-2=0,

B.x-2y-1=0 D.x+2y-1=0

得交点(1,0),取l1上的点(0,-2),其关于直线l的

y-0x-1

对称点为(-1,-1),故直线l2的方程为=,即x-2y-1=0.

-1-0-1-1

直线与直线对称问题的解法 (1)先求出两条直线的交点,再在其中一条直线上取一个异于交点的点,求出该点关于直线的对称点,由两点式可写出直线的方程. (2)直线关于直线的对称问题可转化为点关于直线的对称问题来解决.

6

1.已知点(1,-1)关于直线l1:y=x的对称点为A,设直线l2经过点A,则当点B(2,-1)到直线l2的距离最大时,直线l2的方程为( )

A.2x+3y+5=0 C.3x+2y+5=0

B.3x-2y+5=0 D.2x-3y+5=0

B 解析:易知A(-1,1).设点B(2,-1)到直线l2的距离为d,当d=|AB|时取得最大值,此时直线l2垂直于直线AB,又-3x-2y+5=0.故选B.

1

2.若函数y=ax+8与y=-x+b的图象关于直线y=x对称,则a+b=( )

21A. 2C.2

1B.- 2D.-2

33

=,所以直线l2的方程为y-1=(x+1),即kAB221

C 解析:直线y=ax+8关于y=x对称的直线方程为x=ay+8,所以x=ay+8与ya=-2,1

=-x+b为同一直线,则

2b=4.

所以a+b=2.故选C.

7

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