文档内容
2.1.2 两条直线平行和垂直的判定
【划重点】
1.理解并掌握两条直线平行的条件及两条直线垂直的条件
2.会运用条件判定两直线是否平行或垂直
3.运用两直线平行和垂直时的斜率关系解决相应的几何问题.
【知识梳理】
知识点一 两条直线(不重合)平行的判定
类型 斜率存在 斜率不存在
前提条件 α=α≠90° α=α=90°
1 2 1 2
对应关系 l∥l⇔k=k l∥l⇔两直线的斜率都不存在
1 2 1 2 1 2
图示
知识点二 两条直线垂直的判定
图示
对应关系 l⊥l(两直线的斜率都存在)⇔kk=-1 l 的斜率不存在,l 的斜率为0⇔l⊥l
1 2 1 2 1 2 1 2
【例题详解】
一、两条直线平行的判定
例1 (1)(多选)若 为两条不重合的直线,他们的倾斜角分别为 ,斜率分别为 ,则下列
命题正确的是( )
A.若 ,则斜率 B.若斜率 ,则
C.若 ,则倾斜角 D.若倾斜角 ,则【答案】ABCD
【分析】根据直线平行、斜率、倾斜角之间关系,可直接判断出结果.
【详解】因为 为两条不重合的直线,他们的倾斜角分别为 ,斜率分别为 ,
若 ,则斜率相等,即 ;又斜率是倾斜角的正切值,所以 ,故AC正确;
若 ,则 ,所以 ,故BD正确;
故选:ABCD
(2)(多选)下列直线l 与直线l 平行的有( )
1 2
A.直线l 经过点A(2,1),B(-3,5),直线l 过点C(3,-3),D(8,-7)
1 2
B.直线l 经过点A(0,1),B(-2,-1),直线l 过点C(3,4),D(5,2)
1 2
C.直线l 经过点A(1, ),B(2,2 ),直线l 的倾斜角为60°且过原点
1 2
D.直线l 经过点A(0,2),B(0,1),直线l 的斜率为0
1 2
【答案】AC
【分析】直接利用两直线平行的条件进行判断.
【详解】A选项中, ,且两直线不重合,故l l;
1 2
B选项中, ,∵ ∴两直线不平行;
C选项中, ,且两直线不重合,故l l;
1 2
D选项中,l 斜率不存在,l 的斜率为0,∴两直线不平行.
1 2
故选:AC
【点睛】解析几何中判断直接利用两直线平行的方法:
(1)若两直线斜率都不存在, 两直线平行;
(2)两直线的斜率都存在,且k=k,b≠b,则两直线平行;
1 2 1 2
(3)若用一般式表示的直线,不用讨论斜率是否存在,只要AB=A,BC ≠BC
1 2 1 1 2 2 1
(3)试确定m的值,使过点A(m+1,0),B(-5,m)的直线与过点C(-4,3),D(0,5)的直线平行.
【详解】由题意直线CD的斜率存在,则与其平行的直线AB的斜率也存在.k ==,k ==,
AB CD
由于AB∥CD,所以k =k ,即=,得m=-2.
AB CD
经验证m=-2时直线AB的斜率存在,所以m=-2.
跟踪训练1 (1)已知 、 是平面直角坐标系上的直线,“ 与 的斜率相等”是“ 与 平行”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分条件也非必要条件
【答案】D
【分析】根据直线平行与直线斜率的关系,即可求解.
【详解】解: 与 的斜率相等”,“ 与 可能重合,故前者不可以推出后者,
若 与 平行, 与 的斜率可能都不存在,故后者不可以推出前者,
故前者是后者的既非充分条件也非必要条件,
故选:D.
(2)判断 三点是否共线,并说明理由.
【答案】共线,理由见解析.
【分析】根据直线斜率公式进行求解即可.
【详解】这三点共线,理由如下:
由直线斜率公式可得: ,
直线 的斜率相同,所以这两直线平行,但这两直线都通过同一点 ,
所以这三点共线.
(3)根据下列给定的条件,判断直线 与直线 是否平行.
(i) 的倾斜角为60°, 经过点 , ;
(ii) 平行于y轴, 经过点 , .
【答案】(i) 或 与 重合;(ii)【分析】(i)根据两直线的斜率关系即可判断位置关系,
(ii)根据两直线均无斜率即可判断位置关系.
【详解】(i)由题意,知直线 的斜率 ,
直线 的斜率 ,
所以 ,所以 或 与 重合.
(ii)由题意,知 是y轴所在的直线,所以 .
二、两条直线垂直的判定
例2 (1)已知经过点 和点 的直线 与经过点 和点 的直线 互相垂直,则
实数 的值为( )
A. B. C. 或 D. 或
【答案】C
【分析】求出直线 的斜率为 ,分 、 两种情况讨论,在 时,由两直线斜率之积为 可
求得实数 的值;在 时,直接验证 .综合可得结果.
【详解】直线 的斜率 .
①当 时,直线 的斜率 .
因为 ,所以 ,即 ,解得 .
②当 时, 、 ,此时直线 为 轴,
又 、 ,则直线 为 轴,显然 .
综上可知, 或 .
故选:C.(2)(多选)下列直线 互相垂直的是( )
A. 的斜率为 , 经过点 ,
B. 的倾斜角为 , 经过点
C. 经过点 , 经过点
D. 的斜率为2, 经过点
【答案】ABC
【分析】由倾斜角与斜率的关系求出直线斜率,由两点坐标求出直线斜率,分别判断两直线斜率之积是否
为 ,从而可选出正确答案.
【详解】 的斜率为 ,因为 ,所以 成立,故A正确;
的斜率为 , 的斜率为 ,由 ,
则 成立,故B正确;
的斜率为 , 的斜率为 ,由
则 成立,故C正确;
的斜率为 ,由 ,所以 不成立,故D错误.
故选:ABC.
跟踪训练2 (1)若直线 和直线 垂直,则实数 的值为______.
【答案】
【分析】根据两直线垂直可得出关于实数 的等式,解之即可.
【详解】因为直线 和直线 垂直,则 ,解得 .故答案为: .
(2)直线 过点 和点 ,直线 过点 和点 ,则直线 与 的位置关
系是______.
【答案】垂直
【分析】分 , , 三种情况讨论即可.
【详解】①当 时,直线 过点 和点 ,
直线 过点 和点 ,
此时直线 的斜率 ,直线 的斜率不存在,因此 ;
②当 时,直线 过点 和点 ,直线 过点
和点 .此时直线 的斜率不存在,直线 的斜率 ,因此 ;
③当 时,直线 的斜率 ,直线 的斜率 ,
k k 1
此时 1 2 ,∴ .
故答案为:垂直.
(3)设直线l、l 的斜率分别为k、k,倾斜角分别为α、β,若kk=﹣1,则|α﹣β|=__.
1 2 1 2 1 2
【答案】
【分析】利用直线的倾斜角和斜率、两条直线互相垂直的性质,得出结论.
【详解】
如图,因为直线l、l 的斜率分别为k、k,倾斜角分别为α、β,
1 2 1 2
若kk=﹣1,则直线l 与l 的相互垂直,它们的倾斜角相差 ,
1 2 1 2故|α﹣β| ,
故答案为: .
三、垂直与平行的综合应用
例3 (1)已知 的顶点 , ,其垂心为 ,则其顶点 的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由垂心的定义可知 , ;根据垂直时斜率乘积为 可知 , ,利用
两点连线斜率公式可构造出方程组求得结果.
【详解】 为 的垂心 ,
又 ,
直线 斜率存在且 ,
设 ,则 ,解得:
本题正确选项:
【点睛】本题考查根据直线与直线垂直的位置关系求解参数的问题;关键是能够利用垂心的性质得到直线
与直线的垂直关系.
(2)设两直线 , 与 轴构成三角形,则 的取值范围为______.
【答案】 且
【分析】当直线 , 及 轴两两不平行,且不共点时,必围成三角形,分别讨
论直线 与直线 平行;直线 与 轴平行;直线, 及 轴过公共点的情况,根据题意即可得出 的取值范围.
【详解】当直线 , 及 轴两两不平行,且不共点时,必围成三角形
当 时,直线 与直线 平行;
当 时,直线 与 轴平行;
当 时,直线 , 及 轴都过原点;
要使得两直线 , 与 轴构成三角形,则 的取值范围为 且
故答案为: 且
【点睛】本题主要考查了直线平行在几何中的应用,属于基础题.
跟踪训练3 (1)已知四边形 的顶点 ,则四边形 的形状为
___________.
【答案】矩形
【分析】分别求出直线 的斜率,根据斜率判断对应直线得位置关系,即可得出结论.
【详解】解: ,且 不在直线 上, .
又 ,且 不在直线上, , 四边形 为平行四边形.又
.
平行四边形 为矩形.
故答案为:矩形.(2)若 , , ,则 的外接圆面积为______.
【答案】
【分析】由斜率得 ,从而可得 是直角三角形的斜边,也是 的外接圆的直径,求得
长后得圆半径,从而得圆面积.
【详解】 , , ,∴ , 是直角三角形的斜边,也是
的外接圆的直径,
,外接圆半径为 ,
圆表面积为 .
故答案为: .
【课堂巩固】
1.若直线l 的倾斜角为135°,直线l 经过点P(-2,-1),Q(3,-6),则直线l 与l 的位置关系是( )
1 2 1 2
A.垂直 B.平行 C.重合 D.平行或重合
【答案】D
【分析】由倾斜角可得直线l 的斜率,由斜率公式可得直线l 的斜率,可判断平行或重合关系.
1 2
【详解】 直线l 的倾斜角为135°, 其斜率 ,
1
直线l 经过点P(-2,-1),Q(3,-6), 其斜率 ,
2
显然满足 ,
l 与l 平行或重合.
1 2
故选D.
【点睛】本题考查两条直线的位置关系的判断,注意斜率公式的合理应用.2.已知直线 经过 , 两点,直线 倾斜角为 ,那么 与 ( )
A.平行 B.垂直 C.重合 D.相交但不垂直
【答案】B
【分析】根据两点求出直线 的斜率,根据倾斜角求出直线 的斜率,可知斜率乘积为 ,从而得到垂直
关系.
【详解】由题意可得:直线 的斜率 ,直线 的斜率 ,
∵ ,则 与 垂直.
故选:B.
3.已知直线 ,若 ,则 ( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】B
【分析】根据给定的条件,利用两直线的垂直关系列式计算作答.
【详解】因为直线 ,且 ,则 ,
所以 .
故选:B
4.在平面直角坐标系中,以 , , 为顶点构造平行四边形,下列各项中不能作为平行四
边形第四个顶点坐标的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】依次代入四个选项的坐标,求出每种情况下四边的长度,结合对边是否平行即可选出正确答案.
【详解】设第四个顶点为 .当点 的坐标为 时, , , ,
.∵ , ,∴四边形 不是平行四边形.A不正确;
当 点坐标为 时,因为 ,即 且 ,故 是平行四边形,B正确;
当 点坐标为 时,因为 ,即 且 ,
故 是平行四边形,C正确;
当 点坐标为 时,因为 ,即 且 ,
故 是平行四边形,D正确;
故选:A.
【点睛】本题考查了两点间的距离公式,考查了判断两直线是否平行,属于基础题.
5.与直线 垂直的直线l的倾斜角为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
【答案】D
【分析】由直线垂直的斜率关系求出直线l的斜率,再根据斜率与倾斜角关系可直接求解.
【详解】由题知直线 的斜率为 ,故直线l的斜率为 ,
根据直线倾斜角与斜率的关系得直线的倾斜角为150°.
故选:D
6.直线 , 的斜率是方程 的两个根,则( )
A. B.
C. 与 相交但不垂直 D. 与 的位置关系不确定
【答案】B
【分析】结合根与系数关系、两直线的位置关系求得正确答案.
【详解】设直线 的斜率分别是 ,
依题意 ,所以 .
故选:B
7.已知倾斜角为 的直线 与直线 垂直,则 ( )A. B.2 C. D.
【答案】B
【分析】设直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,由条件得出 ,求出 的值,再
根据诱导公式即可得出答案.
【详解】设直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,
由直线 得出斜率 ,
因为直线 与直线 垂直,
所以k k 1,即 ,解得 ,即 ,
1 2
所以 ,
故选:B.
8.已知三角形三个顶点的坐标分别为 , , ,则 边上的高的斜率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据已知求出 的斜率,再根据两直线垂直的斜率关系即可求解.
【详解】 , ,
设 边上的高的斜率为 ,则 ,
故选:C
9.(多选)已知点 ,那么下面四个结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】分别计算 , , , 的斜率,根据斜率的关系判断.【详解】因为 , , 即 不在直线 上,所以
,故A正确,B错误;
又 , ,∴ ,∴ ,故D正确,C错误.
故选:AD.
10.已知直线 的倾斜角为 ,直线 经过点 , ,则直线 与 的位置关系是______.
【答案】平行或重合
【分析】分别求出直线 与 的斜率,由此可得两直线的位置关系.
【详解】由已知,得 , ,
,但直线 在y轴上的截距不确定,
直线 与 的位置关系是平行或重合.
故答案为:平行或重合.
11.已知 的三个顶点分别是 , , ,点 在边 的高所在的直线上,则实
数 ______.
【答案】3
【分析】根据 可知 ,则 ,利用两点连线斜率公式可构造方程求得结果.
【详解】由题意得:
又 ,解得:
本题正确结果:
【点睛】本题考查利用直线与直线垂直关系求解参数值的问题,属于基础题.
12.当两条直线中有一条直线没有斜率,另一条直线的斜率为0时,即一条直线的倾斜角为_____,另一条
直线的倾斜角为____时,两条直线互相垂直.
【答案】【分析】根据直线垂直的性质与斜率公式进行填空即可.
【详解】当一条直线没有斜率时,其倾斜角为 ;
当另一条直线的斜率为0时,由 可得其倾斜角为 ;
此时,这两条直线互相垂直.
13.根据下列给定的条件,判断两直线的位置关系.
(1)l 经过点A(2,1),B(-3,5),l 经过点C(3,-3),D(8,-7);
1 2
(2)l 的斜率为-10,l 经过点A(10,2),B(20,3).
1 2
【答案】(1)平行;(2)垂直
【分析】计算出两直线的斜率,通过斜率可得答案.
【详解】(1)
则
两直线斜率相同, 轴上截距不同
故 与 平行;
(2) ,则 ,
故 与 垂直.
14.已知 , , .
(1)若 , , , 可以构成平行四边形,求点 的坐标;
(2)在(1)的条件下,判断 , , , 构成的平行四边形是否为菱形.
【答案】(1)(-1,6)或(7,2)或(3,-2);(2)平行四边形 为菱形,平行四边形 ,
不是菱形.
【分析】(1)分四边形 、 、 是平行四边形三种情况讨论,分别利用对边的斜率相等
求解,即可;
(2)分别验证对角线是否垂直,即对角线斜率乘积是否为 ,即可.
【详解】(1)由题意得 ,
, ,设 .若四边形 是平行四边形,则 , ,
即 ,解得 ,即 .
若四边形 是平行四边形,
则 , ,
即 ,解得 ,即 .
若四边形 是平行四边形,
则 , ,
即 ,解得 ,即 .
综上,点 的坐标为(-1,6)或(7,2)或(3,-2).
(2)若 的坐标为(-1,6),
因为 , ,
所以 ,所以 ,
所以平行四边形 为菱形.
若 的坐标为(7,2),
因为 , ,
所以 ,所以平行四边形 不是菱形.
若 的坐标为(3,-2),因为 ,直线 的斜率不存在,所以平行四边形 不是菱形.
因此,平行四边形 为菱形,平行四边形 , 不是菱形.【课时作业】
1.已知直线 的斜率是方程 的两个根,则( )
A. B.
C. 与 相交但不垂直 D. 与 的位置关系不确定
【答案】C
【分析】由 可知两直线不垂直,且 知两直线不平行,由此可得结论.
【详解】设直线 的斜率为 ,则 ,
, 不垂直,A错误;
若 ,则 ,与 矛盾, , 不平行,B错误;
不平行,也不垂直, 相交但不垂直,C正确,D错误.
故选:C.
2.下列各组直线中,互相垂直的一组是( )
A. 与 B. 与
C. 与 D. 与
【答案】D
【分析】分别求出两直线的斜率,根据斜率之积为 两直线垂直,即可判断.
【详解】对于A:直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,
故两直线平行,故A错误;
对于B:直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,
斜率之积不为 ,即两直线不垂直,故B错误;对于C:直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,
斜率之积不为 ,即两直线不垂直,故C错误;
对于D:直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,
斜率之积为 ,即两直线垂直,故D正确;
故选:D
3.已知直线 与直线 垂直,则 的值为( )
A. B. C.-1 D.1
【答案】A
【分析】根据 ,则 运算求解.
【详解】由题意可得:直线 的斜率 ,直线 的斜率 ,
若直线 与直线 垂直,则 ,解得 .
故选:A.
4.若直线 的倾斜角为45°,直线 经过点P(-2,-1),Q(3,-6),则直线 与 的位置关系是( )
A.垂直 B.平行 C.重合 D.平行或重合
【答案】A
【分析】由倾斜角可得直线 的斜率,由斜率公式可得直线 的斜率,可判断垂直关系.
【详解】由题可知直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,所以直线 与 垂直
故选:A
5.以点 , , 为顶点的三角形是( ).
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等边三角形
【答案】B
【分析】求出三边所在直线的斜率,由斜率判断.【详解】由题意 ,同理 , , , ,
三角形是直角三角形.
故选:B.
6.直线 的斜率是方程 的两根,则 与 的位置关系是( )
A.平行 B.重合
C.相交但不垂直 D.垂直
【答案】C
【分析】由韦达定理可得方程的两根之积为 ,从而可知直线 、 的斜率之积为 ,进而可判断两直线
的位置关系
【详解】设方程 的两根为 、 ,则 .
直线 、 的斜率 ,故 与 相交但不垂直.
故选:C.
7.已知点 和 ,点 在 轴上,且 为直角,则点 坐标为( )
A. B. 或 C. 或 D.
【答案】B
【分析】设点 ,由 为直角,得 ,然后由 列式计算即可.
【详解】由题意,设点 ,
为直角, ,
由 ,
,解得 或 ,所以点 的坐标为 或
故选:B
8.设 ,则“ ”是“直线 与直线 相交”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充他条件C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】求出两直线相交的充要条件是 ,再判断即可.
【详解】解:直线 与直线 相交的充分条件是 ,即 ,
由于 是 的充分不必要条件,
故选:A.
【点睛】利用判断充分必要性,考查了直线相交的判断,基础题.
9.已知直线l的倾斜角为10°,直线l l,直线l⊥l,则l 与l 的倾斜角分别为( )
1 2 1 2
A.10°,10° B.80°,80°
C.10°,100° D.100°,10°
【答案】C
【分析】由两线的位置关系,结合已知条件及直线平行、垂直的判定,即可求倾斜角大小.
【详解】∵l l,
1
∴它们的倾斜角相等,即l 的倾斜角为10°,
1
∵l⊥l,若l 的倾斜角为 ,则 ,
2 2
∴ ,即 ,
∴ .
故选:C.
10.已知倾斜角为 的直线 与直线 垂直,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】倾斜角为 的直线 与直线 垂直,利用相互垂直的直线斜率之间的关系,同角三角函
数基本关系式即可得出结果.
【详解】解:因为直线 与直线 垂直,所以 , .
又 为直线倾斜角,解得 .故选:D.
【点睛】本题考查了相互垂直的直线斜率之间的关系,同角三角函数基本关系式,考查计算能力,属于基
础题.
11.(多选)已知两条不重合的直线 , ,下列结论正确的是( )
A.若 ,则 B.若 ,则
C.若 ,则 D.若 ,则
【答案】ABD
【分析】根据直线的位置关系与斜率关系即可判断.
【详解】对A,若 ,则 ,故A正确;
对B,若 ,又两直线不重合,则 ,故B正确;
对C,若 ,则 与 不垂直,故C错误;
对D,若 ,则 ,故D正确.
故选:ABD.
12.(多选)下列结论中正确的有( )
A.直线倾斜角的范围是
B.若两条相交直线所成的角为 ,其方向向量的夹角为 ,则 或
C.若两条直线相互垂直,则其斜率之积为
D.每条直线有且只有一个倾斜角与之相对应
【答案】BD
【分析】根据直线的倾斜角、直线的夹角、方向向量的夹角、直线垂直等知识确定正确答案.
【详解】直线倾斜角的取值范围是 ,A选项错误.
B选项,根据直线的夹角和方向向量的夹角的知识可知, 或 ,B选项正确.
C选项,两条直线相互垂直,可能一条斜率为 ,另一条斜率不存在,所以C选项错误.D选项,每条直线有且只有一个倾斜角与之相对应,这个结论是正确的,D选项正确.
故选:BD
13.(多选)若 , , , ,下面结论中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【分析】通过点的坐标得到相应直线的斜率,通过直线斜率判断直线的位置关系即可.
【详解】 , ,且C不在直线AB上,∴ ,故A正确;
又∵ ,∴ ,∴ ,故B正确;
∵ , ,
∴ , ,∴ ,故C正确;
又∵ , ,∴
∴ ,故D错误.
故选:ABC.
14.(多选)已知等腰直角三角形 的直角顶点为 ,点 的坐标为 ,则点 的坐标可能为
( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】根据三角形 为等腰直角三角形列方程组,即可求解.
【详解】设 ,由题意可得
,可化为 ,解得: 或 ,即 或 .
故选:AC
15.已知直线l:x+my-2m-2=0,直线l:mx+y-1-m=0,当 时,m=_________
1 2
【答案】1
【分析】根据两直线平行的判定方法即可求得结果
【详解】因为 ,且 斜率一定存在,所以 ,即 ,
又因为 , 为两条不同的直线,所以 ,所以
故答案为:1
16.已知直线 : , : ,则“ ”是“ ”的____条件
【答案】充分不必要
【分析】解出 所需条件,再结合充分不必要条件的定义判断即可.
【详解】直线 的一个法向量是 ,直线 的一个法向量是 ,
,则有 ,得 ,解得 或 .
当 时, 成立;当 时,不能得到 ,
所以“ ”是“ ”的充分不必要条件.
故答案为:充分不必要
17.已知直线 .当 轴,且相距为5时,实数 的取值分别为________.
【答案】 , 或10
【分析】根据直线 .当 轴,且相距为5,可得 且 ,解方程即
可得结果.
【详解】解: 轴,,得 ,
又 直线 与 轴相距为5,
,得 或10
故答案为 , 或10
【点睛】本题考查直线与坐标轴平行时的系数关系,是基础题.
18.判断下列直线 与 是否垂直:
(1) 的倾斜角为 , 经过 , 两点;
(2) 的斜率为 , 经过 , 两点;
(3) 的斜率为 , 的倾斜角为 , 为锐角,且 .
【答案】(1) ; (2) 与 不垂直; (3)
【分析】(1) 的斜率为 ,根据过两点的斜率公式可求 的斜率,判断斜率的乘积是否为
即可;
(2)根据过两点的斜率公式可求 的斜率,判断斜率的乘积是否为 即可;
(3)根据二倍角的正切公式求出 的值,判断斜率的乘积是否为 即可.
【详解】(1)因为 的倾斜角为 ,所以 的斜率为 .
因为 经过 , 两点,
所以 的斜率为 .
因为 ,所以 .
(2)因为 经过 , 两点,所以 的斜率为 .
因为 的斜率为 ,且 ,
所以 与 不垂直.
(3)记 的斜率为 ,因为 ,
所以 ,解得 或 .
因为 为锐角,所以 .
因为 的斜率为 ,且 ,
所以 .
19.已知 , , , 四点,若顺次连接 四点,试判断图形 的形状.
【答案】直角梯形
【分析】计算四条边所在直线的斜率,判断边之间的位置关系,即可判断图形 的形状 .
【详解】由斜率公式,得 , , , ,
所以 ,又因为 ,说明 与 不重合,
所以 .
因为 ,所以 与 不平行.
又因为 ,所以 .
故四边形 为直角梯形.
20.已知A(m,4),B(-2,m),C(1,1),D(m+2,3)四点.
(1)若直线AB与直线CD平行,求m的值;
(2)求证:无论m取何值,总有∠ACB=90°.【答案】(1)m=0或m=1;(2)证明见解析
【分析】(1)由直线的位置关系列式求解
(2)转化为向量垂直,由数量积运算列式证明
【详解】(1)①当直线AB的斜率不存在时,m=-2,此时C(1,1),D(0,3),则直线CD的斜率
存在,故直线AB与直线CD不平行,故 ;
同理可得 ,所以直线AB与直线CD的斜率都存在.
②直线AB的斜率为 ,直线CD的斜率为 .
因为直线AB与直线CD平行,所以 ,即 ,
整理可得 ,解得m=0或m=1,
检验可知,当m=0或m=1时,直线AB与直线CD平行,故m=0或m=1.
(2) , ,则 ,
所以无论m取何值,总有∠ACB=90°.