2025版高考数学全程一轮复习课后定时检测练习57两直线的位置关系(Word版附解析)
展开1.过点A(1,2)和点B(-1,2)的直线与直线y=3的位置关系是( )
A.相交B.平行
C.重合D.以上都不对
2.已知点P(-2,1)到直线l:3x-4y+m=0的距离为1,则m的值为( )
A.-5或-15B.-5或15
C.5或-15D.5或15
3.以A(5,-1),B(1,1),C(2,3)为顶点的三角形是( )
A.锐角三角形
B.钝角三角形
C.以A为直角顶点的直角三角形
D.以B为直角顶点的直角三角形
4.[2024·江西师大附中模拟]若a为实数,则“a=1”是“直线l1:ax+y+2=0与l2:x+ay-3-a=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
5.若直线l1与l2的斜率k1,k2是关于k的方程-2k2-4k=b的两根,若l1⊥l2,则b=( )
A.2B.-2
C.0D.-4
6.与l:x-y+1=0距离为eq \f(\r(2),2)的直线方程为( )
A.x-y+1+eq \f(\r(2),2)=0或x-y+1-eq \f(\r(2),2)=0
B.x-y+2=0或x-y=0
C.x-y+2=0或x-y+1-eq \f(\r(2),2)=0
D.x-y+1+eq \f(\r(2),2)=0或x-y=0
7.若直线l:y=kx-eq \r(3)与直线2x+3y-6=0的交点位于第一象限,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
A.[eq \f(π,6),eq \f(π,3)) B.(eq \f(π,6),eq \f(π,2))
C.(eq \f(π,3),eq \f(π,2)) D.[eq \f(π,3),eq \f(π,2))
8.一条光线从P(6,4)射出与x轴相交于点Q(2,0),经x轴反射,则反射光线所在直线的方程为( )
A.x-y+1=0B.x+y-5=0
C.x-y-2=0D.x+y-2=0
9.(素养提升)已知正方形的一组对边所在的直线方程分别为2x+3y+2=0和2x+3y+4=0,另一组对边所在的直线方程分别为6x-4y+c1=0和6x-4y+c2=0,则|c1-c2|=( )
A.4B.eq \f(4\r(13),13)
C.2D.eq \f(2\r(13),13)
10.(素养提升)已知两条直线l1:(λ+2)x+(1-λ)y+2λ-5=0,l2:(k+1)x+(1-2k)y+k-5=0,且l1∥l2,当两平行线距离最大时,λ+k=( )
A.3B.4
C.5D.6
二、多项选择题
11.若三条不同的直线l1:mx+2y-6=0,l2:x+y-1=0,l3:3x+y-5=0不能围成一个三角形,则m的取值可能为( )
A.8B.6
C.4D.2
12.已知直线l1:(m+2)x+y+1=0,l2:3x+my+4m-3=0,下列命题中不正确的是( )
A.当m=-3时,l1与l2重合
B.若l1∥l2,则m=1
C.若l1∥l2,则两直线间的距离为2eq \r(2)
D.原点到直线l2的最短距离为eq \r(17)
三、填空题
13.直线y=3x-4关于x轴对称的直线方程为________________.
14.[2024·重庆九龙坡模拟]经过直线x+2y-6=0和x-2y+2=0的交点,且在两坐标轴上截距相等的直线方程为______________.
四、解答题
15.在△ABC中,A(3,4),B(-1,3),C(5,0).
(1)求BC边的高线所在的直线的方程;
(2)已知直线l过点A,且B、C到l的距离之比为1∶2,求直线l的方程.
优生选做题
16.[2024·河北唐山模拟]著名数学家华罗庚曾说过:“数形结合百般好,隔裂分家万事休.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:eq \r((x-a)2+(y-b)2)可以转化为平面上点M(x,y)与点N(a,b)的距离.结合上述观点,可得y=eq \r(x2+4x+8)+eq \r(x2-4x+8)的最小值为( )
A.4eq \r(2)B.2eq \r(2)
C.eq \r(2)+eq \r(10)D.3+eq \r(5)
17.已知点P和非零实数λ,若两条不同的直线l1,l2均过点P,且斜率之积为λ,则称直线l1,l2是一组“Pλ共轭线对”,如直线l1:y=2x和l2:y=-eq \f(1,2)x是一组“O-1共轭线对”,其中O是坐标原点.
(1)已知l1,l2是一组“O-3共轭线对”,且知直线l1:y=2x,求直线l2的方程;
(2)已知点Q(-1,-eq \r(2)),直线l1,l2是“Q-2共轭线对”,当l1的斜率变化时,求原点O到直线l1,l2的距离之积的取值范围.
课后定时检测案57 两直线的位置关系
1.解析:过点A(1,2)和点B(-1,2)的直线方程为y=2,斜率为0,又因为直线y=3斜率为0,所以两直线平行.故选B.
答案:B
2.解析:因为点P(-2,1)到直线l:3x-4y+m=0的距离为1,所以eq \f(|3×(-2)-4×1+m|,\r(32+(-4)2))=1,解得m=15或5.故选D.
答案:D
3.解析:直线AB的斜率kAB=eq \f(1-(-1),1-5)=-eq \f(1,2),直线BC的斜率kBC=eq \f(3-1,2-1)=2,由kAB·kBC=-1,所以AB⊥BC,故△ABC是以B为直角顶点的直角三角形.故选D.
答案:D
4.解析:若“直线l1:ax+y+2=0与l2:x+ay-3-a=0平行”,
则a2-1=0,解得a=1或a=-1,
当a=1时,直线l1:x+y+2=0,l2:x+y-4=0,此时l1∥l2,符合题意;
当a=-1时,直线l1:-x+y+2=0,即l1:x-y-2=0,l2:x-y-2=0,
此时l1,l2重合,不符合题意;
综上所述:“直线l1:ax+y+2=0与l2:x+ay-3-a=0平行”等价于a=1.
所以“a=1”是“直线l1:ax+y+2=0与l2:x+ay-3-a=0平行”的充要条件.故选C.
答案:C
5.解析:l1⊥l2⇒k1k2=-1,方程-2k2-4k=b为2k2+4k+b=0,所以k1k2=eq \f(b,2)=-1,b=-2,此时Δ=16-8b>0满足题意.故选B.
答案:B
6.解析:依题意设所求直线方程为x-y+m=0,则两平行直线间的距离d=eq \f(|m-1|,\r(12+(-1)2))=eq \f(\r(2),2),解得m=0或m=2,所以所求直线方程为x-y+2=0或x-y=0.故选B.
答案:B
7.解析:联立eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y=kx-\r(3),2x+3y-6=0))得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=\f(6+3\r(3),2+3k),,y=\f(6k-2\r(3),2+3k),))
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\f(6+3\r(3),2+3k)>0,,\f(6k-2\r(3),2+3k)>0,))解得k>eq \f(\r(3),3),所以直线l的倾斜角的范围为(eq \f(π,6),eq \f(π,2)).故选B.
答案:B
8.解析:P(6,4)关于x轴的对称点P′(6,-4),光线从P(6,4)射出与x轴相交于点Q(2,0),则反射光线经过点P′,Q,由两点式方程可知,所求直线方程为eq \f(y-0,-4-0)=eq \f(x-2,6-2),化简得x+y-2=0.故选D.
答案:D
9.解析:直线2x+3y+2=0与直线2x+3y+4=0之间的距离d1=eq \f(|2-4|,\r(22+32))=eq \f(2\r(13),13),直线6x-4y+c1=0与直线6x-4y+c2=0之间的距离d2=eq \f(|c1-c2|,\r(62+42))=eq \f(\r(13),26)|c1-c2|,又由正方形可知d1=d2,即eq \f(2\r(13),13)=eq \f(\r(13),26)|c1-c2|,解得|c1-c2|=4.故选A.
答案:A
10.解析:l1:λ(x-y+2)+2x+y-5=0,由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x-y+2=0,,2x+y-5=0,))
解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=1,,y=3,))故l1过定点A(1,3).
l2:k(x-2y+1)+x+y-5=0,由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x-2y+1=0,,x+y-5=0,))
解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=3,,y=2,))故l2过定点B(3,2),
故l1,l2距离的最大值为|AB|=eq \r(5).
此时,-eq \f(λ+2,1-λ)=-eq \f(1,kAB)=2,则λ=4,-eq \f(k+1,1-2k)=2,
解得k=1,故λ+k=5.故选C.
答案:C
11.解析:若l1∥l2,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(m-2=0,,-m+6≠0,))解得m=2.
若l1∥l3,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(m-6=0,,-5m+18≠0,))解得m=6.
由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x+y-1=0,,3x+y-5=0,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=2,,y=-1,))
即l2与l3的交点坐标为(2,-1),
若l1过点(2,-1),则2m-8=0,解得m=4.故选BCD.
答案:BCD
12.解析:若l1∥l2,则m(m+2)-3=0,解得m=1或m=-3,检验可得,当m=1时,两直线重合;当m=-3时,l1∥l2,故A错误,故B错误;若l1∥l2,l1:x-y-1=0,l2:x-y-5=0,所以两平行直线间的距离d=eq \f(|-1+5|,\r(12+12))=2eq \r(2),故C正确;因为直线l2过定点(1,-4),所以原点到直线l2的最长距离为eq \r(12+(-4)2)=eq \r(17),当m=eq \f(3,4)时直线l2过原点时,即原点到直线l2的最短距离为0,故D错误.故选ABD.
答案:ABD
13.解析:设直线l与直线y=3x-4关于x轴对称,所以kl=-3,在y=3x-4中,令y=0,则x=eq \f(4,3),所以直线y=3x-4与x轴的交点为(eq \f(4,3),0),即直线l与x轴的交点为(eq \f(4,3),0),所以直线l的方程为y=-3(x-eq \f(4,3)),整理得3x+y-4=0.
答案:3x+y-4=0
14.解析:联立eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x+2y-6=0,,x-2y+2=0,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=2,,y=2,))
即直线x+2y-6=0和x-2y+2=0的交点坐标为(2,2),
当直线过原点时,方程为y=x,
当直线不过原点时,设直线方程为eq \f(x,a)+eq \f(y,a)=1,
则有eq \f(2,a)+eq \f(2,a)=1,解得a=4,
故直线方程为eq \f(x,4)+eq \f(y,4)=1,即x+y=4,
综上所述,所求直线方程为y=x或x+y=4.
答案:y=x或x+y=4
15.解析:(1)设BC边的高线所在的直线为m,
所以由km·kBC=-1⇒km·eq \f(3-0,-1-5)=-1⇒km=2,
所以直线m的方程为y-4=2(x-3)⇒2x-y-2=0.
(2)当直线l不存在斜率时,直线l的方程为x=3,
显然B、C到l的距离之比为2∶1,不符合题意;
当直线l存在斜率时,设为k,方程为y-4=k(x-3)⇒kx-y+4-3k=0,
因为B,C到l的距离之比为1∶2,
所以eq \f(|-k-3+4-3k|,\r(k2+(-1)2))=eq \f(1,2)·eq \f(|5k+4-3k|,\r(k2+(-1)2))⇒k=1,或k=-eq \f(1,5),
方程为x-y+1=0,或x+5y-23=0,
综上所述直线l的方程为x-y+1=0,或x+5y-23=0.
16.解析:∵y=f(x)=eq \r(x2+4x+8)+eq \r(x2-4x+8)=eq \r((x+2)2+(0+2)2)+eq \r((x-2)2+(0-2)2),
则f(x)可看作x轴上一点P(x,0)到点A(-2,-2)与点B(2,2)的距离之和,即|PA|+|PB|,则可知当A,P,B三点共线时,|PA|+|PB|取得最小值,即(|PA|+|PB|)min=|AB|=eq \r((-2-2)2+(-2-2)2)=4eq \r(2).故选A.
答案:A
17.解析:(1)由题意得,l1与l2的交点为原点,且k1·k2=2k2=-3,解得k2=-eq \f(3,2),
所以直线l2的方程为y=-eq \f(3,2)x.
(2)由题意得,k1·k2=-2,(k1,k2≠0),
设l1:y+eq \r(2)=k1(x+1),l2:y+eq \r(2)=k2(x+1),
点O到l1,l2的距离分别为d1,d2,
则d1·d2=eq \f(|k1-\r(2)|,\r(k eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) +1))·eq \f(|k2-\r(2)|,\r(k eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) +1))=eq \r(2)·eq \r(1-\f(9,5+k eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) +\f(4,k eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ))),
因为k eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) +eq \f(4,k eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) )≥4,当k1=±eq \r(2)时等号成立,
所以-eq \f(9,5+k eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) +\f(4,k eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ))∈[-1,0),eq \r(2)·eq \r(1-\f(9,5+k eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) +\f(4,k eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) )))∈[0,eq \r(2)),
所以点O到l1,l2的距离之积的范围为[0,eq \r(2)).
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