第九章 平面解析几何.docx
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1、第九章平面解析几何第1节直线的方程对应学生用书P217考试要求1 .在平面直角坐标系中,结合具体图形,探索确定直线位置的几何要素.2 .理解直姣的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线斜率的计算公式.3 .根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式、斜截式、截距式及一般式).知识结构基础全通关一、直线的倾斜角与斜率1.直线的倾斜角定义:当直线/与X轴相交时,我们取X轴作为基准轴正向与直线/!,之间所成的角叫作直线/的候斜角.当直线/与X轴时,规定它的倾斜角为0.(2)范围:直线/候斜角的取值范围是耳一,.2.斜率公式(1)若直线/的倾斜角K90。,则斜率k=-.(2
2、)若点R(Xl,川,闩(及,闷在直线/上,且M刊则直线/的斜率=女力.二、直线方程的五种形式名称方程适用范围点斜式不含直线X=AO斜截式不含垂直于X轴的直线两点式-不含直线X=Xl(M*至)和直线yw(y丰总)截距式b不含垂直于坐标轴和过原点的直线一般式公平面内所有直线都适用1 .直线的斜率攵和颈斜角之间的函数关系如图,o,P时,斜率依0,M;当W时,斜率A不存在;当住(扛)时,斜率依(f0).2 .求直线方程时要注意判断直线斜率是否存在;每条直线都有倾斜角,但不一定每条直线都存在斜率.3 .截距为一个实数,既可以为正数,也可以为负数,还可以为0,这是解题时容易忽略的一点.自我诊断1.判断下列
3、结论是否正确.(对的打7,错的打”)(1)坐标平面内的任何一条直线均有帧斜角与斜率.(2)直线的倏斜角越大,其斜率就越大.(3)若直线的斜率为tan则其颈斜角为a.(4)斜率相等的两条直线的倾斜角不一定相等.(IA(2)(3)(4)*2.(教材改埔)若过点M2m),Mm,4)的直线的斜率为1,则。的值为().A.1B.4C.1或3D.1或4A由题意得解得mN.m+z3(2023山东三模)已知条件0直线x+2六IR与直线Hx*a+1)*l=O平行,条件1a=1,则0是q的().A.充要条件B.充分不必要条件C必要不充分条件D.既不充分也不必要条件当直线x2y-1=0与直线x*a+1)y-1=O平
4、行时,。怨,1,解得ag.当a=时,直线x2y-1R与直线x*a+1)*lR重合,所以P是g的既不充分也不必要条件.4.(2021年上海卷)直线x=-2与直线5x-yX=O的夹角为.由于直战X=Q的帧斜角为会直线百XwX=O即直线尸万户1,其帧斜角为小故夹角为也考点题型命题全研透考点一直线的倾斜角与斜率(1)直线 2acos a-y-3=0的倾斜角的取值范围是().CM时隅B直线2cos-y3=0的斜率k=2cos因为0仁哥所以异OS0:因此4=2CoSg1,可.设直线的倏斜角为6,则有tan矢1,代.又庆O,),所以法:,1,即直线的帧斜角的取值范围是(2)已知点41,3),a-2,-1),
5、若过点62,1)的直线/与线段48相交,则直线/的斜率4的取值范围是().A.AB.k-2C.A3D.-2Ay32-24012Fl1-2由已知直线/恒过定点H21),如图所示.由图可得,若直线/与线段48相交,则kPAkkp.感悟总结(1)倾斜角与斜率4的关系。当。,P时,斜率依。口);当W时,斜率左不存在;当时,斜率Ae(-.O).(2)斜率的两种求法义法:Eana.(3)求倾斜角的取值范围或直线斜率的取值范围时,要充分利用Hanl的单调性.感悟实践1 .已知点42,3),43-2),若直线/过点H1,1)与线段力8始终没有交点,则直线/的斜率R的取值范围是().A.D.k2A因为4s=2,
6、Ax*如图所示.因为直线/与线段48始终没有交点,所以kBkkAP版斜率4的取值范围是G,2).故选A.2 .(改编)直线x*X)y+1W)的倾斜角的取值范围是().a-?B%)Co,三u(,)D朋)椅)B由直线方程可得该直线的斜率为舟,又-1舟求直线方程一般有以下两种方法(1)直接法:首先由题意确定出直线方程的适当形式,然后直接写出其方程.(2)待定系数法:先由直线满足的条件设出直线方程,方程中含有待定的系数,再由施设条件求出待定系数,即得所求直线方程.感悟实践己知18。的三个顶点分别为430),凤2,1),0-2,3),求:(1)8。边所在直线的方程;(2)8C边上的中线47所在直线的方程
7、;(3)8。边的垂直平分线DE的方程.(1)因为直线8C经过凤2,1),q-2,3)两点,所以由两点式得直线8C的方程为察即x2y4=0.-1设8C边的中点为功3,则X岑O,尸詈=2,即,2).因为8C边上的中线40过430),0,2)两点,所以其所在直线的方程为己4=1,即2不3%6至(3)由(1)知,直线HC的斜率4,则直线8C的垂直平分线OE的斜率A=2.由(2)知,点。的坐标为(0,2),故所求直线的方程为y-2=2(x-0).三P2-y-f2=Q.考点三直线方程的综合应用命题角度1与直线有关的最值问题(改编)过点片4,1)作直线Z分别交X轴、y轴的正半轴于点A,B.(1)当白408的
8、面积最小时,求直线/的方程;(2)当明?最小值时,求直线/的方程.设直线力乂),因为直线/经过点氐4,1),所以:弓=1.因为号=122后喘,所以心16,所以S以纳君心8,当且仅当然即a=,b=2时等号成立,所以当a=8,b=2时,”08的面积最小,此时直线/的方程为超K,即xy-8=Q.因为我=1,*0,ZPo,所以/04/#/QMaM=(aW)g+3=5咛252后夺=9,当且仅当?斗即京6力=3时等号成立,所以当/04/+/O为取最小值时,直线/的方程为,5=1,即x2y-6=0.1 .求解与直线方程有关的最值问题,先根据题意建立目标函数,再利用基本不等式(或函数的性质)求解最值.2 .求
9、解直线方程与函数相结合的问题,一般利用直线方程中Xy的关系,将问题转化为关于M或M的函数,再借助函数的性质解决问题.感悟实践过点H2,1)作直线L与X轴、y轴的正半轴分别交于48两点,求:(1)“IO8面积的最小值及此时直线/的方程;(2)直线/在两坐标轴上截距之和的最小值及此时直线/的方程;(3)/84尸约的最小值及此时直线/的方程.设直线/的方程为*1=MX-2),则可得幺(等,0),仅0,12句.直线/与X轴/轴的正半轴分别交于48两点,.:卜,解得片0,二SdAO吟IOANOBl陪乂1-2向g(4微4A)号L2j(-J)-(-4k)=4.当且仅当f=44且40,即4=斗时,的面积取得最
10、小值,最小值为4,此时直线/的方程为Hw(X-2),即-f2yA=Q.(2):力(誓Q),日0,1-2向(ArR).截距之和为竿X-2令2号3#2J(-2fc)(-J)=3*22,当且仅当-2*=即A=与时,等号成立.故截距之和的最小值为3*221此时直线/的方程为六14住2),即x2y2-2=0.(3).力(等。),口0.2句(40),.JPAPB=心+lV4+42=心+4依+8Jz+8三l1当且仅当即k=-1时,等号成立.故/24尸场的最小值为4,此时直线/的方程为尸l= 0,(1+2%/n依题意得丁。解得依O:SwIOAHoB*当且仅当444,即AW时,等号成立,.Sn工此时直线/的方程
11、为x-2yM=0感悟总纯1 .含有参数的直线方程可看作直线系方程,这时要能够整理成过定点的直线系,能够看出“动中有定.若直线的方程为y=Rxa+b,则直线过定点(a,。).2 .求解与直线方程有关的面积问题,应根据直线方程求解相应坐标或者相关长度,进而求得多边形的面积.感悟实践(改编)已知直线4:狄-2尸2必/:2户印片2必当0Q2时,直线A工与两坐标轴圉成一个四边形,当四边形的面积最小时,实数a的值为.由题意知直线A段均恒过点H2,2),直线A在y轴上的截距为2y直线在X轴上的截距为浜#2,又0a2,所以四边形的面积5苫或犬2a*或4浜+2)=浜所以当ag时,四边形的面积最小.逐点排查素养快
12、提升对应幺高效训练P88K彳基础过关1 .若过44M,5(2,S)两点的直线的斜率为1,则JT).A.-yB.yC.-1D.1C:过工(4,M,凤2,3)两点的直线的斜率为1,.直线的斜率4三1若,解得y=-1故选C.2 .过点HX-25)且倾斜角为135。的直境方程为().A.3z-y-434)B.x-3=0C.xy-3=0D.xy3=0D.直线的倾斜角为135,.斜率Man135=】又直线过点3,-2)l.直线的点斜式方程为v+25=-1MW5),即x+H5R故选D.3 .(2023汕头期末)已知直线x+ky2Wk力恒过定点。,点Q在直线/上,则/的方程可以是().A.xy-4=0B.2x
13、-y-1=OC.3xy-8=0D.x2y-74)Bx+ky2Qk才可化为HK3)=x-2),则直线恒过定点Q2,3)噩证选项得直线/的方程可以为2x/-1=0,故选B.4 .(2023如皋期末)已知直线ax+by+c力满足ab0vc,那么这条直线一定不经过().A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限C由ax+纱+c=0,得y=x.abcl.30,5乂),.直线片尚延经过第一、二、四象限,即不经过第三象限.故选C.5 .(2023广东韶关月考)过点Ml-2),且在两坐标轴上截距相等的直线方程为().A.xy3=0B.2x-y=0或xy3=0C.y=x-D.xy3=0或y=B当所求直线不
14、过原点时,设所求直线的方程为Xty=a因为直线过点Ml-2),所以a=3即户尸3=0;当所求直线过原点时,设直线方程为y=A%因为直线过点Ml2),所以依2,即2*w=0综上可得,所求直线的方程为2灯0或*+3力.故选B.6 .下列四个命题为真命题的是().A.直线3xy2=0在y轴上的截距为28 .直线片0的倾斜角和斜率均存在C若两直线的斜率k,k2满足AI=他,则两直线互相平行D.若两直线的倏斜角相等,则它们的斜率也一定相等B对于直线3x+y+2R,令Xg)得尸-2,所以直线3x+2R在y轴上的截距为-2,故A错误;直线y=O的倾斜角为0,斜率存在且为0,故B正确;若两直线的斜率格色满足所
15、=依则两直线互相平行或重合,所以C错误;若两直线的倾斜角为90,则它们的斜率不存在,所以D错误.故选B.7 .A.3B.苧C.竽D.23.在Rk48C中/48*.8C7=54W.tanMC8糕4,即zACB.dCSO设直线2C的颈斜角为6,则tan塔,即6三,.直线HC的倾斜角为代寺故Aetanm=I故选A.8 .下列说法正确的是().AJaN”是“直线邛X-1=0与直线XTy-2=0互相垂直的充要条件9 .直线ASina+y+2=0的帧斜角6的取值范围是,jL,)C.过(MJa(及,尤)两点的所有直线的方程为篇第D.经过点(1,1)且在X轴和y轴上截距都相等的直线方程为xy-2=0B对于A,
16、当3=0时,两直线方程分别为尸1和x=2,此时也满足两直线垂直.故A错误;对于B,直线的斜率仁Sina则4A1,即-1tan1.RJ失,HrT),故B正确;对于C,当M=AS或y9时,直线方程为x=x或灯勺此时直线方程不成立,故C错误;对于D,若直线过原点,则直线方程为y=x,此时也满足条件,故D错误.10 已知直线/过点仅2,4),且在y轴上的截距是在X轴上的截距的两倍,则直线/的方程为().A.2z-y=0B.2x=0C.2x-y=O或x2y-10=0D.2x-y=Q或2xy-8=0二五D若直线/经过原点,满足条件,可得直线/的方程为*2%即2x-y=G,若直线/不经过原点,可设直线/的方
17、程为5喧=1(界0),把点HN4)代入可得:吟=1,解得aF,直线/的方程为即2x+y-8=0.综上可得直线/的方程为2x-yR或2x+y6=0故选D.10 .(2023柳州三模)已知点410),5(3,0),若直线AXw+1W)上存在点尸,满足西丽K则4的取值范围是().因为点尸在直线依-y+1R上,所以设F,kx),fiJM=42O,解得gsAO.Rr能力提升11 .已知直线/过第一象限的点(/77/)和(1,5),若直线/的倾斜角为135J,的最小值为().A.4B.9C.D.D由题意图翳=tan135=-1,所以m+n=6(mQ,nQ),4,当且仅当m,n=4时取等号,所以的最小值为之
18、故选D. Ll L所以UWD(En5乃胆)W(5#2乒)mn6mn6mn6Yjnn12 .在平面直角坐标系中,已知矩形。48GaoQ),42,0),q0,1),将矩形折叠,使点。落在线段8C上,设折痕所在直线的斜率为K则k的取值范困是.。宴-2,0解析如图,要想使折叠后点。落在线段8C上,可取8C上任意一点。作线段的垂直平分线Z以/为折痕可使点。与点。重合.因为飙仑做W,所以A=JN2且0.又当折叠后点。与点C重合时,依0,所以-2sA0,所以4的取值范围是-2,0.4KOD13 .已知044,直线卜kx2y2k爬=Q和直线6:2XMzHAMn)与坐标轴围成一个四边形,则使这个四边形面积最小的
19、片的值为.答案5由直线方程易知直线4点均恒过点(2.4),则两直线均经过第一象限,因为0东4所以直线ZI的斜率$。2),直线的斜率-案(ff).又直线A在y轴上的截距为4+直线6在X轴上的戳距为2*+2,所以四边形的面积5或吊4-向修必乂2依攵)乂/-4毋=4(耳)2唱.故当AW时,面积最小.14 .直线mx4y+n=0必过X轴上的一个定点,写出实数m,可能满足的一个关系:.7=2m(答案不唯一)由题意可知,当直线经过X轴上的定点时,有mx+n=0,即=-mx.设过定点(-2,0),代入得=2板答案不唯一).H思维拓展15 .已知点44,5),点8在X轴上,点C在直线2x-y2=0上,则18C
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