高中数学高考55第九章 平面解析几何 9 2　两条直线的位置关系课件PPT

这是一份高中数学高考55第九章 平面解析几何 9 2　两条直线的位置关系课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，课时作业，基础知识自主学习，题型分类深度剖析，题型三对称问题等内容，欢迎下载使用。

NEIRONGSUOYIN
基础知识 自主学习
题型分类 深度剖析
1.两条直线的位置关系(1)两条直线平行与垂直①两条直线平行：(ⅰ)对于两条不重合的直线l1，l2，若其斜率分别为k1，k2，则有l1∥l2⇔________.(ⅱ)当直线l1，l2不重合且斜率都不存在时，l1∥l2.②两条直线垂直：(ⅰ)如果两条直线l1，l2的斜率存在，设为k1，k2，则有l1⊥l2⇔_____________.(ⅱ)当其中一条直线的斜率不存在，而另一条的斜率为0时，l1⊥l2.
ZHISHISHULI
(2)两条直线的交点直线l1：A1x＋B1y＋C1＝0，l2：A2x＋B2y＋C2＝0，则l1与l2的交点坐标就是方程组__________________ 的解.
2.几种距离(1)两点P1(x1，y1)，P2(x2，y2)之间的距离|P1P2|＝__________________.
1.若两条直线l1与l2垂直，则它们的斜率有什么关系？
提示　当两条直线l1与l2的斜率都存在时， · ＝－1；当两条直线中一条直线的斜率为0，另一条直线的斜率不存在时，l1与l2也垂直.
2.应用点到直线的距离公式和两平行线间的距离公式时应注意什么？
提示　(1)将方程化为最简的一般形式.(2)利用两平行线之间的距离公式时，应使两平行线方程中x，y的系数分别对应相等.
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)当直线l1和l2斜率都存在时，一定有k1＝k2⇒l1∥l2.(　　)(2)已知直线l1：A1x＋B1y＋C1＝0，l2：A2x＋B2y＋C2＝0(A1，B1，C1，A2，B2，C2为常数)，若直线l1⊥l2，则A1A2＋B1B2＝0.(　　)(3)点P(x0，y0)到直线y＝kx＋b的距离为 .(　　)
(4)直线外一点与直线上一点的距离的最小值就是点到直线的距离.(　　)(5)若点A，B关于直线l：y＝kx＋b(k≠0)对称，则直线AB的斜率等于 ，且线段AB的中点在直线l上.(　　)
2.[P110B组T2]已知点(a,2)(a>0)到直线l：x－y＋3＝0的距离为1，则a等于
3.[P101A组T10]已知P(－2，m)，Q(m,4)，且直线PQ垂直于直线x＋y＋1＝0，则m＝___.
4.[P110B组T1]若三条直线y＝2x，x＋y＝3，mx＋2y＋5＝0相交于同一点，则m的值为____.
所以点(1,2)满足方程mx＋2y＋5＝0，即m×1＋2×2＋5＝0，所以m＝－9.
5.直线2x＋(m＋1)y＋4＝0与直线mx＋3y－2＝0平行，则m等于A.2 B.－3 C.2或－3 D.－2或－3
解析　直线2x＋(m＋1)y＋4＝0与直线mx＋3y－2＝0平行，
6.直线2x＋2y＋1＝0，x＋y＋2＝0之间的距离是______.
7.若直线(3a＋2)x＋(1－4a)y＋8＝0与(5a－2)x＋(a＋4)y－7＝0垂直，则a＝______.
解析　由两直线垂直的充要条件，得(3a＋2)(5a－2)＋(1－4a)(a＋4)＝0，
题型一　两条直线的平行与垂直
例1　已知直线l1：ax＋2y＋6＝0和直线l2：x＋(a－1)y＋a2－1＝0.(1)试判断l1与l2是否平行；
解　方法一　当a＝1时，l1：x＋2y＋6＝0，l2：x＝0，l1不平行于l2；当a＝0时，l1：y＝－3，l2：x－y－1＝0，l1不平行于l2；
综上可知，当a＝－1时，l1∥l2，a≠－1时，l1与l2不平行.
方法二　由A1B2－A2B1＝0，得a(a－1)－1×2＝0，由A1C2－A2C1≠0，得a(a2－1)－1×6≠0，
故当a＝－1时，l1∥l2.当a≠－1时，l1与l2不平行.
(2)当l1⊥l2时，求a的值.
解　方法一　当a＝1时，l1：x＋2y＋6＝0，l2：x＝0，l1与l2不垂直，故a＝1不成立；当a＝0时，l1：y＝－3，l2：x－y－1＝0，l1不垂直于l2，故a＝0不成立；当a≠1且a≠0时，
(1)当直线方程中存在字母参数时，不仅要考虑到斜率存在的一般情况，也要考虑到斜率不存在的特殊情况.同时还要注意x，y的系数不能同时为零这一隐含条件.(2)在判断两直线平行、垂直时，也可直接利用直线方程的系数间的关系得出结论.
跟踪训练1　(1)已知直线l1：x＋2ay－1＝0，l2：(a＋1)x－ay＝0，若l1∥l2，则实数a的值为
若a＝0，l1∥l2，故选C.
(2)(2018·青岛模拟)已知两条直线l1：ax－by＋4＝0和l2：(a－1)x＋y＋b＝0，求满足下列条件的a，b的值.①l1⊥l2，且直线l1过点(－3，－1)；
解　∵l1⊥l2，∴a(a－1)－b＝0，又∵直线l1过点(－3，－1)，∴－3a＋b＋4＝0.故a＝2，b＝2.
②l1∥l2，且坐标原点到这两条直线的距离相等.
解　∵直线l2的斜率存在，l1∥l2，∴直线l1的斜率存在.
又∵坐标原点到这两条直线的距离相等，∴l1，l2在y轴上的截距互为相反数，
题型二　两直线的交点与距离问题
1.(2018·西宁调研)若直线l与两直线y＝1，x－y－7＝0分别交于M，N两点，且MN的中点是P(1，－1)，则直线l的斜率是
2.若P，Q分别为直线3x＋4y－12＝0与6x＋8y＋5＝0上任意一点，则|PQ|的最小值为
3.已知直线y＝kx＋2k＋1与直线y＝－ x＋2的交点位于第一象限，则实数k的取值范围是________.
方法二　如图，已知直线
而直线方程y＝kx＋2k＋1可变形为y－1＝k(x＋2)，表示这是一条过定点P(－2,1)，斜率为k的动直线.∵两直线的交点在第一象限，∴两直线的交点必在线段AB上(不包括端点)，∴动直线的斜率k需满足kPA4.已知A(4，－3)，B(2，－1)和直线l：4x＋3y－2＝0，若在坐标平面内存在一点P，使|PA|＝|PB|，且点P到直线l的距离为2，则P点坐标为___________________.
解析　设点P的坐标为(a，b).∵A(4，－3)，B(2，－1)，∴线段AB的中点M的坐标为(3，－2).
∴线段AB的垂直平分线方程为y＋2＝x－3，即x－y－5＝0.∵点P(a，b)在直线x－y－5＝0上，∴a－b－5＝0. ①又点P(a，b)到直线l：4x＋3y－2＝0的距离为2，
(1)求过两直线交点的直线方程的方法先求出两直线的交点坐标，再结合其他条件写出直线方程.(2)利用距离公式应注意：①点P(x0，y0)到直线x＝a的距离d＝|x0－a|，到直线y＝b的距离d＝|y0－b|；②两平行线间的距离公式要把两直线方程中x，y的系数化为相等.
命题点1　点关于点中心对称
例2　过点P(0,1)作直线l，使它被直线l1：2x＋y－8＝0和l2：x－3y＋10＝0截得的线段被点P平分，则直线l的方程为____________.
解析　设l1与l的交点为A(a,8－2a)，则由题意知，点A关于点P的对称点B(－a,2a－6)在l2上，代入l2的方程得－a－3(2a－6)＋10＝0，解得a＝4，即点A(4,0)在直线l上，所以直线l的方程为x＋4y－4＝0.
命题点2　点关于直线对称
例3　如图，已知A(4,0)，B(0,4)，从点P(2,0)射出的光线经直线AB反射后再射到直线OB上，最后经直线OB反射后又回到P点，则光线所经过的路程是
命题点3　直线关于直线的对称问题
例4　直线2x－y＋3＝0关于直线x－y＋2＝0对称的直线方程是_____________.
解析　设所求直线上任意一点P(x，y)，则P关于x－y＋2＝0的对称点为P′(x0，y0)，
由点P′(x0，y0)在直线2x－y＋3＝0上，∴2(y－2)－(x＋2)＋3＝0，即x－2y＋3＝0.
解决对称问题的方法(1)中心对称①点P(x，y)关于Q(a，b)的对称点P′(x′，y′)满足②直线关于点的对称可转化为点关于点的对称问题来解决.
(2)轴对称①点A(a，b)关于直线Ax＋By＋C＝0(B≠0)的对称点A′(m，n)，则有②直线关于直线的对称可转化为点关于直线的对称问题来解决.
跟踪训练2　已知直线l：2x－3y＋1＝0，点A(－1，－2).求：(1)点A关于直线l的对称点A′的坐标；
(2)直线m：3x－2y－6＝0关于直线l的对称直线m′的方程；
解　在直线m上取一点，如M(2,0)，则M(2,0)关于直线l的对称点必在m′上.设对称点为M′(a，b)，
得N(4,3).又m′经过点N(4,3)，∴由两点式得直线m′的方程为9x－46y＋102＝0.
(3)直线l关于点A对称的直线l′的方程.
解　方法一　在l：2x－3y＋1＝0上任取两点，如P(1,1)，N(4,3)，则P，N关于点A的对称点P′，N′均在直线l′上.易知P′(－3，－5)，N′(－6，－7)，由两点式可得l′的方程为2x－3y－9＝0.方法二　设Q(x，y)为l′上任意一点，则Q(x，y)关于点A(－1，－2)的对称点为Q′(－2－x，－4－y)，∵Q′在直线l上，∴2(－2－x)－3(－4－y)＋1＝0，即2x－3y－9＝0.
在求解直线方程的题目中，可采用设直线系方程的方式简化运算，常见的直线系有平行直线系，垂直直线系和过直线交点的直线系.
SIXIANGFANGFA
妙用直线系求直线方程
一、平行直线系例1　求与直线3x＋4y＋1＝0平行且过点(1,2)的直线l的方程.
解　由题意，设所求直线方程为3x＋4y＋c＝0(c≠1)，又因为直线过点(1,2)，所以3×1＋4×2＋c＝0，解得c＝－11.因此，所求直线方程为3x＋4y－11＝0.
二、垂直直线系例2　求经过A(2,1)，且与直线2x＋y－10＝0垂直的直线l的方程.
解　因为所求直线与直线2x＋y－10＝0垂直，所以设该直线方程为x－2y＋C＝0，又直线过点A(2,1)，所以有2－2×1＋C＝0，解得C＝0，即所求直线方程为x－2y＝0.
三、过直线交点的直线系例3　求经过直线l1：3x＋2y－1＝0和l2：5x＋2y＋1＝0的交点，且垂直于直线l3：3x－5y＋6＝0的直线l的方程.
解　方法一　将直线l1，l2的方程联立，
即直线l1，l2的交点为(－1,2).
即5x＋3y－1＝0.
方法二　由于l⊥l3，所以可设直线l的方程是5x＋3y＋C＝0，将直线l1，l2的方程联立，
即直线l1，l2的交点为(－1,2)，则点(－1,2)在直线l上，所以5×(－1)＋3×2＋C＝0，解得C＝－1，所以直线l的方程为5x＋3y－1＝0.
方法三　设直线l的方程为3x＋2y－1＋λ(5x＋2y＋1)＝0，整理得(3＋5λ)x＋(2＋2λ)y＋(－1＋λ)＝0.
所以直线l的方程为5x＋3y－1＝0.
1.直线2x＋y＋m＝0和x＋2y＋n＝0的位置关系是A.平行 B.垂直 C.相交但不垂直 D.不能确定
2.若m∈R，则“lg6m＝－1”是“直线l1：x＋2my－1＝0与l2：(3m－1)x－my－1＝0平行”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
则“lg6m＝－1”是“直线l1：x＋2my－1＝0与l2：(3m－1)x－my－1＝0平行”的充分不必要条件.故选A.
3.已知过点A(－2，m)和B(m,4)的直线为l1，直线2x＋y－1＝0为l2，直线x＋ny＋1＝0为l3.若l1∥l2，l2⊥l3，则实数m＋n的值为A.－10 B.－2 C.0 D.8
解析　因为l1∥l2，
解得n＝－2，所以m＋n＝－10.
4.过点M(－3,2)，且与直线x＋2y－9＝0平行的直线方程是A.2x－y＋8＝0 B.x－2y＋7＝0C.x＋2y＋4＝0 D.x＋2y－1＝0
又所求直线过M(－3,2)，
化为一般式得x＋2y－1＝0.故选D.
方法二　由题意，设所求直线方程为x＋2y＋c＝0，将M(－3，2)代入，解得c＝－1，所以所求直线为x＋2y－1＝0.故选D.
5.若直线l1：x＋ay＋6＝0与l2：(a－2)x＋3y＋2a＝0平行，则l1与l2之间的距离为
解析　∵l1∥l2，∴a≠2且a≠0，
6.若直线l1：y＝k(x－4)与直线l2关于点(2,1)对称，则直线l2经过定点A.(0,4) B.(0,2) C.(－2,4) D.(4，－2)
解析　直线l1：y＝k(x－4)经过定点(4,0)，其关于点(2,1)对称的点为(0,2)，又直线l1：y＝k(x－4)与直线l2关于点(2,1)对称，故直线l2经过定点(0,2).
7.已知直线l1：ax＋y－6＝0与l2：x＋(a－2)y＋a－1＝0相交于点P，若l1⊥l2，则a＝___，此时点P的坐标为______.
解析　∵直线l1：ax＋y－6＝0与l2：x＋(a－2)y＋a－1＝0相交于点P，且l1⊥l2，∴a×1＋1×(a－2)＝0，
易得x＝3，y＝3，∴P(3,3).
8.将一张坐标纸折叠一次，使得点(0,2)与点(4,0)重合，点(7,3)与点(m，n)重合，则m＋n＝____.
解析　由题意可知，纸的折痕应是点(0,2)与点(4,0)连线的中垂线，即直线y＝2x－3，它也是点(7,3)与点(m，n)连线的中垂线，
9.直线l1：y＝2x＋3关于直线l：y＝x＋1对称的直线l2的方程为_________.
所以可设直线l2的方程为y＋1＝k(x＋2)，即kx－y＋2k－1＝0.
所以直线l2的方程为x－2y＝0.
10.已知入射光线经过点M(－3,4)，被直线l：x－y＋3＝0反射，反射光线经过点N(2,6)，则反射光线所在直线的方程为_____________.
解析　设点M(－3,4)关于直线l：x－y＋3＝0的对称点为M′(a，b)，则反射光线所在直线过点M′，
解得a＝1，b＝0.又反射光线经过点N(2,6)，
11.已知方程(2＋λ)x－(1＋λ)y－2(3＋2λ)＝0与点P(－2,2).(1)证明：对任意的实数λ，该方程都表示直线，且这些直线都经过同一定点，并求出这一定点的坐标；
解　显然2＋λ与－(1＋λ)不可能同时为零，故对任意的实数λ，该方程都表示直线.∵方程可变形为2x－y－6＋λ(x－y－4)＝0，
故直线经过的定点为M(2，－2).
证明　过P作直线的垂线段PQ，由垂线段小于斜线段知|PQ|≤|PM|，当且仅当Q与M重合时，|PQ|＝|PM|，此时对应的直线方程是y＋2＝x－2，即x－y－4＝0.但直线系方程唯独不能表示直线x－y－4＝0，
12.已知三条直线：l1：2x－y＋a＝0(a>0)；l2：－4x＋2y＋1＝0；l3：x＋y－1＝0，且l1与l2间的距离是 .(1)求a的值；
又a>0，解得a＝3.
(2)能否找到一点P，使P同时满足下列三个条件：①点P在第一象限；②点P到l1的距离是点P到l2的距离的 ；③点P到l1的距离与点P到l3的距离之比是 .若能，求点P的坐标；若不能，说明理由.
解　假设存在点P，设点P(x0，y0).若P点满足条件②，则P点在与l1，l2平行的直线l′：2x－y＋c＝0上，
若P点满足条件③，由点到直线的距离公式，
即|2x0－y0＋3|＝|x0＋y0－1|，所以x0－2y0＋4＝0或3x0＋2＝0；由于点P在第一象限，所以3x0＋2＝0不可能.
13.已知直线y＝2x是△ABC中∠C的平分线所在的直线，若点A，B的坐标分别是(－4，2)，(3,1)，则点C的坐标为A.(－2,4) B.(－2，－4) C.(2,4) D.(2，－4)
即3x＋y－10＝0.同理可得点B(3,1)关于直线y＝2x的对称点为(－1,3)，
即x－3y＋10＝0.
则C(2,4).故选C.
14.若三条直线y＝2x，x＋y＝3，mx＋ny＋5＝0相交于同一点，则点(m，n)到原点的距离的最小值为
把(1,2)代入mx＋ny＋5＝0可得，m＋2n＋5＝0.∴m＝－5－2n.∴点(m，n)到原点的距离
当n＝－2，m＝－1时取等号.
15.数学家欧拉在1765年提出定理：三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上，且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半.这条直线被后人称为三角形的欧拉线.已知△ABC的顶点A(1,0)，B(0,2)，且AC＝BC，则△ABC的欧拉线的方程为A.4x＋2y＋3＝0 B.2x－4y＋3＝0 C.x－2y＋3＝0 D.2x－y＋3＝0
解析　因为AC＝BC，所以欧拉线为AB的中垂线，又A(1，0)，B(0,2)，
即2x－4y＋3＝0.
16.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l1.再将直线l1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，又与直线l重合.若直线l与直线l1关于点(2,4)对称，求直线l的方程.
解　由题意知直线l的斜率存在，设直线l的方程为y＝kx＋b，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l1：y＝k(x－3)＋5＋b，将直线l1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，则平移后的直线方程为y＝k(x－3－1)＋b＋5－2，即y＝kx＋3－4k＋b，