(课标全国版)高考数学第一轮复习讲练 第38讲 直线与方程(讲+练)原卷版+解析
展开1.直线l的方程为 eq \r(3)x+3y-1=0,则直线l的倾斜角为( )
A.150° B.120°
C.60° D.30°
2.过点(-1,2)且倾斜角为150°的直线方程为( )
A.eq \r(3)x-3y+6+eq \r(3)=0 B.eq \r(3)x-3y-6+eq \r(3)=0
C.eq \r(3)x+3y+6+eq \r(3)=0 D.eq \r(3)x+3y-6+eq \r(3)=0
3.过点A(0,2)且倾斜角的正弦值是eq \f(3,5)的直线方程为( )
A.3x-5y+10=0
B.3x-4y+8=0
C.3x+4y+10=0
D.3x-4y+8=0或3x+4y-8=0
4.已知直线l的斜率为eq \r(3),在y轴上的截距为另一条直线x-2y-4=0的斜率的倒数,则直线l的方程为( )
A.y=eq \r(3)x+2 B.y=eq \r(3)x-2
C.y=eq \r(3)x+eq \f(1,2) D.y=-eq \r(3)x+2
5.在同一平面直角坐标系中,直线l1:ax+y+b=0和直线l2:bx+y+a=0有可能是( )
6.已知直线(a-1)x+y-a-3=0(a>1),当此直线在x轴、y轴上的截距和最小时,实数a的值是( )
A.1 B.eq \r(2)
C.2 D.3
7.已知直线l的斜率为eq \r(3),在y轴上的截距为另一条直线x-2y-4=0的斜率的倒数,则直线l的方程为( )
A.y=eq \r(3)x+2 B.y=eq \r(3)x-2
C.y=eq \r(3)x+eq \f(1,2) D.y=-eq \r(3)x+2
8.若直线l与直线y=1,x=7分别交于点P,Q,且线段PQ的中点坐标为(1,-1),则直线l的斜率为( )
A.eq \f(1,3) B.-eq \f(1,3)
C.-eq \f(3,2) D.eq \f(2,3)
9.过点(2,1)且倾斜角比直线y=-x-1的倾斜角小eq \f(π,4)的直线方程是( )
A.x=2 B.y=1
C.x=1 D.y=2
10.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(2,0),B(0,4),且AC=BC,则△ABC的欧拉线的方程为( )
A.x+2y+3=0 B.2x+y+3=0
C.x-2y+3=0 D.2x-y+3=0
【练提升】
1.直线l经过点A(1,2),在x轴上的截距的取值范围是(-3,3),则其斜率k的取值范围是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,\f(1,5)))
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,\f(1,2)))
C.(-∞,-1)∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,5),+∞))
D.(-∞,-1)∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),+∞))
2.已知点A(1,3),B(-2,-1).若直线l:y=k(x-2)+1与线段AB恒相交,则k的取值范围是( )
A.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),+∞)) B.(-∞,-2]
C.(-∞,-2]∪eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),+∞)) D.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-2,\f(1,2)))
3.若直线x-2y+b=0与两坐标轴所围成的三角形的面积不大于1,那么b的取值范围是( )
A.[-2,2] B.(-∞,-2]∪[2,+∞)
C.[-2,0)∪(0,2] D.(-∞,+∞)
4.(多选)已知直线l:mx+y+1=0,A(1,0),B(3,1),则下列结论正确的是( )
A.直线l恒过定点(0,1)
B.当m=0时,直线l的斜率不存在
C.当m=1时,直线l的倾斜角为eq \f(3π,4)
D.当m=2时,直线l与直线AB垂直
5.已知三角形的三个顶点A(-5,0),B(3,-3),C(0,2),则BC边上中线所在的直线方程为____________.
6.过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-2,4))且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线的一般方程为____________________.
7.已知直线l与两坐标轴围成的三角形的面积为3,分别求满足下列条件的直线l的方程:
(1)过定点A(-3,4);
(2)斜率为eq \f(1,6).
8.如图,射线OA,OB分别与x轴正半轴成45°和30°角,过点P(1,0)的直线AB分别交OA,OB于A,B两点,当AB的中点C恰好落在直线y=eq \f(1,2)x上时,求直线AB的方程.
第38讲 直线与方程
【练基础】
1.直线l的方程为 eq \r(3)x+3y-1=0,则直线l的倾斜角为( )
A.150° B.120°
C.60° D.30°
【答案】A 【解析】由直线l的方程为eq \r(3)x+3y-1=0可得直线l的斜率为k=-eq \f(\r(3),3),设直线l的倾斜角为α(0°≤α<180°),则tan α=-eq \f(\r(3),3),所以α=150°.故选A.
2.过点(-1,2)且倾斜角为150°的直线方程为( )
A.eq \r(3)x-3y+6+eq \r(3)=0 B.eq \r(3)x-3y-6+eq \r(3)=0
C.eq \r(3)x+3y+6+eq \r(3)=0 D.eq \r(3)x+3y-6+eq \r(3)=0
【答案】D 【解析】∵k=tan 150°=-eq \f(\r(3),3),
∴直线方程为y-2=-eq \f(\r(3),3)(x+1),
即eq \r(3)x+3y-6+eq \r(3)=0.
3.过点A(0,2)且倾斜角的正弦值是eq \f(3,5)的直线方程为( )
A.3x-5y+10=0
B.3x-4y+8=0
C.3x+4y+10=0
D.3x-4y+8=0或3x+4y-8=0
【答案】D 【解析】设所求直线的倾斜角为α,则sin α=eq \f(3,5),∴tan α=±eq \f(3,4),∴所求直线方程为y=±eq \f(3,4)x+2,即为3x-4y+8=0或3x+4y-8=0.故选D.
4.已知直线l的斜率为eq \r(3),在y轴上的截距为另一条直线x-2y-4=0的斜率的倒数,则直线l的方程为( )
A.y=eq \r(3)x+2 B.y=eq \r(3)x-2
C.y=eq \r(3)x+eq \f(1,2) D.y=-eq \r(3)x+2
【答案】A 【解析】因为直线x-2y-4=0的斜率为eq \f(1,2),所以直线l在y轴上的截距为2,所以直线l的方程为y=eq \r(3)x+2.
5.在同一平面直角坐标系中,直线l1:ax+y+b=0和直线l2:bx+y+a=0有可能是( )
【答案】B 【解析】由题意l1:y=-ax-b,l2:y=-bx-a,当a>0,b>0时,-a<0, -b<0.选项B符合.
6.已知直线(a-1)x+y-a-3=0(a>1),当此直线在x轴、y轴上的截距和最小时,实数a的值是( )
A.1 B.eq \r(2)
C.2 D.3
【答案】D 【解析】当x=0时,y=a+3;当y=0时,x=eq \f(a+3,a-1).令t=a+3+eq \f(a+3,a-1)=5+(a-1)+eq \f(4,a-1).因为a>1,所以a-1>0,所以t≥5+2 eq \r(a-1·\f(4,a-1))=9,当且仅当a-1=eq \f(4,a-1),即a=3时,等号成立.故选D.
7.已知直线l的斜率为eq \r(3),在y轴上的截距为另一条直线x-2y-4=0的斜率的倒数,则直线l的方程为( )
A.y=eq \r(3)x+2 B.y=eq \r(3)x-2
C.y=eq \r(3)x+eq \f(1,2) D.y=-eq \r(3)x+2
【答案】A 【解析】∵直线x-2y-4=0的斜率为eq \f(1,2),
∴直线l在y轴上的截距为2,
∴直线l的方程为y=eq \r(3)x+2,故选A.
8.若直线l与直线y=1,x=7分别交于点P,Q,且线段PQ的中点坐标为(1,-1),则直线l的斜率为( )
A.eq \f(1,3) B.-eq \f(1,3)
C.-eq \f(3,2) D.eq \f(2,3)
【答案】B 【解析】依题意,设点P(a,1),Q(7,b),则有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a+7=2,,b+1=-2,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a=-5,,b=-3,))从而可知直线l的斜率为eq \f(-3-1,7+5)=-eq \f(1,3).故选B.
9.过点(2,1)且倾斜角比直线y=-x-1的倾斜角小eq \f(π,4)的直线方程是( )
A.x=2 B.y=1
C.x=1 D.y=2
【答案】A 【解析】∵直线y=-x-1的斜率为-1,则倾斜角为eq \f(3π,4),依题意,所求直线的倾斜角为eq \f(3π,4)-eq \f(π,4)=eq \f(π,2),∴斜率不存在,∴过点(2,1)的直线方程为x=2.
10.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(2,0),B(0,4),且AC=BC,则△ABC的欧拉线的方程为( )
A.x+2y+3=0 B.2x+y+3=0
C.x-2y+3=0 D.2x-y+3=0
【答案】C 【解析】因为AC=BC,所以欧拉线为AB的中垂线,又A(2,0),B(0,4),故AB的中点为(1,2),kAB=-2,故AB的中垂线方程为y-2=eq \f(1,2)(x-1),即x-2y+3=0,故选C.
【练提升】
1.直线l经过点A(1,2),在x轴上的截距的取值范围是(-3,3),则其斜率k的取值范围是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,\f(1,5)))
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-1,\f(1,2)))
C.(-∞,-1)∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,5),+∞))
D.(-∞,-1)∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),+∞))
【答案】D 【解析】设直线的斜率为k,则直线方程为y-2=k(x-1),直线在x轴上的截距为1-eq \f(2,k).令-3<1-eq \f(2,k)<3,解不等式得k<-1或k>eq \f(1,2).
2.已知点A(1,3),B(-2,-1).若直线l:y=k(x-2)+1与线段AB恒相交,则k的取值范围是( )
A.eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),+∞)) B.(-∞,-2]
C.(-∞,-2]∪eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),+∞)) D.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-2,\f(1,2)))
【答案】D 【解析】∵直线l:y=k(x-2)+1经过定点P(2,1),
∴kPA=eq \f(3-1,1-2)=-2,kPB=eq \f(-1-1,-2-2)=eq \f(1,2),
又直线l:y=k(x-2)+1与线段AB恒相交,
∴-2≤k≤eq \f(1,2).
3.若直线x-2y+b=0与两坐标轴所围成的三角形的面积不大于1,那么b的取值范围是( )
A.[-2,2] B.(-∞,-2]∪[2,+∞)
C.[-2,0)∪(0,2] D.(-∞,+∞)
【答案】C 【解析】令x=0,得y=eq \f(b,2),令y=0,得x=-b,
所以所求三角形面积为eq \f(1,2)eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(b,2)))|-b|=eq \f(1,4)b2,且b≠0,
因为eq \f(1,4)b2≤1,所以b2≤4,所以b的取值范围是[-2,0)∪(0,2].
4.(多选)已知直线l:mx+y+1=0,A(1,0),B(3,1),则下列结论正确的是( )
A.直线l恒过定点(0,1)
B.当m=0时,直线l的斜率不存在
C.当m=1时,直线l的倾斜角为eq \f(3π,4)
D.当m=2时,直线l与直线AB垂直
【答案】CD 【解析】直线l:mx+y+1=0,故x=0时,y=-1,故直线l恒过定点(0, -1),选项A错误;
当m=0时,直线l:y+1=0,斜率k=0,故选项B错误;
当m=1时,直线l:x+y+1=0,斜率k=-1,故倾斜角为eq \f(3π,4),选项C正确;
当m=2时,直线l:2x+y+1=0,斜率k=-2,kAB=eq \f(1-0,3-1)=eq \f(1,2),故k·kAB=-1,故直线l与直线AB垂直,选项D正确.
5.已知三角形的三个顶点A(-5,0),B(3,-3),C(0,2),则BC边上中线所在的直线方程为____________.
【解析】由已知,得BC的中点坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2),-\f(1,2))),且直线BC边上的中线过点A,则BC边上中线的斜率k=-eq \f(1,13),故BC边上中线所在的直线方程为y+eq \f(1,2)=-eq \f(1,13)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(3,2))),即x+13y+5=0.
【答案】x+13y+5=0
6.过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-2,4))且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线的一般方程为____________________.
【解析】①当在坐标轴上截距为0时,所求直线方程为y=-2x,即2x+y=0;
②当在坐标轴上截距不为0时,
∵在坐标轴上截距互为相反数,∴设x-y=a,将A(-2,4)代入得,a=-6,
∴此时所求的直线方程为x-y+6=0.
【答案】2x+y=0或 x-y+6=0
7.已知直线l与两坐标轴围成的三角形的面积为3,分别求满足下列条件的直线l的方程:
(1)过定点A(-3,4);
(2)斜率为eq \f(1,6).
【解析】(1)由题意知,直线l存在斜率.
设直线l的方程为y=k(x+3)+4,
它在x轴、y轴上的截距分别是-eq \f(4,k)-3,3k+4,
由已知,得(3k+4)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,k)+3))=±6,
解得k1=-eq \f(2,3)或k2=-eq \f(8,3).
故直线l的方程为2x+3y-6=0或8x+3y+12=0.
(2)设直线l在y轴上的截距为b,
则直线l的方程为y=eq \f(1,6)x+b,它在x轴上的截距是-6b,
由已知,得|-6b·b|=6,∴b=±1.
故直线l的方程为x-6y+6=0或x-6y-6=0.
8.如图,射线OA,OB分别与x轴正半轴成45°和30°角,过点P(1,0)的直线AB分别交OA,OB于A,B两点,当AB的中点C恰好落在直线y=eq \f(1,2)x上时,求直线AB的方程.
【解析】由题意可得kOA=tan 45°=1,
kOB=tan(180°-30°)=-eq \f(\r(3),3),
所以直线lOA:y=x,lOB:y=-eq \f(\r(3),3)x.
设A(m,m),B(-eq \r(3)n,n),
所以AB的中点Ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(m-\r(3)n,2),\f(m+n,2))),
由点C在直线y=eq \f(1,2)x上,且A,P,B三点共线得
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(m+n,2)=\f(1,2)·\f(m-\r(3)n,2),,\f(m-0,m-1)=\f(n-0,-\r(3)n-1),))
解得m=eq \r(3),所以A(eq \r(3),eq \r(3)).
又P(1,0),所以kAB=kAP=eq \f(\r(3),\r(3)-1)=eq \f(3+\r(3),2),
所以lAB:y=eq \f(3+\r(3),2)(x-1),
即直线AB的方程为(3+eq \r(3))x-2y-3-eq \r(3)=0.
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