文档内容
第 02 讲 两条直线的位置关系
目录
01 考情透视·目标导航..........................................................................................................................2
02 知识导图·思维引航..........................................................................................................................3
03 考点突破·题型探究..........................................................................................................................4
知识点1:直线平行与垂直的判定.....................................................................................................4
知识点2:三种距离.............................................................................................................................5
解题方法总结........................................................................................................................................5
题型一:两直线位置关系的判定........................................................................................................7
题型二:两直线的交点与距离问题....................................................................................................9
题型三:有关距离的最值问题..........................................................................................................14
题型四:点关于点对称......................................................................................................................23
题型五:点关于线对称......................................................................................................................25
题型六:线关于点对称......................................................................................................................27
题型七:线关于线对称......................................................................................................................29
题型八:直线系方程..........................................................................................................................31
04真题练习·命题洞见........................................................................................................................33
05课本典例·高考素材........................................................................................................................34
06易错分析·答题模板........................................................................................................................37
易错点:两平行直线间的距离公式应用错误..................................................................................37
答题模板:已知两直线平行或垂直求参数......................................................................................37考点要求 考题统计 考情分析
高考对两条直线的位置关系的考查比较
(1)两条直线的平行 稳定,考查内容、频率、题型难度均变化不
2022年上海卷第7题,5分
与垂直 大,备考时应熟练掌握两条直线的位置关
2020年III卷第8题,5分
(2)两直线的交点与 系、距离公式、对称问题等,特别要重视两
2020年上海卷第7题,5分
距离问题 条直线的位置关系以及点到直线的距离公式
这两个考点.
复习目标:
(1)能根据斜率判定两条直线平行或垂直.
(2)能用解方程组的方法求两条直线的交点坐标.
(3)掌握平面上两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离.知识点1:直线平行与垂直的判定
两条直线平行与垂直的判定以表格形式出现,如表所示.
两直线方程 平行 垂直
(斜率存在) 或 或 中有一个为
0,另一个不存在.
(斜率不存在)
【诊断自测】(多选题)已知两条直线 , 的方程分别为 与 ,下列结论正确
的是( )
A.若 ,则 B.若 ,则两条平行直线之间的距离为
C.若 ,则 D.若 ,则直线 , 一定相交
【答案】AD
【解析】两条直线 , 的方程分别为 与 ,它们不重合,
若 ,则 ,得 ,检验符合,故A选项正确;
若 ,由A选项可知, : ,直线 的方程可化为 ,
故两条平行直线之间的距离为 ,故B选项不正确;
若 ,则 ,得 ,故C选项不正确;
由A选项知,当 时, ,所以若 ,则直线 , 一定相交,故D选项正确.
故选:AD.知识点2:三种距离
1、两点间的距离
平面上两点 的距离公式为 .
特别地,原点O(0,0)与任一点P(x,y)的距离
2、点到直线的距离
点 到直线 的距离
特别地,若直线为l:x=m,则点 到l的距离 ;若直线为l:y=n,则点 到l
的距离
3、两条平行线间的距离
已知 是两条平行线,求 间距离的方法:
(1)转化为其中一条直线上的特殊点到另一条直线的距离.
(2)设 ,则 与 之间的距离
注:两平行直线方程中,x,y前面对应系数要相等.
4、双根式
双根式 型函数求解,首先想到两点间的距离,或者利用单调性
求解.
【诊断自测】(多选题)已知点 到直线 的距离为3,则实数 等于( )
A.0 B. C.3 D.2
【答案】AB
【解析】依题意 ,即 ,解得 或 .
故选:AB.
解题方法总结
1、点关于点对称
点关于点对称的本质是中点坐标公式:设点 关于点 的对称点为 ,则根据中点坐标公式,有
可得对称点 的坐标为
2、点关于直线对称
点 关于直线 对称的点为 ,连接 ,交 于 点,则 垂直平分
,所以 ,且 为 中点,又因为 在直线 上,故可得 ,解出
即可.
3、直线关于点对称
法一:在已知直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标,再由两点式求
出直线方程;
法二:求出一个对称点,再利用两对称直线平行,由点斜式得到所求直线方程.
4、直线关于直线对称
求直线 ,关于直线 (两直线不平行)的对称直线
第一步:联立 算出交点
第二步:在 上任找一点(非交点) ,利用点关于直线对称的秒杀公式算出对称点
第三步:利用两点式写出 方程
5、常见的一些特殊的对称
点 关于 轴的对称点为 ,关于 轴的对称点为 .
点 关于直线 的对称点为 ,关于直线 的对称点为 .
点 关于直线 的对称点为 ,关于直线 的对称点为 .
点 关于点 的对称点为 .
点 关于直线 的对称点为 ,关于直线 的对称点为 .
6、过定点直线系
过已知点 的直线系方程 ( 为参数).
7、斜率为定值直线系
斜率为 的直线系方程 ( 是参数).
8、平行直线系
与已知直线 平行的直线系方程 ( 为参数).
9、垂直直线系与已知直线 垂直的直线系方程 ( 为参数).
10、过两直线交点的直线系
过直线 与 的交点的直线系方程:
( 为参数).
题型一:两直线位置关系的判定
【典例1-1】(湖北省“宜荆荆恩”2024届高三9月起点考试数学试题)已知两条直线
,则“ ”是“ ”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
【答案】A
【解析】当 时, ,则 ,
所以“ ”是“ ”的充分不必要条件.
故选:A
【典例1-2】已知 , ,直线 和 垂直,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】 , ,直线 , ,且 ,
,即 .
则 ,当且仅当 时,等号成立,
故 的最小值为8,
故选:B.
【方法技巧】
【解题方法总结】
判断两直线的位置关系可以从斜率是否存在分类判断,也可以按照以下方法判断:一般地,设
( 不全为0), ( 不全为0),则:
当 时,直线 相交;当 时, 直线平行或重合,代回检验;
当 时, 直线垂直,与向量的平行与垂直类比记忆.
【变式1-1】直线 与直线 相交,则实数 的值为( )
A. 或 B. 或
C. 且 D. 且
【答案】D
【解析】由直线 与直线 相交,得 ,
即 ,解得 且 ,
所以实数k的值为 且 .
故选:D
【变式1-2】点 为直线 上不同的两点,则直线 与直线
的位置关系是( )
A.相交 B.平行 C.重合 D.不确定
【答案】A
【解析】由点 为直线 上不同的两点,
则直线 与直线 的斜率存在时一定为 ,
可以把这两个斜率看成直线上两点到原点的斜率的倒数,
由已知可得 ,则 ,即两直线不可能平行与重合,则只能相交;
若直线 与直线 的斜率有一个不存在,则另一个斜率必存在,也能判定两直线
相交;
故选:A.
【变式1-3】(2024·高三·广东·开学考试)已知直线 ,直线 ,则
是 的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】A
【解析】因为 或 ,
所以 是 的充分不必要条件.
故选:A.【变式1-4】(2024·高三·上海宝山·开学考试)已知集合 ,
,则下列结论正确的是( )
A.存在 ,使得
B.当 时,
C.当 时,
D.对任意的 ,都有
【答案】D
【解析】对于A, 表示过定点 ,且斜率不为 的直线,
集合 表示直线 上所有的点, ,A错误;
对于B,当 时, , ,
由 得: , ,B错误;
对于C,当 时, ,满足 ;
当 ,即 时,直线 与 平行,
,解得: ;
综上所述:当 时, 或 ,C错误;
对于D,若 ,则 且直线 与 重合,
,方程组无解, ,D正确.
故选:D.
题型二:两直线的交点与距离问题
【典例2-1】(2024·高三·江苏苏州·开学考试)已知直线 与直线 交于 ,
则原点到直线 距离的最大值为( )
A.2 B. C. D.1
【答案】B【解析】因为两直线交于 ,
则 ,即 ,且 ,则 ;
由原点到直线 的距离
由 ,
则 ,当且仅当 时, 取最大值 ,此时 .
即两直线重合时,原点到直线的距离最大.
故选:B.
【典例2-2】若直线 与直线 的交点在第一象限,则实数 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】 ,即交点为 ,
因为交点在第一象限,所以 .
故选:A
【方法技巧】
两点间的距离,点到直线的距离以及两平行直线间的距离的计算,特别注意点到直线距离公式的结构.
【变式2-1】已知点 , , ,则 的面积为 .
【答案】5
【解析】设 边上的高为 ,则 就是点C到AB所在直线的距离.
易知 .
由两点式可得 边所在直线的方程为 ,即 .
点 到直线 的距离 ,
所以 的面积为 .故答案为:5
【变式2-2】已知平面上点 和直线 ,点P到直线l的距离为d,则 .
【答案】 /4.5
【解析】依题意,直线 ,而点 ,
所以 .
故答案为:
【变式2-3】已知直线 ,则点 到直线 的距离的最大值为 .
【答案】
【解析】直线 ,即 ,
由 ,解得 , ,所以直线 恒过定点 ,
当直线l与直线AP垂直时,点 到直线 的距离的最大,
最大值为 ,
所以点 到直线 的距离的最大值为 ,
故答案为:
【变式2-4】已知点 ,若直线l过点 ,且A、B到直线l的距离相等,则直线l的
方程为 .
【答案】 或
【解析】依题意, 到直线 的距离相等.
的中点为 ,
当 过 以及 时,
直线 的方程为 .直线 的斜率为 ,
当直线 过 并与 平行时,
直线 的方程为 .
综上所述,直线 的方程为 或 .
故答案为: 或
【变式2-5】 ,与直线 平行,则直线 与 的距离为 .
【答案】
【解析】因为 // ,所以 ,解得 ,
, ,
由两平行直线的距离公式可得: ,
故答案为:
【变式2-6】若恰有两组的实数对 满足关系式 ,则符合题意的 的值为
.
【答案】 /
【解析】 可以看成点 到直线 : 的距离 ,
可以看成点 到直线 : 的距离 ,
由已知可得, , : 不过原点,
又由恰有两组的实数对 满足关系式 ,
所以可以看成有且仅有两条直线满足 ,直线 方程: ,
所以满足题意的直线 :
第一条是线段 的垂直平分线,当 : 是 的垂直平分线时,
因为 ,所以 ,符合题意;
第二条只能取自与直线 平行的两条直线中的一条,且此时另一条直线过原点,
此时第二条直线的方程为 ,
所以此时 ,即 ,符合题意;所以 .
故答案为: .
【变式2-7】(2024·全国·模拟预测)已知直线 和 与x轴围成的三角形是等腰三角形,
则k的取值不可能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】令直线 的倾斜角分别为 ,则 ,
当围成的等腰三角形底边在x轴上时, , ;
当围成的等腰三角形底边在直线 上时, 或 ,
因为 ,且 ,解得 ,
所以 ,或 ;
当围成的等腰三角形底边在直线 上时, ,则 .
故选:D.
题型三:有关距离的最值问题
【典例3-1】我国著名数学家华罗庚曾经说过:“数形结合百般好,隔离分家万事休.”事实上有很多代数问
题可以转化为几何问题加以解决,根据上述观点,当 取得最小值时,
实数 的值为( )A. B.3 C. D.4
【答案】C
【解析】 ,
表示平面上点 与点 , 的距离和,
连接 ,与 轴交于 ,此时直线 方程为 ,
令 ,则
的最小值为 ,此时
故选:C.
【典例3-2】设 ,其中
.则 的最小值为( )
A.8 B.9 C. D.
【答案】B
【解析】设 ,则 表示: ,
,则直线 的方程为 ,令 ,则 ,
所以直线 与 轴相交于点 ,
所以 ,
所以 ,当点P为 时,等号成立,故 的最小值为9.
故选:B.
【方法技巧】
数学结合,利用距离的几何意义进行转化.【变式3-1】已知 , , , 为四个实数,且 , , ,则
的最小值为( )
A. B. C. D.5
【答案】D
【解析】设 ,则 ,
所以
,
而 可看做 轴上动点 与两定点 的距离和,如图,
由图可知当 运动到 时, 最小,最小值为 ,
所以 的最小值为 .
故选:D
【变式3-2】已知 为直线 上的一点,则 的最小值为( )
A. B. C.4 D.
【答案】A
【解析】如图, 为点 到原点 和到点 的距离之和,即 .设 关于直线 对称的点为 ,则 得 ,即 .
易得 ,当A, , 三点共线时, 取到最小值,且最小值为 .
故选:A.
【变式3-3】 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意知,
,
设 ,
则 的几何意义为 的值,
如图,作点 关于x轴的对称点 ,连接 ,
与x轴的交点即为所求点P,此时 取得最小值,为 .
而 ,
即 的最小值为 ,
所以 的最小值为 .
故选:D
【变式3-4】已知实数 ,满足 , , ,则
的最小值是 .【答案】 /
【解析】依题意,方程 、 分别表示以原点 为圆心,2、3为半径的圆,
令 ,即点 分别在 、 上,如图,
显然 , ,即有 ,
,取线段 中点 ,连接 ,则 ,
因此点 在以原点为圆心, 为半径的圆上,
而 ,
即 表示点 到直线 的距离和的 倍,
过 分别作直线 的垂线,垂足分别为 ,过 作 垂直于直线 于点 ,
于是 , ,
,原点 到直线 的距离 ,
显然 ,当且仅当点 共线,且点 在线段 上时取等号,
所以 .
故答案为:
【变式3-5】已知点 分别在直线 与直线 上,且 ,点 ,
,则 的最小值为 .
【答案】
【解析】易知 ,作出图象如下,过 点作直线 ,则 ,直线 ,过 作直线 ,与直线 交于点 ,易知四边形 为平行四边形,
故 ,且 到直线 的距离等于 到 的距离,
设 ,则 ,解得 或 (舍 ,所以 ,
而 ,且 (定值),
故只需求出 的最小值即可,显然 ,
故 的最小值为 .
故答案为: .
【变式3-6】(多选题)已知两点 , 点 是直线 : 上的动点,则下列结论中正
确的是( )
A.存在 使 最小 B.存在 使 最小
C.存在 使 最小 D.存在 使 最小
【答案】ABD
【解析】对于A:设点 关于直线 的对称点为 ,所以 ,所以 ,所以
,
所以 ,当且仅当 为 与 交点时满足题意,
又因为 ,即 ,
所以 ,所以 ,所以 ,故A正确;对于B:设 ,所以 ,
所以 ,当且仅当 时 有最小值,
此时 ,所以 ,故B正确;
对于C:如下图,根据 与 的位置关系可判断出 有最大值,无最小值,故C错误;
对于D:因为 ,取等号时 ,即 为 垂直平分线与 的交点,
因为 垂直平分线方程为 ,即 ,
所以 ,所以 ,所以 ,故D正确;
故选:ABD.
【变式3-7】(多选题)已知直线 和三点 , , ,过点C的直线 与x轴、
y轴的正半轴交于M,N两点.下列结论正确的是( )
A.P在直线l上,则 的最小值为
B.直线l上一点 使 最大
C.当 最小时 的方程是
D.当 最小时 的方程是
【答案】BC
【解析】对于A:设点 关于直线l的对称点为 ,
则 ,解得
,当 三点共线时取最小值.A错误;
对于B: ,当 三点共线时取最大值,
又 ,即 ,
联立 ,解得 ,
即直线l上一点 使 最大,B正确;
对于C:设 ,
当 时, ,当 时, ,
即 ,
,
当且仅当 ,即 时等号成立,
此时 ,即 ,C正确;对于D: ,
当且仅当 ,即 时等号成立,
此时 ,即 ,D错误.
故选:BC.
【变式3-8】已知点 在直线 ,点 在直线 上,且 ,
的最小值为( )
A. B. C. D.5
【答案】D
【解析】由已知 表示点M(x ,y )到点 的距离,
1 1
表示点N(x ,y )到点 的距离,
2 2
所以 ,
过点 作 ,垂足为 ,
因为直线 的方程为 , ,
所以 ,
又直线 与直线 平行, ,
所以 ,所以 ,
所以四边形 为平行四边形,所以 ,
所以 ,
又 ,当且仅当 三点共线时等号成立,
所以当点 为线段 与直线 的交点时,
取最小值,最小值为 ,
因为过点 与直线 垂直的直线的方程为 ,
联立 ,可得 ,所以点 的坐标为 ,所以 ,
所以 的最小值为 ,
故选:D.
【变式3-9】过定点A的动直线 和过定点B的动直线 交于点M,则 的
最大值是( )
A. B.3 C. D.
【答案】C
【解析】由题意知 过定点 ,
动直线 即 过定点 ,
对于直线 和动直线 满足 ,
故两直线垂直,
因此点M在以 为直径的圆上, ,
则 ,
所以 ,
当且仅当 时等号成立,
故 的最大值为 ,
故选:C
【变式3-10】已知 , 为实数,代数式 的最小值是 .
【答案】10
【解析】设点 ,
则
,
当且仅当 分别为 连线与两坐标轴的交点时,等号成立.故答案为:10.
题型四:点关于点对称
【典例4-1】直线l经过点 ,与x轴、y轴分别交于A,B两点,当P为AB中点时, .
【答案】
【解析】设A(a,0), ,
∵P为AB中点,∴ ,
解得 , ,
即 , ,
所以
故答案为: .
【典例4-2】已知 , ,点 是线段 的中点,则 .
【答案】
【解析】由中点坐标公式知: , ,解得: , , .
故答案为: .
【方法技巧】
求点 关于点 中心对称的点 ,由中点坐标公式得
【变式4-1】已知点 在 轴上,点 在 轴上,线段 的中点 的坐标为 ,则线段 的长度为
.
【答案】【解析】在平面直角坐标系中, ,
则 为直角三角形,且 为斜边,
故 .
故答案为:
【变式4-2】设点A在x轴上,点B在y轴上, 的中点是 ,则 等于
【答案】
【解析】根据点A在x轴上,点B在y轴上,且 的中点是 ,利用中点坐标公式得到A,B的坐
标,再利用两点间的距离公式求解.因为点A在x轴上,点B在y轴上,且 的中点是 ,
所以 ,
所以 ,
故答案为:
【变式4-3】已知直线l与直线 及直线 分别交于点P,Q.若PQ的中点为点 ,
则直线l的斜率为 .
【答案】
【解析】设 ,则 .由点Q在直线 上,得 , .故 .
所以直线l的斜率为 ,所以
故答案为
【变式4-4】已知直线 与直线 和 的交点分别为 ,若点 是线段
的中点,则直线 的方程为 .
【答案】
【解析】因为直线 与直线 和 的交点分别为 ,
设 ,
因为点 是线段 的中点,由中点公式可得 ,
解得 ,所以直线 的斜率为 ,
所以直线 的方程为 ,即 .
故答案为: .题型五:点关于线对称
【典例5-1】将一张坐标纸对折,如果点 与点 重合,则点 与点 重合.
【答案】
【解析】已知点 与点 ,可知线段 的中点为 ,
且 ,则线段 的中垂线的斜率 ,
则线段 的中垂线方程为 ,即 ,
设点 关于直线 的对称点为 ,
则 ,解得 ,
所以所求点为 .
故答案为: .
【典例5-2】点 关于直线 对称的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设所求对称点的坐标为 ,
则 ,解得 ,
故点 关于直线 对称的点的坐标为 .
故选:D.
【方法技巧】
求点 关于直线 对称的点
方法一:(一中一垂),即线段 的中点M在对称轴 上,若直线 的斜率存在,则直线 的
斜率与对称轴 的斜率之积为-1,两个条件建立方程组解得点方法二:先求经过点 且垂直于对称轴 的直线(法线) ,然后由 得线段 的中
点 ,从而得
【变式5-1】若直线 和直线 关于直线 对称,则直线 恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为直线 过定点 ,
点 关于直线 对称的点为 ,
故直线 恒过定点 .
故选:C
【变式5-2】一条光线从点 射出,经直线 反射后经过点 ,则反射光线所在直线的
方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设点 关于直线 的对称点为 ,
则 ,化简得 ,解得 ,
故反射光线过点 ,
则反射光线所在直线的方程为 .
故选:B.
【变式5-3】在等腰直角三角形ABC中, ,点P是边AB上异于A,B的一点,光从点P出发
经 反射后又回到点P,反射点为Q,R,若光线QR经过 的重心,则 .
【答案】
【解析】依题意,以点A为原点,直线AB为x轴,直线AC为y轴建立平面直角坐标系,如图,则 , , , 的重心G的坐标为 ,
设点P的坐标为 , ,则点P关系y轴对称点 ,
设点P关于直线 对称点 ,显然直线BC的方程为 ,
于是 ,解得 ,即点 ,
由光的反射定律知,光线 过点 ,也过点 ,而光线 经过 的重心 ,因此点 共线,
则有 ,整理得 ,解得 ,
所以 .
故答案为:
题型六:线关于点对称
【典例6-1】直线 关于点 对称的直线方程为 .
【答案】
【解析】在直线 上取点 、 ,
点 关于点 的对称点为 ,点 关于点 的对称点为 ,
直线 的斜率为 ,
所以,所求直线方程为 ,即 .
故答案为: .
【典例6-2】直线 关于点 对称的直线方程为 .
【答案】
【解析】在对称直线上任取一点 ,设 关于点 对称的点为 ,由于
在直线 上,所以 ,即 ,
故答案为:【方法技巧】
求直线l关于点 中心对称的直线
求解方法是:在已知直线l上取一点 关于点 中心对称得 ,再利用 ,由
点斜式方程求得直线 的方程(或者由 ,且点 到直线l及 的距离相等来求解).
【变式6-1】直线 关于点 对称的直线 的方程为 .
【答案】
【解析】设 为 上任意一点,则 关于点 的对称点为 ,
因为 在直线l上,所以 ,即直线 的方程为 .
故答案为:
【变式6-2】直线 恒过定点 ,则直线 关于 点对称的直线方程为 .
【答案】
【解析】由 得: ,当 时, , ;
设直线 关于 点对称的直线方程为 ,
,解得: 或 (舍),
直线 关于 点对称的直线方程为 .
故答案为: .
【变式6-3】在平面直角坐标系xOy中,将直线l沿x轴正方向平移3个单位长度,沿y轴正方向平移5个
单位长度,得到直线l.再将直线l 沿x轴正方向平移1个单位长度,沿y轴负方向平移2个单位长度,又与
1 1
直线l重合.若直线l与直线l 关于点(2,3)对称,则直线l的方程是 .
1
【答案】6x-8y+1=0
【解析】根据平移得到l:y=k(x-3)+5+b和直线:y=kx+3-4k+b,解得k= ,再根据对称解得
1
b= ,计算得到答案.由题意知直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+b,
则直线l:y=k(x-3)+5+b,平移后的直线方程为y=k(x-3-1)+b+5-2
1
即y=kx+3-4k+b,∴b=3-4k+b,解得k= ,
∴直线l的方程为y= x+b,直线l 为y= x+ +b
1
取直线l上的一点 ,则点P关于点(2,3)的对称点为 ,,解得b= .
∴直线l的方程是 ,即6x-8y+1=0.
故答案为:6x-8y+1=0
题型七:线关于线对称
【典例7-1】若直线 与直线 关于直线 对称,则直线 的一般式方程为 .
【答案】
【解析】设直线 上任意一点 ,则点 关于直线 对称点 ,
因为直线 与直线 关于直线 对称,所以 在直线 上,
即 ,得到直线 的一般式方程为
故答案为:
【典例7-2】直线 与直线 关于直线 对称,则直线 的倾斜角是 .
【答案】
【解析】直线 ,故直线的斜率等于 ,
设直线的倾斜角等于 ,则 ,
且 ,故 ,
同理直线 的倾斜角为 ,
所以直线 与直线 关于直线 对称,则直线 的倾斜角是 .
故答案为: .
【方法技巧】
求直线l关于直线 对称的直线
若直线 ,则 ,且对称轴 与直线l及 之间的距离相等.
此 时 分 别 为 , 由
,求得 ,从而得 .
若直线l与 不平行,则 .在直线l上取异于Q的一点 ,然后求得 关于直线对称的点 ,再由 两点确定直线 (其中 ).
【变式7-1】已知直线 ,直线 ,若直线 关于直线l的对称直线为 ,则直线 的
方程为 .
【答案】 .
【解析】由题意知 ,设直线 ,在直线 上取点 ,
设点 关于直线 的对称点为 ,
则 , 解得 ,即 ,
将 代入 的方程得 ,
所以直线 的方程为 .
故答案为:
【变式7-2】若直线l与直线 的夹角平分线为 ,则直线l的方程为 .
【答案】
【解析】由题意可得直线l与直线 关于直线 对称,
由于直线 上的任意一点 关于直线 的对称点为 ,
因为已知直线 ,则 的方程是 ,即 ,
故答案为: .
【变式7-3】直线 : 关于直线 : 的对称直线方程为 .
【答案】
【解析】设直线 关于直线 对称的直线为 ,由 ,解得 ,
则点 在直线 上;
在直线 上取一点 ,设其关于直线 对称的点为 ,
则 ,解得 ,即 ,
所以直线 的方程为 ,即 .
故答案为:
【变式7-4】直线 关于直线 的对称直线的方程为 .【答案】
【解析】设 为所求直线上一点,它关于 的对称点为 ,
则 可得 ,
由题可得 在直线 上,
所以 ,整理可得所求的对称直线方程为 .
故答案为: .
题型八:直线系方程
【典例8-1】过两直线 和 的交点且过原点的直线方程为 .
【答案】
【解析】令所求直线为 ,
又直线过原点,则 ,
所以所求直线为 .
故答案为:
【典例8-2】经过点 和两直线 ; 交点的直线方程为 .
【答案】
【解析】设所求直线方程为 ,
点 在直线上,
,
解得 ,
所求直线方程为 ,即 .
故答案为: .
【方法技巧】
利用直线系方程求解.
【变式8-1】已知两直线 和 的交点为 ,则过 两点的
直线方程为 .【答案】
【解析】依题意两直线 和 的交点为 ,
所以 在直线 上,
所以过 两点所在直线方程为 .
故答案为:
【变式8-2】设直线 经过 和 的交点,且与两坐标轴围成等腰直角三角形,则
直线 的方程为 .
【答案】 或
【解析】方法一:由 ,得 ,
所以两条直线的交点坐标为(14,10),
由题意可得直线 的斜率为1或-1,
所以直线 的方程为 或 ,
即 或 .
方法二:设直线 的方程为 ,整理得 ,
由题意,得 ,解得 或 ,
所以直线 的方程为 或 .
故答案为: 或 .
【变式8-3】已知直线 的方程为 ,求坐标原点 到 的距离的最大值 .
【答案】
【解析】直线 的方程为 ,即
令 ,解得:
所以直线 恒过定点 ,
所以原点 到直线 的距离 ,即 到直线 的距离的最大值为 .
故答案为: .1.(2021年全国新高考II卷数学试题)抛物线 的焦点到直线 的距离为 ,则
( )
A.1 B.2 C. D.4
【答案】B
【解析】抛物线的焦点坐标为 ,
其到直线 的距离: ,
解得: ( 舍去).
故选:B.
2.(2021年全国高考甲卷数学(文)试题)点 到双曲线 的一条渐近线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知,双曲线的渐近线方程为: ,即 ,
结合对称性,不妨考虑点 到直线 的距离: .
故选:A.
3.(2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅲ))点(0,﹣1)到直线 距离的最大值为
( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【解析】由 可知直线过定点 ,设 ,
当直线 与 垂直时,点 到直线 距离最大,
即为 .
故选:B.1.已知点 和 ,点P在x轴上,且 为直角,求点P的坐标.
【答案】 或 .
【解析】设 ,因为 ,
所以由勾股定理可得 ,
即 ,解得 或 ,所以点 的坐标是 或 .
故答案为: 或 .
2.已知四边形ABCD的四个顶点是 , , , ,求证:四边形
ABCD为矩形.
【解析】因为四个点的横坐标各不相等,所以四边形四条边所在直线的斜率都存在,
所以 , , , ,
所以 , , ,
所以四边形 四条边两两垂直,所以四边形 四个内角都为 ,
所以四边形 是矩形.
3.如图,已知直线 与直线 ,在 上任取一点A,在 上任取一点B,连接
AB,取AB的靠近点A的三等分点C,过点C作 的平行线 ,求 与 间的距离.
【解析】过A做 于D,交 于E,如图所示:因为 ,且由题意得 ,
所以 ,所以 ,
又直线 与 间的距离 ,
所以求 与 间的距离 .
4.三条直线 , 与 相交于一点,求a的值.
【解析】解方程组 ,得 ,
∴交点坐标为:(4,﹣2),
代入直线ax+2y+8=0,得4a﹣4+8=0,
∴a=﹣1.
5.已知AO是 边BC的中线,用坐标法证明 .
【解析】取BC边所在直线为x轴,BC的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系,如图
设 ,(其中 ),则
,
所以 ,即证.
6.已知 , .
(1)求证: ,并求使等式成立的条件.(2)说明上述不等式的几何意义.
【解析】(1)证明:∵0<x<1,0<y<1,设P(x,y),A(1,0),B(1,1),C(0,1),如图:
则|PO| ,|PA| ,|PB| ,|PC| ,
∵|PO|+|PB|≥|BO| ,|PA|+|PC|≥|AC|
∴|PO|+|PB|+|PA|+|PC|≥ (当且仅当点P为正方形的对角线AC与OB的交点是取等号),
即x=y 时取等号.
∴ .
(2)对于(1)中不等式,它的几何意义是:边长为1的正方形内任意一点到四个顶点的距离的和不小于
两条对角线的和.
7.已知 为任意实数,当 变化时,方程 表示什么图形?图形有何特点?
【解析】因为方程 化简得:
为任意实数,方程表示直线.
因为 ,
所以当 ,直线 恒成立,
故直线过定点 .
易错点:两平行直线间的距离公式应用错误
易错分析: 应用两平行直线间的距离公式一定要注意两平行直线的方程对应 x,y的系数相等时,才
可利用两平行线间的距离公式求解.
【易错题1】 ,与直线 平行,则直线 与 的距离为 .【答案】
【解析】因为 // ,所以 ,解得 ,
, ,
由两平行直线的距离公式可得: ,
故答案为:
【易错题2】两平行直线 与 之间的距离为 .
【答案】 /
【解析】由 ,可得 ,
所以 与 之间的距离为 .
故答案为: .
答题模板:已知两直线平行或垂直求参数
1、模板解决思路
当需要通过两直线的平行或垂直关系来求解参数的值时,一般的做法是首先考察这两条直线的斜率。
如果两条直线平行,那么它们的斜率相等;如果两条直线垂直,那么它们的斜率之积为-1。
这里需要特别注意,当直线垂直于x轴时,斜率不存在,此时应单独考虑。
2、模板解决步骤
第一步:将两条直线的方程均化成斜截式.
第二步:根据两直线平行或垂直,列出方程(组).
第三步:解方程(组),求出参数的值,由两直线平行求参数后要检验两直线是否重合.
【典型例题1】已知直线 ,若 ,则 .
【答案】0
【解析】 当 时, 当 时,若 ,可得 与 重合,
① ②
不合题意.故 .
故答案为: .【典型例题2】已知直线 和 垂直且 ,则 的最小
值为 .
【答案】
【解析】由题意得 ,故 ,
因为 ,由基本不等式得
,
当且仅当 ,即 时,等号成立.
故答案为: