文档内容
第 02 讲 两条直线的位置关系 (精练)
A 夯实基础 B 能力提升 C 综合素养
A 夯实基础
一、单选题
1.两条平行直线 与 之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
因为直线 与直线 平行,
所以 ,解得 ,
将 化为 ,
所以两平行直线 与 之间的距离为 .
故选:C
2.直线 : 与 : 互相平行,则 的值为( )
A.1 B.-1 C.1或-1 D.-1或2
【答案】B
由题意可列 ,解得 或 ,当 时两直线重合,舍去,故
故选:B
3.直线 与 且 ,则 ( )
A.2 B. C. D.
【答案】A
由于 ,所以 .
故选:A
4.若直线 与直线 垂直,垂足为 ,则 ( )
A. B.4 C. D.
【答案】D
因为 与直线 垂直,故 即 ,因为垂足为 ,故 ,故 ,
故 ,
故选:D.
5.已知点 关于直线 的对称点为点 ,则点 的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
设点 关于直线 对称的点为 ,
则 ,解得 ,故对称的点为 .
故选:D
6.一条光线从点 射出,倾斜角为 ,遇 轴后反射,则反射光线的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
点 关于 轴的对称点为 ,
又反射光线倾斜角为 , 斜率 ,
反射光线所在直线方程为: ,即 .
故选:C.
7.已知直线 与 关于原点对称,若 的方程是 ,则 的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
因为直线 与 关于原点对称,则只需将 的方程中 改为 , 改为 ,可得 的方程是
,即
故选:A
8.数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形少数时难入微.”事实上,很多代数问题可以转化为几何
问题加以解决.例如,与 相关的代数问题,可以转化为点 与点 之间的距
离的几何问题.结合上述观点,对于函数 , 的最小值为( )
A. B. C. D.【答案】A
表示动点 到定点 和 的距离之和,
因为点 在直线 上运动,
作 关于直线 的对称点 ,则 ,
故 ,
当且仅当 三点共线时取等,
故 的最小值为
故选:A
二、多选题
9.已知直线 , 则下列结论正确的是( )
A.存在实数 , 使得直线 与直线 垂直
B.存在实数 , 使得直线 与直线 平行
C.存在实数 , 使得点 A到直线 的距离为 4
D.存在实数 , 使得以线段 为直径的圆上的点到直线 的最大距离为
【答案】ABD
解: 直线 , , ,
直线 的斜率为 ,直线 的斜率为1,
故当 时,直线 与直线 垂直;当 时,直线 与直线 平行,故AB正确;
直线 ,即 ,令 ,求得 ,可得直线经过定点 ,
由于 ,故点 到直线 的最大距离为3,故C错误;
由于 , , ,故以 为直径的圆的圆心 ,且 ,故圆的半径为 ,圆心 到直线 的最大距离为 ,
故以线段 为直径的圆上的点到直线 的最大距离为 ,故D正确,
故选:ABD.
10.已知直线 , , ,以下结论正确的是( ).
A.不论a为何值时, 与 都互相垂直;
B.当 , 与x轴的交点A到原点的距离为
C.不论a为何值时, 与 都关于直线 对称
D.如果 与 交于点M,则 的最大值是
【答案】AD
对于A, 恒成立,l 与l 互相垂直恒成立,故A正确;
1 2
对于B, 与x轴的交点 ,点A到原点的距离为 ,故B错误;
对于C,在l 上任取点 ,关于直线x+y=0对称的点的坐标为 ,代入l:x+ay+1=
1 2
0,则左边不等于0,故C不正确;
对于D,联立 ,解得 ,即 ,
所以 ,所以 的最大值是 ,故D正确.
故选:AD.
三、填空题
11.若直线 : 与直线 : 平行,则直线 与 之间的距离为___________.
【答案】
解: 直线 与直线 平行,
,
解得 ,
直线 ,直线 ,
直线 与 之间的距离为 .
故答案为:
12.已知 为正数,且直线 与直线 互相垂直,则 的最小值为________.
【答案】9
因为直线 与直线 互相垂直,
所以两直线斜率之积为 ,即 ,即 ,
,即
,
当且仅当 ,即 时,等号成立.
所以 的最小值为9.
故答案为:9.
四、解答题
13.已知 的三顶点是 , , ,直线 平行于 ,交 , 分别于 , ,
且 、 分别是 、 的中点.求:
(1) 边上的高所在直线的方程.
(2)直线 的方程.
【答案】(1) ;(2) .
(1)在 中, , , ,则直线AB的斜率为 ,
于是得 边上的高所在直线斜率为 ,其方程为: ,即 ,
所以 边上的高所在直线的方程是: .
(2)因直线 平行于 ,则直线 的斜率为 ,又边 的中点 在直线 上,于是得直线 的方程为: ,即 ,
所以直线 的方程为 .
14.已知两直线 , .
(1)求过 , 交点 ,且在两坐标轴截距相等的直线方程;
(2)若直线 与 , 不能构成三角形,求实数 的值.
【答案】(1) 或 (2) 或 或
(1)由 ,解得:
所以点 的坐标为 .
设所求直线为 ,(ⅰ)当直线 在两坐标轴截距为不零时,
设直线方程为: ,
则 ,解得 ,
所以直线的 方程为 ,即 .
(ⅱ)当直线 在两坐标轴截距为零时,设直线方程为:
设直线方程为: ,
则 ,解得 ,
所以直线的 方程为 ,即 .
综上,直线的 方程为 或 .
(2)(ⅰ)当 与 平行时不能构成三角形,此时: ,解得 ;
(ⅱ)当 与 平行时不能构成三角形,此时:
,解得 ;
(ⅲ)当 过 的交点时不能构成三角形,此时:
,解得 .
综上,当 或 或 时,不能构成三角形.
B 能力提升1.已知直线 与 关于直线 对称, 与 垂直,则
A. B. C.-2 D.2
【答案】B
直线 关于直线 对称的直线,即是交换 位置所得,即 , 相互垂直,故斜率乘积
.
点睛:本题主要考查了直线关于直线 对称直线的方程,考查了直线与直线垂直的概念与运用.点 关
于直线 的对称点为 ,故 关于 对称的直线即是交换 的位置得到,也即
,再根据 相互垂直,故斜率乘积为 可求得 的值.
2.已知 ,点 为 轴上一动点,则 的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
由已知点 关于 轴的对称点为 ,
,直线 方程为 ,令 得 ,
所以直线 与 轴交点为 ,
,当且仅当 是 与 轴交点 时等号成立.
故选:A.
3.若点 在直线 : 上,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
由已知 的几何意义为点 到点 距离的平方,故其最小值为点 到直线 : 的距离的平方,
即 ,
故选:B.
4.若两条平行直线 : 与 : 之间的距离是 ,则直线 关于直线
对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
因为直线 : 与 : ,
所以 ,
又两条平行直线 : 与 : 之间的距离是 ,
所以 解得
即直线 : , : ,
设直线 关于直线 对称的直线方程为 ,
则 ,解得 ,
故所求直线方程为 ,
故选:A
5.已知直线 ,直线 ,则 关于 对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
由题知直线 与直线 交于点 ,且点 在 上,
设点 关于 对称的点的坐标为 ,则 解得
则直线 的方程为 ,即 关于 对称的直线方程为 .
故选:
C 综合素养1.已知三条直线 和 ,且 与 的距离是 .
(1)求 的值;
(2)能否找到一点 ,使同时满足下列三个条件:①点 是第一象限的点;②点 到 的距离是点 到 的
距离的 ;③点 到 的距离与点 到 的距离之比是 ,若能,求点 的坐标;若不能,请说明理
由.
【答案】(1)
(2)能,
(1)解:因为 可化为 ,所以 与 的距离为 .
因为 ,所以 .
(2)解:设存在点 满足,则点 在与 , 平行直线 上.
且 ,即 或 .
所以满足条件②的点满足 或 .
若点 满足条件,由点到直线的距离公式,有 ,即 ,
所以 或 ,因为点 在第一象限,所以 不成立.
联立方程 和 ,解得 (舍去),联立方程 和
,解得 ,所以 即为同时满足条件的点.
2.已知直线 和 , 两点.
(1)求直线 上一点 使得 最小;
(2)设点 到直线 的距离为 ,求直线 上一点 使得 .
【答案】(1) ;(2) 和 .
(1)解:设点 关于直线 的对称点为 ,则直线 为线段 的垂直平分线,
由 ,解得: ,即 的坐标为 ,
如图,连接 ,交直线 于点 ,则 ,
对于直线 上的任意一点 ,有 ,
所以 最小,可知直线 的方程为 ,
由 ,得 ,即点 的坐标为 ,
所以使得 最小的点 的坐标为 .
(2)解:由题可知,点 到直线 的距离为 ,且 ,
由于 , ,
,所以 ,
而 ,直线 的方程为: ,
即直线 的方程为 ,设与 平行的直线为 ,
由两平行线间距离公式得 ,解得: 或 ,
所以到直线 距离为 的点都在直线 或 上,
又因为点 在直线 上,且点 到直线 的距离为 ,
所以联立 和 ,
解得: 和 ,
所以直线 上使得 的点 的坐标为 和 .3.如图所示, 是三条公路, 与 是互相垂直的,它们在 点相交, 与 的交点分别是 且
工厂A在公路 上, 工厂B到 的距离分别为 .货车 在公路 上.
(1)要把工厂A,B的物品装上货车 ,问: 在什么位置时,搬运工走的路程最少?
(2) 在什么位置时,B工厂搬运工与A工厂搬运工走的路程差距最多?(假设货物一次性搬运完)
【答案】(1) (2)
(1)以 所在直线分别为 轴建立平面直角坐标系如图示:
则有 ,故公路 所在的直线方程为
求 在什么位置时,搬运工走的路程最少,即求 的值最小时 的位置.
设点 关于直线 的对称点 ,
则
又 为直线 上的一点,则 当且仅当 三点共线时等号成立,
此时 取得最小值 点 就是直线 与直线l的交点.
联立 解得(2)求 在什么位置时,B工厂搬运工与A工厂搬运工走的路程差距最多,
等价于求点 的位置,使 的值最大, 两点在直线 的同侧, 是直线 上的点,
则 ,当且仅当 三点共线时等号成立,此时 取得最大值 ,
点 即直线 与直线 的交点.
又 直线AB的方程为 ,
由