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第33讲 直线方程
【知识点总结】
一、基本概念
斜率与倾斜角
我们把直线 中 的系数 ( )叫做这条直线的斜率,垂直于 轴的直线,其斜率不存在。
轴正方向与直线向上的方向所成的角叫这条直线的倾斜角。倾斜角 ,规定与 轴平行或重合的
直线的倾斜角为0,倾斜角不是 的直线的倾斜角的正切值叫该直线的斜率,常用 表示,即 。
当 时,直线平行于轴或与轴重合;
当 时,直线的倾斜角为锐角,倾斜角随 的增大而增大;
当 时,直线的倾斜角为钝角,倾斜角 随的增大而减小;
二、基本公式
1. 两点间的距离公式
2. 的直线斜率公式
3.直线方程的几种形式
(1)点斜式:直线的斜率 存在且过 ,
注:①当 时, ;②当 不存在时,
(2)斜截式:直线的斜率 存在且过 ,
(3)两点式: ,不能表示垂直于坐标轴的直线。
注: 可表示经过两点 的所有直线
(4)截距式: 不能表示垂直于坐标轴及过原点的直线。
(5)一般式: ,能表示平面上任何一条直线(其中,向量 是这条直线的一个法向量)
三、两直线平行与垂直的判定
两条直线平行与垂直的判定.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)
四、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.
【典型例题】
例1.(2022·全国·高三专题练习)直线 经过点 ,在 轴上的截距的取值范围是 ,则其斜率
的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D【详解】
设直线的斜率为 ,则直线方程为 ,直线在 轴上的截距为1- ,
令-3<1- <3,解不等式得 或 .
故选:D.
例2.(2022·全国·高三专题练习(文))设 ,直线 恒过定点A,则点A到直线
的距离的最大值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【详解】
恒过的点为 ,直线 变形为 ,恒过点 ,所以点
到直线 的距离最大值即为 的长,其中 .
故选:D
例3.(2022·全国·高三专题练习)已知点 到直线 的距离为 ,则 等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】
解:由题意得 .
解得 或 . , .
故选:C.
例4.(2022·全国·高三专题练习)(多选)设点P(-4,2),Q(6,-4),R(12,6),S(2,12),则有( )
A.PQ∥SR B.PQ⊥PS
C.PS∥QS D.PR⊥QS
【答案】ABD
【详解】依题意,直线PQ,SR,PS,QS,PR的斜率分别为: , ,
, , ,由 得PQ∥SR,由 得PQ⊥PS,由 得PR⊥QS,而 得PS与
QS不平行,
即选项ABD正确,选项C不正确.
故选:ABD
例5.(2022·全国·高三专题练习)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】 .
【详解】
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:
例6.(2022·上海·高三专题练习)坐标原点 关于直线 对称的点的坐标是________.
【答案】
【详解】
解:设原点 关于直线 对称的点的坐标是 ,
则中点坐标为 在直线 上,直线 的斜率为则 ,解得 , .
要求的对称的点的坐标是 .
故答案为: .【点睛】
本题考查了中点坐标公式、相互垂直的直线斜率之间的关系,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
例7.(2022·全国·高三专题练习)直线 与直线 之间的距离为__________.
【答案】
【详解】
化简直线 为 ,
根据平行线间的距离公式,可得 ,
即直线 与直线 之间的距离为 .
故答案为: .
例8.(2022·全国·高三专题练习)已知两条直线 和 ,试分别确定 的
值,使:
(1) 与 相交于一点 ;
(2) 且 过点 ;
(3) 且l 在y轴上的截距为 .
1
【解析】
(1)解:由于 与 相交于一点 ,故把点 代入 的方程
可得 ,联立解得 .
(2)解:当 时,可得 和 ,此时不满足 ;
当 时,因为 且 过点 ,可得 ,解得 或 .
(3)解:由 且l 在y轴上的截距为 ,可得 ,解得 .
1例9.(2022·全国·高三专题练习)已知 的三个顶点分别为 , , ,BC中点为
D点,求:
(1) 边所在直线的方程
(2) 边上中线AD所在直线的方程
(3) 边的垂直平分线的方程.
【解析】
(1) ,故 边所在直线的方程为: ,
化简得到 .
(2) 中点 为 ,即 ,故 ,
故AD所在直线的方程为 ,即 .
(3) ,故垂直平分线的斜率为 ,中点为 ,
故垂直平分线的方程为 ,即 .
例10.(2022·全国·高三专题练习)已知直线l经过点P(4,3),且与x轴正半轴交于点A,与y轴正半轴
交于点B,O为坐标原点.
(1)若点O到直线l的距离为4,求直线l的方程;
(2)求△OAB面积的最小值.
【详解】
解:(1)由题意可设直线 的方程为 ,即 ,
则 ,解得 .
故直线 的方程为 ,即 ;
(2) 直线 的方程为 ,, ,依题意 ,解得 ,
则 的面积为 .
则 (当且仅当 时,等号成立).
故 面积的最小值为 .【技能提升训练】
一、单选题
1.(2022·全国·高三专题练习)若图中的直线l,l,l 的斜率分别是k,k,k,则有( )
1 2 3 1 2 3
A.k