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第 58 讲 两条直线的位置关系
知识梳理
知识点一:两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
或
在) 或 中有一个
为0,另一个不存在.
(斜率不存在)
知识点二:三种距离
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.
【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).
必考题型全归纳
题型一:两直线位置关系的判定
例1.(2024·高二课时练习)直线 与 互相垂直,则这两条直线的
交点坐标为( )
A. B.
C. D.例2.(2024·江苏南通·高二江苏省如皋中学校考开学考试)已知过点 和点
的直线为l, . 若 ,则 的值为( )
1
A. B.
C.0 D.8
例3.(2024·浙江温州·高二乐清市知临中学校考开学考试)设直线 ,
,则 是 的( )
A.充要条件 B.必要不充分条件
C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件
变式1.(2024·广东东莞·高三校考阶段练习)直线 : 与直线 :
平行, 则 ( )
A. 或 B. C. D.
变式2.(2024·全国·高三专题练习)已知直线 : , : ,
则条件“ ”是“ ”的( )
A.充分必要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不必要也不充分条件
变式3.(2024·黑龙江牡丹江·牡丹江一中校考三模)已知直线 ,
若 ,则 ( )A. B.0 C.1 D.2
变式4.(2024·全国·高三专题练习)已知A(-1,2),B(1,3),C(0,-2),点D使
AD⊥BC,AB∥CD,则点D的坐标为( )
A. B.
C. D.
变式5.(2024·甘肃陇南·高三统考期中)已知 的顶点 , ,其垂心为
,则其顶点 的坐标为
A. B. C. D.
变式6.(2024·全国·高三专题练习)直线 ,直线 ,
下列说法正确的是( )
A. ,使得 B. ,使得
C. , 与 都相交 D. ,使得原点到 的距离为3
变式7.(2024·全国·高三对口高考)设 分别为 中 所对边的边长,
则直线 与直线 的位置关系是( )
A.相交但不垂直 B.垂直 C.平行 D.重合
【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.
题型二:两直线的交点与距离问题
例4.(2024·全国·高三专题练习)若直线 与直线 的交点位于第
一象限,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
例5.(2024·上海浦东新·华师大二附中校考三模)已知三条直线 ,
, 将平面分为六个部分,则满足条件的 的值共有( )
A. 个 B.2个 C. 个 D.无数个
例6.(2024·全国·高三专题练习)若三条直线 不能
围成三角形,则实数 的取值最多有( )
A. 个 B. 个
C. 个 D. 个
变式8.(2024·江苏宿迁·高二泗阳县实验高级中学校考阶段练习)若点 在直线上,O是原点,则OP的最小值为( )
A. B.2 C. D.4
变式9.(2024·吉林长春·高二东北师大附中校考期中)已知点 在直线
上,则 的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
变式10.(2024·高二课时练习)已知点 、 、 ,且 ,则
.
变式11.(2024·全国·高二专题练习)已知点 与点 间的距离为 ,则
.
变式12.(2024·全国·高二课堂例题)已知点 , , ,则 的面
积为 .
变式13.(2024·江苏淮安·高二统考期中)已知平面上点 和直线 ,点P
到直线l的距离为d,则 .
变式14.(2024·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨七十三中校考期中)点 到直线
的距离的最大值是 .
变式15.(2024·高二课时练习)过直线 与直线 的交点,且到点 的距离为1的直线l的方程为 .
变式16.(2024·江西新余·高二校考开学考试)若点 到直线 的
距离为3,则 .
变式17.(2024·全国·高三专题练习)点 , 到直线l的距离分别为1和4,写出
一个满足条件的直线l的方程: .
变式18.(2024·浙江温州·高二乐清市知临中学校考开学考试)若两条直线
与 平行,则 与 间的距离是 .
变式19.(2024·江苏宿迁·高二泗阳县实验高级中学校考阶段练习)平行直线
与 之间的距离为 .
变式20.(2024·新疆·高二校联考期末)已知不过原点的直线 与直线 平
行,且直线 与 的距离为 ,则直线 的一般式方程为 .
【解题方法总结】
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.
题型三:有关距离的最值问题
例7.(2024·北京·高三强基计划) 的最小值所属区
间为( )
A. B.C. D.前三个答案都不对
例8.(2024·全国·高三专题练习)已知实数 ,满足 , ,
,则 的最小值是 .
例9.(2024·全国·高三专题练习)如图,平面上两点 ,在直线 上取两
点 使 ,且使 的值取最小,则 的坐标为 .
变式21.(2024·全国·高二专题练习)已知点 分别在直线 与直线
上,且 ,点 , ,则 的最小值为
.
变式22.(2024·全国·高二课堂例题)已知直线 过定点M,点 在
直线 上,则 的最小值是( )
A.5 B. C. D.变式23.(2024·全国·高三专题练习)著名数学家华罗庚曾说过:“数形结合百般好,割
裂分家万事休.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:
可以转化为点 到点 的距离,则 的最小值
为( ).
A.3 B. C. D.
变式24.(2024·贵州·校联考模拟预测)已知 ,满足 ,则 的
最小值为( )
A. B. C.1 D.
变式25.(2024·江西·高三校联考阶段练习)在平面直角坐标系 中,已知点 ,
点 为直线 上一动点,则 的最小值是( )
A. B.4 C.5 D.6
变式26.(2024·高二课时练习)已知点 ,点P在x轴上使 最大,
求点P的坐标.
变式27.(2024·天津和平·高二天津市汇文中学校考阶段练习)在直线 上求
一点P,使得:(1)P到 和 的距离之差最大;
(2)P到 和 的距离之和最小.
变式28.(2024·全国·高三专题练习)已知函数 的图象恒过定
点A,圆 上的两点 , 满足 ,则
的最小值为( )
A. B.
C. D.
变式29.(2024·江西·高三校联考开学考试)费马点是指三角形内到三角形三个顶点距离
之和最小的点.当三角形三个内角均小于120°时,费马点与三个顶点连线正好三等分费马点
所在的周角,即该点所对的三角形三边的张角相等且均为120°.根据以上性质,.则
的最小值为( )
A.4 B. C. D.
变式30.(2024·全国·高三专题练习)已知 ,则
的最小值为( )
A. B. C. D.变式31.(2024·陕西西安·高二西安市铁一中学校考期末)设 ,过定点 的动直线
和过定点 的动直线 交于点 ,则 的最大值是
( )
A. B. C.5 D.10
变式32.(2024·全国·高二专题练习)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.
【解题方法总结】
数学结合,利用距离的几何意义进行转化.
题型四:点点对称
例10.(2024·全国·高三专题练习)已知 , ,点 是线段 的中点,
则 .
例11.(2024·江苏南通·高二统考期中)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 .
例12.(2024·高二课时练习)设点A在x轴上,点B在y轴上, 的中点是 ,
则 等于
变式33.(2024·高一课时练习)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 .
【解题方法总结】
求点 关于点 中心对称的点 ,由中点坐标公式得
题型五:点线对称
例13.(2024·湖南长沙·高一周南中学校考开学考试)如下图,一次函数 的图象
与 轴, 轴分别交于点 , ,点 是 轴上一点,点 , 分别为直线
和 轴上的两个动点,当 周长最小时,点 , 的坐标分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
例14.(2024·全国·高二专题练习)若直线 和直线 关于直线 对称,
则直线 恒过定点( )
A. B. C. D.例15.(2024·全国·高二假期作业)抛物线 的焦点关于直线 的对称点
的坐标是( )
A. B. C. D.
变式34.(2024·江西·高二校联考开学考试)如图,一束光线从 出发,经过坐标轴
反射两次经过点 ,则总路径长即 总长为( )
A. B.6 C. D.
变式35.(2024·四川遂宁·高二统考期末)已知点A与点 关于直线 对称,
则点A的坐标为( )
A. B.
C. D.
变式36.(2024·湖北·高二校联考阶段练习)在等腰直角三角形 中, ,
点 是边 上异于 的一点,光线从点 出发,经 反射后又回到点 ,如图,
若光线 经过 的重心,则 ( )A. B. C.1 D.2
【解题方法总结】
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
题型六:线点对称
例16.(2024·高二课时练习)直线 关于点 对称的直线 的方程
为 .
例17.(2024·全国·高二专题练习)直线 关于点 的对称直线方程是
.
例18.(2024·河北廊坊·高三校考阶段练习)与直线 关于点 对称的直
线的方程为 .变式37.(2024·全国·高三专题练习)直线 恒过定点 ,则直线
关于 点对称的直线方程为 .
变式38.(2024·辽宁营口·高三统考期末)若直线 : 与直线 关于点 对
称,则当 经过点 时,点 到直线 的距离为 .
变式39.(2024·全国·高三专题练习)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
1 1
移1个单位长度,沿y轴负方向平移2个单位长度,又与直线l重合.若直线l与直线l 关于
1
点(2,3)对称,则直线l的方程是 .
【解题方法总结】
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).
题型七:线线对称
例19.(2024·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 .
例20.(2024·全国·高三专题练习)若动点A,B分别在直线l:x+y-7=0和l:x+y-5
1 2
=0上移动,则AB的中点M到原点的距离的最小值为( )
A.3 B.2 C.3 D.4例21.(2024·全国·高三专题练习)直线 关于直线 对称的直线方程是
( )
A. B.
C. D.
变式40.(2024·全国·高三专题练习)设直线 与 关于直线
对称,则直线 的方程是( )
A. B.
C. D.
变式41.(2024·全国·高三专题练习)直线 关于直线 对称的直线为
( )
A. B. C. D.
变式42.(2024·全国·高三专题练习)如果直线 与直线 关于直线
对称,那么( )
A. B. C. D.
变式43.(2024·全国·高三专题练习)求直线x+2y-1=0关于直线x+2y+1=0对称的直
线方程( )
A.x+2y-3=0 B.x+2y+3=0
C.x+2y-2=0 D.x+2y+2=0变式44.(2024·全国·高三专题练习)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.
变式45.(2024·全国·高三专题练习)两直线方程为 , ,则
关于 对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【解题方法总结】
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 ).
题型八:直线系方程例22.(2024·全国·高三专题练习)已知两直线 和 的交点为
,则过 两点的直线方程为 .
例23.(2024·全国·高三专题练习)经过直线3x-2y+1=0和直线x+3y+4=0的交点,
且平行于直线x-y+4=0的直线方程为 .
例24.(2024·全国·高三专题练习)已知坐标原点为O,过点 作直线
n不同时为零 的垂线,垂足为M,则 的取值范围是
.
变式46.(2024·高二课时练习)经过点 和两直线 ;
交点的直线方程为 .
变式47.(2024·全国·高二课堂例题)若直线l经过两直线 和 的
交点,且斜率为 ,则直线l的方程为 .
变式48.(2024·全国·高一专题练习)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 .
变式49.(2024·高二课时练习)经过直线3x+2y+6=0和2x+5y-7=0的交点,且在两坐标轴
上的截距相等的直线方程为 .
【解题方法总结】
利用直线系方程求解.