直线与方程高考题
高考数学历年(2018-2022)真题按知识点分类平面解析几何(直线与方程)练习(附答案)

高考数学历年(2018-2022)真题按知识点分类平面解析几何(直线与方程)练习一、单选题1.(2022ꞏ全国ꞏ统考高考真题)椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左顶点为A ,点P ,Q 均在C 上,且关于y 轴对称.若直线,AP AQ 的斜率之积为14,则C 的离心率为( )A B C .12D .132.(2022ꞏ全国ꞏ统考高考真题)图1是中国古代建筑中的举架结构,,,,AA BB CC DD ''''是桁,相邻桁的水平距离称为步,垂直距离称为举,图2是某古代建筑屋顶截面的示意图.其中1111,,,DD CC BB AA 是举,1111,,,OD DC CB BA 是相等的步,相邻桁的举步之比分别为11111231111,0.5,,DD CC BB AAk k k OD DC CB BA ====.已知123,,k k k 成公差为0.1的等差数列,且直线OA 的斜率为0.725,则3k =( )A .0.75B .0.8C .0.85D .0.93.(2021ꞏ全国ꞏ统考高考真题)抛物线22(0)y px p =>的焦点到直线1y x =+的距离为p =( )A .1B .2C .D .44.(2020ꞏ全国ꞏ统考高考真题)点(0,﹣1)到直线()1y k x =+距离的最大值为( )A.1BC D .25.(2020ꞏ浙江ꞏ统考高考真题)已知点O (0,0),A (–2,0),B (2,0).设点P 满足|P A |–|PB |=2,且P 为函数y =图像上的点,则|OP |=( )A .2B .5C D6.(2020ꞏ山东ꞏ统考高考真题)直线2360x y +-=关于点()1,2-对称的直线方程是( ) A .32100x y --= B .32230x y --= C .2340x y +-=D .2320x y +-=7.(2020ꞏ山东ꞏ统考高考真题)已知直线sin cos :y x l θθ=+的图像如图所示,则角θ是( )A .第一象限角B .第二象限角C .第三象限角D .第四象限角8.(2018ꞏ全国ꞏ高考真题)已知双曲线22221(00)x y C a b a b -=>>:,则点(4,0)到C 的渐近线的距离为A B .2 C .2D .9.(2018ꞏ北京ꞏ高考真题)在平面直角坐标系中,记d 为点()cos ,sin P θθ到直线20x my --=的距离,当θ、m 变化时,d 的最大值为A .1B .2C .3D .410.(2019ꞏ北京ꞏ高考真题)已知直线l 的参数方程为13,24x t y t =+⎧⎨=+⎩(t 为参数),则点(1,0)到直线l 的距离是A .15B .25C .45D .65二、多选题11.(2022ꞏ全国ꞏ统考高考真题)已知O 为坐标原点,过抛物线2:2(0)C y px p =>焦点F 的直线与C 交于A ,B 两点,其中A 在第一象限,点(,0)M p ,若||||AF AM =,则( )A .直线AB 的斜率为B .||||OB OF =C .||4||AB OF >D .180OAM OBM ∠+∠<︒三、填空题12.(2022ꞏ全国ꞏ统考高考真题)设点(2,3),(0,)A B a -,若直线AB 关于y a =对称的直线与圆22(3)(2)1x y +++=有公共点,则a 的取值范围是________.13.(2022ꞏ全国ꞏ统考高考真题)设点M 在直线210x y +-=上,点(3,0)和(0,1)均在M 上,则M 的方程为______________.14.(2021ꞏ全国ꞏ统考高考真题)双曲线22145x y -=的右焦点到直线280x y +-=的距离为________.15.(2021ꞏ全国ꞏ统考高考真题)已知函数12()1,0,0xf x e x x <=>-,函数()f x 的图象在点()()11,A x f x 和点()()22,B x f x 的两条切线互相垂直,且分别交y 轴于M ,N 两点,则||||AM BN 取值范围是_______. 16.(2019ꞏ江苏ꞏ高考真题)在平面直角坐标系xOy 中,P 是曲线4(0)y x x x=+>上的一个动点,则点P 到直线x +y =0的距离的最小值是_____.四、解答题17.(2018ꞏ全国ꞏ高考真题)设椭圆22:12x C y +=的右焦点为F ,过F 的直线l 与C 交于,A B两点,点M 的坐标为(2,0).(1)当l 与x 轴垂直时,求直线AM 的方程; (2)设O 为坐标原点,证明:OMA OMB ∠=∠.18.(2018ꞏ全国ꞏ高考真题)设抛物线22C y x =:,点()20A ,,()20B -,,过点A 的直线l 与C 交于M ,N 两点.(1)当l 与x 轴垂直时,求直线BM 的方程; (2)证明:ABM ABN ∠=∠.19.(2019ꞏ江苏ꞏ高考真题)如图,一个湖的边界是圆心为O 的圆,湖的一侧有一条直线型公路l ,湖上有桥AB (AB 是圆O 的直径).规划在公路l 上选两个点P 、Q ,并修建两段直线型道路PB 、QA .规划要求:线段PB 、QA 上的所有点到点O 的距离均不小..于圆..O 的半径.已知点A 、B 到直线l 的距离分别为AC 和BD (C 、D 为垂足),测得AB =10,AC =6,BD =12(单位:百米).(1)若道路PB与桥AB垂直,求道路PB的长;(2)在规划要求下,P和Q中能否有一个点选在D处?并说明理由;(3)对规划要求下,若道路PB和QA的长度均为d(单位:百米).求当d最小时,P、Q两点间的距离.五、双空题20.(2020ꞏ北京ꞏ统考高考真题)已知双曲线22:163x yC-=,则C的右焦点的坐标为_________;C的焦点到其渐近线的距离是_________.参考答案1.A【要点分析】设()11,P x y ,则()11,Q x y -,根据斜率公式结合题意可得2122114y x a =-+,再根据2211221x y a b +=,将1y 用1x 表示,整理,再结合离心率公式即可得解. 【答案详解】[方法一]:设而不求 设()11,P x y ,则()11,Q x y - 则由14AP AQk k ⋅=得:21112211114AP AQ y y y k k x a x a x a ⋅=⋅==+-+-+, 由2211221x y a b +=,得()2221212b a x y a-=, 所以()2221222114b a x ax a -=-+,即2214b a =, 所以椭圆C的离心率c e a === A.[方法二]:第三定义设右端点为B ,连接PB ,由椭圆的对称性知:PB AQ k k =-故14AP AQ PA AQ k k k k ⋅=⋅-=-,由椭圆第三定义得:22PA AQb k k a⋅=-,故2214b a = 所以椭圆C的离心率c e a === A.2.D【要点分析】设11111OD DC CB BA ====,则可得关于3k 的方程,求出其解后可得正确的选项.【答案详解】设11111OD DC CB BA ====,则111213,,CC k BB k AA k ===, 依题意,有31320.2,0.1k k k k -=-=,且111111110.725DD CC BB AA OD DC CB BA +++=+++,所以30.530.30.7254k +-=,故30.9k =,故选:D 3.B【要点分析】首先确定抛物线的焦点坐标,然后结合点到直线距离公式可得p 的值. 【答案详解】抛物线的焦点坐标为,02p ⎛⎫⎪⎝⎭,其到直线10x y -+=的距离:d == 解得:2p =(6p =-舍去). 故选:B. 4.B【要点分析】首先根据直线方程判断出直线过定点(1,0)P -,设(0,1)A -,当直线(1)y k x =+与AP 垂直时,点A 到直线(1)y k x =+距离最大,即可求得结果. 【答案详解】由(1)y k x =+可知直线过定点(1,0)P -,设(0,1)A -, 当直线(1)y k x =+与AP 垂直时,点A 到直线(1)y k x =+距离最大,即为||AP =故选:B.【名师点睛】该题考查的是有关解析几何初步的问题,涉及到的知识点有直线过定点问题,利用几何性质是解题的关键,属于基础题. 5.D【要点分析】根据题意可知,点P既在双曲线的一支上,又在函数y =的图象上,即可求出点P 的坐标,得到OP 的值.【答案详解】因为||||24PA PB -=<,所以点P 在以,A B 为焦点,实轴长为2,焦距为4的双曲线的右支上,由2,1c a ==可得,222413b c a =-=-=,即双曲线的右支方程为()22103y x x -=>,而点P还在函数y =的图象上,所以,由()22103y x x y ⎧⎪⎨->==⎪⎩,解得2x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,即OP ==故选:D.【名师点睛】本题主要考查双曲线的定义的应用,以及二次曲线的位置关系的应用,意在考查学生的数学运算能力,属于基础题. 6.D【要点分析】设对称的直线方程上的一点的坐标为()x y ,,则其关于点()1,2-对称的点的坐标为(2,4)x y ---,代入已知直线即可求得结果.【答案详解】设对称的直线方程上的一点的坐标为()x y ,, 则其关于点()1,2-对称的点的坐标为(2,4)x y ---, 因为点(2,4)x y ---在直线2360x y +-=上, 所以()()223460x y --+--=即2320x y +-=. 故选:D.7.D【要点分析】本题可根据直线的斜率和截距得出sin 0θ<、cos 0θ>,即可得出结果. 【答案详解】结合图像易知,sin 0θ<,cos 0θ>, 则角θ是第四象限角, 故选:D.8.D【答案详解】要点分析:由离心率计算出ba,得到渐近线方程,再由点到直线距离公式计算即可.答案详解:e c a === 1ba∴= 所以双曲线的渐近线方程为x y 0±=所以点(4,0)到渐近线的距离d== 故选D名师点睛:本题考查双曲线的离心率,渐近线和点到直线距离公式,属于中档题.9.C【要点分析】P 为单位圆上一点,而直线20x my --=过点()2,0A ,则根据几何意义得d 的最大值为1OA +.【答案详解】22cos sin 1θθ+=∴Q ,P 为单位圆上一点,而直线20x my --=过点()2,0A , 所以d 的最大值为1213OA +=+=,选C.【名师点睛】与圆有关的最值问题主要表现在求几何图形的长度、面积的最值,求点到直线的距离的最值,求相关参数的最值等方面.解决此类问题的主要思路是利用圆的几何性质将问题转化.10.D【要点分析】首先将参数方程化为直角坐标方程,然后利用点到直线距离公式求解距离即可. 【答案详解】直线l 的普通方程为()()41320x y ---=,即4320x y -+=,点()1,0到直线l 的距离65d ==,故选D. 【名师点睛】本题考查直线参数方程与普通方程的转化,点到直线的距离,属于容易题,注重基础知识、基本运算能力的考查.11.ACD【要点分析】由AF AM =及抛物线方程求得3(42p A ,再由斜率公式即可判断A 选项;表示出直线AB的方程,联立抛物线求得(,33p B -,即可求出OB 判断B 选项;由抛物线的定义求出2512pAB =即可判断C 选项;由0OA OB ⋅< ,0MA MB ⋅< 求得AOB ∠,AMB∠为钝角即可判断D 选项.【答案详解】对于A ,易得(,0)2pF ,由AF AM =可得点A 在FM 的垂直平分线上,则A 点横坐标为3224p pp +=, 代入抛物线可得2233242p y p p =⋅=,则3()42p A ,则直线AB的斜率为2342p p =-,A 正确;对于B,由斜率为可得直线AB的方程为2px y =+,联立抛物线方程得220y py p -=,设11(,)B x y1p y p +=,则1y =2123p x ⎛⎫-=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭,解得13p x =,则(,)33p B ,则2p OB OF =≠=,B 错误; 对于C ,由抛物线定义知:325244312p p pAB p p OF =++=>=,C 正确; 对于D,2333(,(,0423343234p p p p p OA OB ⎛⎫⋅=⋅-=⋅+⋅-=-< ⎪ ⎪⎝⎭,则AOB ∠为钝角,又2225()(,)0423343236p p p p p MA MB ⎛⎫⎛⎫⋅=-⋅--=-⋅-+⋅=-< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则AMB ∠为钝角,又360AOB AMB OAM OBM ∠+∠+∠+∠= ,则180OAM OBM ∠+∠< ,D 正确. 故选:ACD.12.13,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦【要点分析】首先求出点A 关于y a =对称点A '的坐标,即可得到直线l 的方程,根据圆心到直线的距离小于等于半径得到不等式,解得即可;【答案详解】解:()2,3A -关于y a =对称的点的坐标为()2,23A a '--,()0,B a 在直线y a =上,所以A B '所在直线即为直线l ,所以直线l 为32a y x a -=+-,即()3220a x y a -+-=; 圆()()22:321C x y +++=,圆心()3,2C --,半径1r =, 依题意圆心到直线l 的距离1d =≤,即()()2225532a a -≤-+,解得1332a ≤≤,即13,32a ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦;故答案为:13,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦13.22(1)(1)5x y -++=【要点分析】设出点M 的坐标,利用(3,0)和(0,1)均在M 上,求得圆心及半径,即可得圆的方程.【答案详解】[方法一]:三点共圆∵点M 在直线210x y +-=上,∴设点M 为(,12)-a a ,又因为点(3,0)和(0,1)均在M 上,∴点M到两点的距离相等且为半径R , ∴==R ,222694415-++-+=a a a a a ,解得1a =,∴(1,1)M -,R=M 的方程为22(1)(1)5x y -++=. 故答案为:22(1)(1)5x y -++= [方法二]:圆的几何性质由题可知,M 是以(3,0)和(0,1)为端点的线段垂直平分线 y=3x-4与直线210xy +-=的交点(1,-1).R =M 的方程为22(1)(1)5x y -++=. 故答案为:22(1)(1)5x y -++= 14【要点分析】先求出右焦点坐标,再利用点到直线的距离公式求解.【答案详解】由已知,3c ==,所以双曲线的右焦点为(3,0),所以右焦点(3,0)到直线280x y +-===.15.()0,1【要点分析】结合导数的几何意义可得120x x +=,结合直线方程及两点间距离公式可得1A x M =,2B x N =,化简即可得解.【答案详解】由题意,()1011,0,xx x e x f x e e x <=⎧---≥⎪=⎨⎪⎩,则()0,,0xx x f x e e x ⎧-⎪=<>⎨'⎪⎩,所以点()11,1x A x e -和点()22,1x B x e -,12,x xAM BN k e k e =-=,所以12121,0x xe e x x -⋅=-+=,所以()()111111,0:,11x x x xe e x x e AM e y M x -+=---+,所以1x AM ==,同理2B x N =,所以()10,1x e N AM B ===∈=. 故答案为:()0,1【名师点睛】关键点名师点睛:解决本题的关键是利用导数的几何意义转化条件120x x +=,消去一个变量后,运算即可得解. 16.4.【要点分析】将原问题转化为切点与直线之间的距离,然后利用导函数确定切点坐标可得最小距离【答案详解】当直线0x y +=平移到与曲线4y x x=+相切位置时,切点Q 即为点P 到直线0x y +=的距离最小.由2411y x '=-=-,得)x =,y =即切点Q ,则切点Q 到直线0x y +=4=,故答案为4.【名师点睛】本题考查曲线上任意一点到已知直线的最小距离,渗透了直观想象和数学运算素养.采取导数法和公式法,利用数形结合和转化与化归思想解题.17.(1)AM的方程为2y x =-2y x =(2)证明见解析. 【要点分析】(1)根据l 与x 轴垂直,且过点()1,0F ,求得直线l 的方程为=1x ,代入椭圆方程求得点A的坐标为2⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭或1,2⎛-⎝⎭,利用两点式求得直线AM 的方程; (2)方法一:分直线l 与x 轴重合、l 与x 轴垂直、l 与x 轴不重合也不垂直三种情况证明,特殊情况比较简单,也比较直观,对于一般情况将角相等通过直线的斜率的关系来体现,从而证得结果.【答案详解】(1)由已知得()1,0F ,l 的方程为=1x .由已知可得,点A的坐标为1,2⎛ ⎝⎭或1,2⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭. 所以AM的方程为2y x =+2y x =. (2)[方法一]:【通性通法】分类+常规联立 当l 与x 轴重合时,0OMA OMB ∠=∠=o .当l 与x 轴垂直时,OM 为AB 的垂直平分线,所以OMA OMB ∠=∠.当l 与x 轴不重合也不垂直时,设l 的方程为()()10y k x k =-≠,()()1122,,,A x y B x y ,则12x x <<MA 、MB 的斜率之和为121222MA MB y yk k x x +=+--. 由1122,y k k x y k x k =-=-得()()()12121223422MA MB kx x k x x kk k x x -+++=--.将()1y k x =-代入2212x y +=得()2222214220k x k x k +-+-=.所以,22121222422,2121k k x x x x k k -+==++. 则()33312122441284234021k k k k kkx x k x x k k --++-++==+.从而0MA MB k k +=,故MA 、MB 的倾斜角互补,所以OMA OMB ∠=∠. 综上,OMA OMB ∠=∠.[方法二]:角平分线定义的应用当直线l 与x 轴重合或垂直时,显然有OMA OMB ∠=∠.当直线l 与x 轴不垂直也不重合时,设直线l 的方程为1x my =+,交椭圆于()11,A x y ,()22,B x y . 由22+=12=+1x y x my ⎧⎪⎨⎪⎩得()222210m y my ++-=. 由韦达定理得12122221,22m y y y y m m --+==++. 点A 关于x 轴的对称点()11,N x y -,则直线BN 的方程为()()()()121121y y x x y y x x +-=+-.令=0y ,()()221211212122111212122122222222mm y x x my y y y x y x y m m x x m y y y y y y m -⋅--+++++=+====-++++,则直线BN 过点M ,OMA OMB ∠=∠. [方法三]:直线参数方程的应用设直线l 的参数方程为=1+cos =sin x t y t αα⎧⎨⎩(t 为参数).(*)将(*)式代入椭圆方程2212x y +=中,整理得()221sin 2cos 10t t αα++-=.则12211sin t t α-⋅=+,1222cos 1sin t t αα+=-+. 又()()11221cos ,sin ,1cos ,sin A t t B t t αααα++,则MA MB k k +=1212sin sin 1cos 21cos 2t t t t αααα+=+-+-1212sin sin cos 1cos 1t t t t αααα+=--()(()()122112sin cos 1+sin cos=cos 1cos 1t t t t t t αα-αα-α-()()()1212122sin cos sin cos 1cos 1t t t t t t ααααα-+=--()()22122sin cos 2sin cos 1sin 1sin 0cos 1cos 1t t αααααααα-+++=--, 即MA MB k k =-.所以OMA OMB ∠=∠. [方法四]:【最优解】椭圆第二定义的应用 当直线l 与x 轴重合时,0OMA OMB ∠=∠=︒.当直线l 与x 轴不重合时,如图6,过点A ,B 分别作准线=2x 的垂线,垂足分别为C ,D ,则有AC BD x ∥∥轴.由椭圆的第二定义,有e AF AC=,||e ||BF BD =,得||||||||AF BF AC BD =,即||||||||AF AC BF BD =.由AC BD x ∥∥轴,有||||||||AF BF CM DM =,即||||||||AF CM BF DM =,于是||||||||AC CM BD DM =,且90ACM BDM ∠=∠=︒.可得AMC BMD ∠=∠,即有∠=∠AMO BMO .[方法五]:角平分线定理逆定理+极坐标方程的应用椭圆22:12x C y +=以右焦点为极点,x轴正方向为极轴,得ρ=设()()12,,,A B ρθρθπ+.22221122||12cos ,||12cos AM BM ρρθρρθ=+-=++.所以1||||AM AF ==2||||BM BF ==由角平分线定理的逆定理可知,命题得证. [方法六]:角平分线定理的逆定理的应用设点O (也可选点F )到直线,MA MB 的距离分别为12,d d ,根据角平分线定理的逆定理,要证OMA OMB ∠=∠,只需证12d d =. 当直线l 的斜率为0时,易得120d d ==.当直线l 的斜率不为0时,设直线l 的方程为:()()11221,,,,x my A x y B x y =+.由方程组22+=1,2=+1,x y x my ⎧⎪⎨⎪⎩得()222210,Δ0m y my ++-=>恒成立,12222m y y m +=-+.12212y y m =-+. 直线MA 的方程为:()1111220,y x x y y d ---==因为点A 在直线l 上,所以111x my =+,故1d =同理,2d =()()()()12121222122222112242121121y y y y my y d d m y my m y my -+-⎡⎤⎣⎦-=⎡⎤⎡⎤+-++-+⎣⎦⎣⎦.因为()121222222022m m y y my y m m +-=-+=++,所以22120d d -=,即12d d =. 综上,OMA OMB ∠=∠.[方法七]:【通性通法】分类+常规联立当直线l 与x 轴重合或垂直时,显然有OMA OMB ∠=∠.当直线l 与x 轴不垂直也不重合时,设直线l 的方程为1x my =+,交椭圆于()11,A x y ,()22,B x y .由22+=12=+1x y x my ⎧⎪⎨⎪⎩得()222210m y my ++-=. 由韦达定理得12122221,22m y y y y m m --+==++. 所以()()()1212121212121220221111MA MB my y y y y y y y k k x x my my my my -++=+=+==------, 故MA 、MB 的倾斜角互补,所以OMA OMB ∠=∠. [方法八]:定比点差法设()0,1AF FB λλ=≠± ,()()1122,,,A x y B x y ,所以1212+1=1++0=1+x x y y λλλλ⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩,由22112222222+=12+=2x y x y λλλ⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩作差可得,()12121212112111x x x x y y y y λλλλλλλλ+-+-⨯+⨯=+-+-,所以, ()1221x x λλ-=-,又121x x λλ+=+,所以,()121113,322x x λλ⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭,故()1222120111221122MA MB y y y y k k x x λλλ-+=+=+=--⎛⎫-+-+ ⎪⎝⎭,MA 、MB 的倾斜角互补,所以OMA OMB ∠=∠.当1λ=时,l 与x 轴垂直,OM 为AB 的垂直平分线,所以OMA OMB ∠=∠. 故OMA OMB ∠=∠.【整体点评】(2)方法一:通过分类以及常规联立,把角相等转化为斜率和为零,再通过韦达定理即可实现,是解决该类问题的通性通法;方法二:根据角平分线的定义可知,利用点A 关于x 轴的对称点N 在直线BM 上,证直线AN 过点M 即可;方法三:利用直线的参数方程证明斜率互为相反数;方法四:根据点M 是椭圆的右准线=2x 与x 轴的交点,用椭圆的第二定义结合平面几何知识证明,运算量极小,是该题的最优解;方法五:利用椭圆的极坐标方程以及角平分线定理的逆定理的应用,也是不错的方法选择; 方法六:类比方法五,角平分线定理的逆定理的应用; 方法七:常规联立,同方法一,只是设直线的方程形式不一样; 方法八:定比点差法的应用.18.(1)112y x =+或112y x =--;(2)证明见解析.【要点分析】(1)根据题意可得直线l 的方程为=2x ,从而得出点M 的坐标为()2,2或()2,2-,利用两点式求得直线BM 的方程;(2)方法一:设直线l 的方程为2x ty =+,点()11,M x y 、()22,N x y ,将直线l 的方程与抛物线的方程联立,列出韦达定理,由斜率公式并结合韦达定理计算出直线BM 、BN 的斜率之和为零,从而得出所证结论成立.【答案详解】(1)当l 与x 轴垂直时,l 的方程为=2x ,可得M 的坐标为()2,2或()2,2-. 所以直线BM 的方程为112y x =+或112y x =--;(2)[方法一]:【通性通法】韦达定理+斜率公式 设l 的方程为2x ty =+,()11,M x y 、()22,N x y ,由2=+2=2x ty y x ⎧⎨⎩,得2240y ty --=,可知122y y t +=,124y y =-. 直线BM 、BN 的斜率之和为()()()()()()()()21122112121212122244222222BM BN x y x y ty y ty y y yk k x x x x x x +++++++=+==++++++()()()()()()1212121224244202222ty y y y t tx x x x ++⨯-+⨯===++++,所以0BM BN k k +=,可知BM 、BN 的倾斜角互补,所以ABM ABN ∠=∠. [方法2]:【最优解】斜率公式+三点共线的坐标表示因为M ,N 在抛物线上,可设()2112,2M t t ,()2222,2N t t ,故()21122,2AM t t =- ,()22222,2AN t t =- .而A ,M ,N 共线,故AM AN ∥,即()()2221122222220t t t t -⋅--⋅=,化简得()()1221410t t t t +-=.而M ,N 是不同的点,故12t t ≠,可得1210t t +=.这样()()()()121212222212121220222211BM BN t t t t t t k k t t t t +++=+==++++.故ABM ABN ∠=∠. 【整体点评】(2)方法一:通过联立方程得出根与系数的关系,再直接使用斜率公式化简即可证出,是此题问题的通性通法;方法二:通过设点,根据三点共线的坐标表示寻找关系,再利用斜率公式化简证出,省略了联立过程,适当降低了运算量,是此类问题的最优解. 19.(1)15(百米); (2)见解析;(3)17+. 【要点分析】解:解法一:(1)过A 作AE BD ⊥,垂足为E .利用几何关系即可求得道路PB 的长; (2)分类讨论P 和Q 中能否有一个点选在D 处即可.(3)先讨论点P 的位置,然后再讨论点Q 的位置即可确定当d 最小时,P 、Q 两点间的距离. 解法二:(1)建立空间直角坐标系,分别确定点P 和点B 的坐标,然后利用两点之间距离公式可得道路PB 的长;(2)分类讨论P 和Q 中能否有一个点选在D 处即可.(3)先讨论点P 的位置,然后再讨论点Q 的位置即可确定当d 最小时,P 、Q 两点间的距离.【答案详解】解法一:(1)过A 作AE BD ⊥,垂足为E .由已知条件得,四边形ACDE 为矩形,6, 8DE BE AC AE CD =====. 因为PB ⊥AB ,所以84cos sin 105PBD ABE ∠=∠==. 所以12154cos 5BD PB PBD ===∠. 因此道路PB 的长为15(百米).(2)①若P 在D 处,由(1)可得E 在圆上,则线段BE 上的点(除B ,E )到点O 的距离均小于圆O 的半径,所以P 选在D 处不满足规划要求.②若Q 在D 处,连结AD ,由(1)知10AD ==,从而2227cos 0225AD AB BD BAD AD AB +-∠==>⋅,所以∠BAD 为锐角.所以线段AD 上存在点到点O 的距离小于圆O 的半径. 因此,Q 选在D 处也不满足规划要求. 综上,P 和Q 均不能选在D 处. (3)先讨论点P 的位置.当∠OBP <90°时,线段PB 上存在点到点O 的距离小于圆O 的半径,点P 不符合规划要求; 当∠OBP ≥90°时,对线段PB 上任意一点F ,OF ≥OB ,即线段PB 上所有点到点O 的距离均不小于圆O 的半径,点P 符合规划要求.设1P 为l 上一点,且1PB AB ⊥,由(1)知,115PB =, 此时11113sin cos 1595PD PB PBD PB EBA =∠=∠=⨯=; 当∠OBP >90°时,在1PPB △中,115PB PB >=. 由上可知,d ≥15. 再讨论点Q 的位置.由(2)知,要使得QA≥15,点Q只有位于点C的右侧,才能符合规划要求.当QA=15时,CQ===此时,线段QA上所有点到点O的距离均不小于圆O 的半径.综上,当PB⊥AB,点Q位于点C右侧,且CQ=d最小,此时P,Q两点间的距离PQ=PD+CD+CQ=17+因此,d最小时,P,Q两点间的距离为17+.解法二:(1)如图,过O作OH⊥l,垂足为H.以O为坐标原点,直线OH为y轴,建立平面直角坐标系.因为BD=12,AC=6,所以OH=9,直线l的方程为y=9,点A,B的纵坐标分别为3,−3. 因为AB为圆O的直径,AB=10,所以圆O的方程为x2+y2=25.从而A(4,3),B(−4,−3),直线AB的斜率为3 4 .因为PB⊥AB,所以直线PB的斜率为43 -,直线PB的方程为42533 y x=--.所以P(−13,9),15PB==.因此道路PB的长为15(百米).(2)①若P在D处,取线段BD上一点E(−4,0),则EO=4<5,所以P选在D处不满足规划要求.②若Q在D处,连结AD,由(1)知D(−4,9),又A(4,3),所以线段AD:36(44)4y x x=-+-剟.在线段AD上取点M(3,154),因为5OM=<=,所以线段AD 上存在点到点O 的距离小于圆O 的半径. 因此Q 选在D 处也不满足规划要求. 综上,P 和Q 均不能选在D 处. (3)先讨论点P 的位置.当∠OBP <90°时,线段PB 上存在点到点O 的距离小于圆O 的半径,点P 不符合规划要求; 当∠OBP ≥90°时,对线段PB 上任意一点F ,OF ≥OB ,即线段PB 上所有点到点O 的距离均不小于圆O 的半径,点P 符合规划要求.设1P 为l 上一点,且1PB AB ⊥,由(1)知,115PB =,此时()113,9P -;当∠OBP >90°时,在1PPB △中,115PB PB >=. 由上可知,d ≥15. 再讨论点Q 的位置.由(2)知,要使得QA ≥15,点Q 只有位于点C 的右侧,才能符合规划要求.当QA =15时,设Q (a ,9),由15(4)AQ a ==>,得a =4+Q (4+9),此时,线段QA 上所有点到点O 的距离均不小于圆O 的半径.综上,当P (−13,9),Q (4+9)时,d 最小,此时P ,Q 两点间的距离4(13)17PQ =+-=+.因此,d 最小时,P ,Q 两点间的距离为17+.【名师点睛】本题主要考查三角函数的应用、解方程、直线与圆等基础知识,考查直观想象和数学建模及运用数学知识要点分析和解决实际问题的能力.20. ()3,0【要点分析】根据双曲线的标准方程可得出双曲线C 的右焦点坐标,并求得双曲线的渐近线方程,利用点到直线的距离公式可求得双曲线的焦点到渐近线的距离.【答案详解】在双曲线C 中,a =b =3c ==,则双曲线C 的右焦点坐标为()3,0,双曲线C 的渐近线方程为2y x =±,即0x =,所以,双曲线C.故答案为:()3,0【名师点睛】本题考查根据双曲线的标准方程求双曲线的焦点坐标以及焦点到渐近线的距离,考查计算能力,属于基础题.。
直线和正方形的方程十年高考题(含答案)

直线和正方形的方程十年高考题(含答案)这份文档将为您提供过去十年高考题中与直线和正方形方程相关的问题以及它们的答案。
以下是一些典型的问题和解答:直线方程问题题目1已知一条直线的斜率为2,过点(3, 4)。
请写出该直线的方程。
解答1这条直线的斜率为2,过点(3, 4)。
使用点斜式可以得到方程:$y - y_1 = m(x - x_1)$代入斜率$m=2$和点坐标$(x_1, y_1)=(3, 4)$可得:$y - 4 = 2(x - 3)$方程化简后即为所求的直线方程。
题目2已知直线通过点(1, -2)和(4, 6),请写出该直线的方程。
解答2这条直线通过点(1, -2)和(4, 6)。
使用两点式可以得到方程:$\frac{y - y_1}{y_2 - y_1} = \frac{x - x_1}{x_2 - x_1}$代入点坐标$(x_1, y_1)=(1, -2)$和$(x_2, y_2)=(4, 6)$可得:$\frac{y - (-2)}{6 - (-2)} = \frac{x - 1}{4 - 1}$方程化简后即为所求的直线方程。
正方形方程问题题目1已知正方形的对角线长度为5,求其边长。
解答1正方形的对角线长度等于边长的√2倍。
设正方形的边长为x,则有:$x\sqrt{2} = 5$解方程可得:$x = \frac{5}{\sqrt{2}}$化简后即为所求的正方形的边长。
题目2已知正方形的周长为20,求其面积。
解答2正方形的周长等于4倍的边长。
设正方形的边长为x,则有:$4x = 20$解方程可得:$x = 5$正方形的面积等于边长的平方,所以面积为:$x^2 = 5^2 = 25$化简后即为所求的正方形的面积。
以上就是一些与直线和正方形方程相关的高考题及其答案。
希望对您有所帮助。
高考数学《直线的倾斜角与斜率、直线的方程》真题含答案

高考数学《直线的倾斜角与斜率、直线的方程》真题含答案一、选择题1.直线经过点(0,2)和点(3,0),则它的斜率k 为( )A .23B .32C .-23D .-32答案:C解析:k =0-23-0 =-23 .2.直线x + 3 y +1=0的倾斜角是( )A .π6B .π3C .23 πD .56 π答案:D解析:由x + 3 y +1=0,得y =-33 x -33 ,∴直线的斜率k =-33 ,其倾斜角为56 π.3.已知直线l 过点P(-2,5),且斜率为-34 ,则直线l 的方程为( )A .3x +4y -14=0B .3x -4y +14=0C .4x +3y -14=0D .4x -3y +14=0答案:A解析:由点斜式得y -5=-34 (x +2),即:3x +4y -14=0.4.已知直线l 的倾斜角为α、斜率为k ,那么“α>π3 ”是“k> 3 ”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答案:B解析:∵当π2 <α<π时,k<0,∴α>π3 D ⇒/k> 3 ; 当k> 3 时,π3 <α<π2 ,∴k> 3 ⇒π3 <α<π2 ,∴α>π3是k> 3 的必要不充分条件. 5.倾斜角为120°,在x 轴上的截距为-1的直线方程是( )A . 3 x -y +1=0B . 3 x -y - 3 =0C . 3 x +y - 3 =0D . 3 x +y + 3 =0答案:D解析:由于倾斜角为120°,故斜率k =- 3 .又直线过点(-1,0),由点斜式可知y =- 3 (x +1),即: 3 x +y + 3 =0.6.经过点P(1,2)且在x 轴、y 轴上的截距相等的直线方程为( )A .2x -y =0B .x +y -3=0C .x -y -3=0或2x -y =0D .x +y -3=0或2x -y =0答案:D解析:若直线过原点,则直线方程为y =2x ,若直线不过原点,设所求的直线方程为x +y =m ,又P(1,2)在直线上,∴1+2=m ,∴m =3,即:x +y =3.7.直线ax +by +c =0同时要经过第一、二、四象限,则a ,b ,c 应满足( )A .ab>0,bc<0B .ab>0,bc>0C .ab<0,bc>0D .ab<0,bc<0答案:A解析:ax +by +c =0可化为y =-a b x -c b ,又直线过一、二、四象限,∴-a b<0且-c b>0,即ab>0,bc<0. 8.直线x sin α+y +2=0的倾斜角的取值范围是( )A .[0,π)B .⎣⎡⎦⎤0,π4 ∪⎣⎡⎭⎫34π,π C .⎣⎡⎦⎤0,π4 D .⎣⎡⎦⎤0,π4 ∪⎝⎛⎭⎫π2,π 答案:B解析:设直线的倾斜角为θ,0≤θ<π,由题意得tan θ=-sin α∈[-1,1],∴θ∈⎣⎡⎦⎤0,π4 ∪⎣⎡⎭⎫34π,π .9.已知点A(2,3),B(-3,-2),若直线kx -y +1-k =0与线段AB 相交,则k 的取值范围是( )A .⎣⎡⎦⎤34,2B .⎝⎛⎦⎤-∞,34 ∪[2,+∞) C .(-∞,1]∪[2,+∞)D .[1,2]答案:B解析:直线kx -y +1-k =0恒过P(1,1),k PA =2,k PB =34,∴k 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,34 ∪[2,+∞).二、填空题10.若A(4,3),B(5,a),C(6,5)三点共线,则a 的值为________.答案:4解析:由题意得k AC =k BC ,∴5-36-4 =5-a 6-5,得a =4. 11.曲线y =x 3-2x +4在点(1,3)处的切线的倾斜角为________.答案:45°解析:y′=3x 2-2,当x =1时,该曲线的导函数值为1,∴k =1,其倾斜角为45°.12.过点M(-2,m),N(m ,4)的直线的斜率为1,则m =________.答案:1解析:由题意得,4-m m +2=1,得m =1.。
2024届高考数学复习:精选历年真题、好题专项(直线与方程)练习(附答案)

2024届高考数学复习:精选历年真题、好题专项(直线与方程)练习一. 基础小题练透篇1.过点P (3 ,-23 )且倾斜角为135°的直线方程为( ) A .3x -y -43 =0 B .x -y -3 =0 C .x +y -3 =0 D .x +y +3 =02.直线l :x +3 y +1=0的倾斜角的大小为( ) A .30° B .60° C .120° D .150°3.[2023ꞏ河北示范性高中开学考]“λ=3”是“直线(2λ-3)x +(λ+1)y +3=0与直线(λ+1)x -λy +3=0互相垂直”的( )A .充分不必要条件B .充要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件 4.[2023ꞏ广东韶关月考]过点M ()-1,-2 ,在两坐标轴上截距相等的直线方程为( ) A .x +y +3=0B .2x -y =0或x +y +3=0C .y =x -1D .x +y +3=0或y =x -15.[2023ꞏ湖北省质量检测]在平面直角坐标系中,某菱形的一组对边所在的直线方程分别为x +2y +1=0和x +2y +3=0,另一组对边所在的直线方程分别为3x -4y +c 1=0和3x -4y +c 2=0,则|c 1-c 2|=( )A .23B .25C .2D .46.[2023ꞏ杭州市长河高级中学期中]已知直线l 过点P ()2,4 ,且在y 轴上的截距是在x 轴上的截距的两倍,则直线l 的方程为( )A .2x -y =0B .2x +y -8=0C .2x -y =0或x +2y -10=0D .2x -y =0或2x +y -8=07.经过两条直线2x +3y +1=0和x -3y +4=0的交点,并且垂直于直线3x +4y -7=0的直线方程为________.8.[2023ꞏ宁夏银川月考]已知直线3x +4y +3=0与直线6x +my -14=0平行,则它们之间的距离是________.二. 能力小题提升篇1.[2023ꞏ江苏泰州调研]已知直线l :x +()a -1 y +2=0,l 2:3 bx +y =0,且l 1⊥l 2,则a 2+b 2的最小值为( )A .14B .12C .22 D .13162.[2023ꞏ河北邢台市月考]下列四个命题中,正确的是( ) A .直线3x +y +2=0在y 轴上的截距为2 B .直线y =0的倾斜角和斜率均存在C .若两直线的斜率k 1,k 2满足k 1=k 2,则两直线互相平行D .若两直线的倾斜角相等,则它们的斜率也一定相等3.[2023ꞏ福建宁德质量检测]已知点A (-2,1)和点B 关于直线l :x +y -1=0对称,斜率为k 的直线m 过点A 交l 于点C .若△ABC 的面积为2,则实数k 的值为( )A .3或13 B .0C .13 D .34.[2023ꞏ云南大理检测]设m ∈R ,过定点A 的动直线x +my =0和过定点B 的动直线mx -y -m +3=0交于点P (x ,y )(点P 与点A ,B 不重合),则△P AB 面积的最大值是( )A .25B .5C .52 D .55.[2023ꞏ重庆黔江检测]在平面直角坐标系中,△ABC 的一个顶点是A (-3,1),∠B ,∠C 的平分线所在直线的方程分别为x =0,y =x ,则直线BC 的方程为________.6.[2023ꞏ云南楚雄期中]已知平面上一点M (5,0),若直线l 上存在点P ,使|PM |=4,则称该直线为点M 的“相关直线”,下列直线中是点M 的“相关直线”的是________.(填序号)①y =x +1;②y =2;③4x -3y =0;④2x -y +1=0.三. 高考小题重现篇1.[2020ꞏ全国卷Ⅱ]若过点(2,1)的圆与两坐标轴都相切,则圆心到直线2x -y -3=0的距离为( )A .55 B .255 C .355 D .4552.[2020ꞏ全国卷Ⅲ]点(0,-1)到直线y =k (x +1)距离的最大值为( ) A .1 B .2 C .3 D .2 3.[北京卷]在平面直角坐标系中,记d 为点P (cos θ,sin θ)到直线x -my -2=0的距离.当θ,m 变化时,d 的最大值为( )A .1B .2C .3D .44.[2019ꞏ江苏卷]在平面直角坐标系xOy 中,P 是曲线y =x +4x (x >0)上的一个动点,则点P 到直线x +y =0的距离的最小值是________.四. 经典大题强化篇1.[2023ꞏ武汉调研]已知直线l 经过直线2x +y -5=0与x -2y =0的交点. (1)若点A (5,0)到l 的距离为3,求l 的方程;(2)求点A (5,0)到l 的距离的最大值.2.在△ABC 中,BC 边上的高所在直线的方程为x -2y +1=0,∠A 的平分线所在直线的方程为y =0,若点B 的坐标为(1,2),求:(1)点A 和点C 的坐标; (2)△ABC 的面积.参考答案一 基础小题练透篇1.答案:D答案解析:因为直线的倾斜角为135°,所以直线的斜率为k =tan 135°=-1, 所以直线方程为y +23 =-(x -3 ),即x +y +3 =0. 2.答案:D答案解析:由l :x +3 y +1=0可得y =-33 x -33 ,所以直线l 的斜率为k =-33 ,设直线l 的倾斜角为α,则tan α=-33,因为0°≤α<180°,所以α=150°. 3.答案:A答案解析:∵直线(2λ-3)x +(λ+1)y +3=0与直线(λ+1)x -λy +3=0互相垂直,∴(2λ-3)(λ+1)-λ(λ+1)=0,∴λ=3或-1, 而“λ=3”是“λ=3或-1”的充分不必要条件,∴“λ=3”是“直线(2λ-3)x +(λ+1)y +3=0与直线(λ+1)x -λy +3=0互相垂直”的充分不必要条件,故选A. 4.答案:B答案解析:当所求直线不过原点时,设所求直线的方程为x +y =a , 因为直线过点M ()-1,-2 ,代入可得a =-3,即x +y +3=0; 当所求直线过原点时,设直线方程为y =kx ,因为直线过点M ()-1,-2 ,代入可得k =2,即2x -y =0, 综上可得,所求直线的方程为2x -y =0或x +y +3=0. 故选B. 5.答案:B答案解析:设直线x +2y +1=0与直线3x -4y +c 2=0的交点为A ,则⎩⎪⎨⎪⎧x +2y +1=03x -4y +c 2=0 ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-c 2+25y =c 2-310,故A (-c 2+25 ,c 2-310 ),同理设直线x +2y +1=0与直线3x -4y +c 1=0的交点为B ,则B (-c 1+25 ,c 1-310),设直线x +2y +3=0与直线3x -4y +c 1=0的交点为C ,则C (-c 1+65 ,c 1-910),设直线x +2y +3=0与直线3x -4y +c 2=0的交点为D ,则D (-c 2+65 ,c 2-910),由菱形的性质可知BD ⊥AC ,且BD ,AC 的斜率均存在,所以k BD ·k AC =-1,则c 1-310-c 2-910-c 1+25-⎝ ⎛⎭⎪⎫-c 2+65 ·c 2-310-c 1-910-c 2+25-⎝ ⎛⎭⎪⎫-c 1+65 =-1,即36-(c 2-c 1)24[]16-(c 2-c 1)2 =-1,解得|c 1-c 2|=25 .6.答案:D答案解析:若直线l 经过原点,满足条件,可得直线l 的方程为y =2x ,即2x -y =0;若直线l 不经过原点,可设直线l 的方程为x a +y2a=1()a ≠0 ,把点P ()2,4 代入可得2a +42a =1,解得a =4,∴直线l 的方程为x 4 +y8=1,即2x +y -8=0,综上可得直线l 的方程为2x -y =0或2x +y -8=0. 故选D.7.答案:4x -3y +9=0答案解析:方法一 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x +3y +1=0,x -3y +4=0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-53,y =79即交点为(-53 ,79),∵所求直线与直线3x +4y -7=0垂直,∴所求直线的斜率为k =43.由点斜式得所求直线方程为y -79 =43 (x +53),即4x -3y +9=0.方法二 由垂直关系可设所求直线方程为4x -3y +m =0,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x +3y +1=0,x -3y +4=0, 可解得交点为(-53 ,79 ),代入4x -3y +m =0,得m =9,故所求直线方程为4x -3y +9=0. 方法三 由题意可设所求直线方程为(2x +3y +1)+λ(x -3y +4)=0,即(2+λ)x +(3-3λ)y +1+4λ=0 ① 又∵所求直线与直线3x +4y -7=0垂直,∴3(2+λ)+4(3-3λ)=0,∴λ=2,代入①式得所求直线方程为4x -3y +9=0.8.答案:2答案解析:∵直线3x +4y +3=0与直线6x +my -14=0平行,∴m =8,6x +8y -14=0可化为3x +4y -7=0.∴它们之间的距离为|3-(-7)|32+42=2.二 能力小题提升篇1.答案:A答案解析:l 1⊥l 2,则3 b +a -1=0,∴a =1-3 b , 所以a 2+b 2=()1-3b 2+b 2=4b 2-23 b +1,二次函数的抛物线的对称轴为b =--232×4 =34,当b =34 时,a 2+b 2取最小值14. 故选A. 2.答案:B答案解析:对于直线3x +y +2=0,令x =0得y =-2,所以直线3x +y +2=0在y 轴上的截距为-2,故A 错误;直线y =0的倾斜角为0,斜率为0,存在,故B 正确;若两直线的斜率k 1,k 2满足k 1=k 2,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. 3.答案:B答案解析:设点B (x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧y -1x +2=1,x -22+y +12-1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =3, 则B (0,3).由已知可得直线m 的方程为y -1=k (x +2),与方程x +y -1=0联立, 解得x =-2k k +1,y =3k +1k +1 ,则C ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2k k +1,3k +1k +1 . 由已知可得直线AB 的方程为y -1=x +2,即y =x +3,且|AB |=22 , 则点C 到直线AB 的距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪-2k k +1-3k +1k +1+32 =|2-2k |2|k +1|, 所以S △ABC =12 ×22 ·|2-2k |2|k +1|=2,即|1-k |=|k +1|(k ≠-1),解得k =0. 4.答案:C答案解析:动直线x +my =0,令y =0,解得x =0,因此此直线过定点A (0,0). 动直线mx -y -m +3=0,即m (x -1)+3-y =0,令x -1=0,3-y =0,解得x =1,y =3,因此此直线过定点B (1,3).当m =0时,两条直线分别为x =0,y =3,交点P (0,3),S △PAB =12 ×1×3=32.当m ≠0时,两条直线的斜率分别为-1m ,m ,则-1m·m =-1,因此两条直线相互垂直.设|PA |=a ,|PB |=b ,∵|AB |=12+32 =10 ,∴a 2+b 2=10.又a 2+b 2≥2ab ,∴ab ≤5,当且仅当a =b =5 时等号成立.∴S △PAB =12 |PA |·|PB |=12 ab ≤52.综上,△PAB 的面积最大值是52.5.答案:2x -y -5=0答案解析:因为∠B ,∠C 的平分线所在直线的方程分别为x =0,y =x ,所以直线AB 与直线BC 关于直线x =0对称,直线AC 与直线BC 关于直线y =x 对称.则点A (-3,1)关于直线x =0对称的点A ′(3,1)在直线BC 上,点A (-3,1)关于直线y =x 对称的点A″(1,-3)也在直线BC上,所以由两点式得直线BC的方程为y+31+3=x-13-1,即y=2x-5.6.答案:②③答案解析:①点M到直线y=x+1的距离d=|5-0+1|12+(-1)2=32>4,即点M与该直线上的点的距离的最小值大于4,所以该直线上不存在点P,使|PM|=4成立,故①不是点M 的“相关直线”.②点M到直线y=2的距离d=|0-2|=2<4,即点M与该直线上的点的距离的最小值小于4,所以该直线上存在点P,使|PM|=4成立,故②是点M的“相关直线”.③点M到直线4x-3y=0的距离d=|4×5-3×0|42+(-3)2=4,即点M与该直线上的点的距离的最小值等于4,所以该直线上存在点P,使|PM|=4成立,故③是点M的“相关直线”.④点M到直线2x-y+1=0的距离d=|2×5-0+1|22+(-1)2=1155>4,即点M与该直线上的点的距离的最小值大于4,所以该直线上不存在点P,使|PM|=4成立,故④不是点M的“相关直线”.三 高考小题重现篇1.答案:B答案解析:设圆心为P(x0,y0),半径为r,∵圆与x轴,y轴都相切,∴|x0|=|y0|=r,又圆经过点(2,1),∴x0=y0=r且(2-x0)2+(1-y0)2=r2,∴(r-2)2+(r-1)2=r2,解得r=1或r=5.①r=1时,圆心P(1,1),则圆心到直线2x-y-3=0的距离d=|2-1-3|22+(-1)2=255;②r=5时,圆心P(5,5),则圆心到直线2x-y-3=0的距离d=|10-5-3|22+(-1)2=255.2.答案:B答案解析:方法一 点(0,-1)到直线y=k(x+1)的距离为d=|k·0-(-1)+k|k2+1=|k+1|k2+1,注意到k2+1≥2k,于是2(k2+1)≥k2+2k+1=|k+1|2,当且仅当k=1时取等号.即|k+1|≤k2+1·2,所以d=|k+1|k2+1≤2,故点(0,-1)到直线y=k(x+1)距离的最大值为2.方法二 由题意知,直线l:y=k(x+1)是过点P(-1,0)且斜率存在的直线,点Q(0,-1)到直线l的最大距离在直线l与直线PQ垂直时取得,此时k=1,最大距离为|PQ|=2.3.答案:C答案解析:由题意可得d=|cos θ-m sin θ-2|m2+1=|m sin θ-cos θ+2|m2+1=⎪⎪⎪⎪⎪⎪m2+1(mm2+1sin θ-1m2+1cos θ)+2m2+1=|m2+1sin (θ-φ)+2|m2+1(其中cos φ=mm2+1,sin φ=1m2+1),∵-1≤sin (θ-φ)≤1,∴|2-m 2+1|m 2+1 ≤d ≤m 2+1+2m 2+1 ,m 2+1+2m 2+1 =1+2m 2+1,∴当m =0时,d 取最大值3.4.答案:4答案解析:通解 设P ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ,x +4x ,x >0,则点P 到直线x +y =0的距离d =|x +x +4x |2=2x +4x 2 ≥22x ·4x 2=4,当且仅当2x =4x,即x =2 时取等号,故点P 到直线x +y =0的距离的最小值是4.优解 由y =x +4x (x >0)得y ′=1-4x 2 ,令1-4x2 =-1,得x =2 ,则当点P 的坐标为(2 ,32 )时,点P 到直线x +y =0的距离最小,最小值为|2+32|2=4. 四 经典大题强化篇1.答案解析:(1)易知点A 到直线x -2y =0的距离不等于3,可设经过两已知直线交点的直线系方程为(2x +y -5)+λ(x -2y )=0,即(2+λ)x +(1-2λ)y -5=0.由题意得|10+5λ-5|(2+λ)2+(1-2λ)2 =3,即2λ2-5λ+2=0,∴λ=2或12.∴l 的方程为4x -3y -5=0或x =2.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -5=0,x -2y =0,解得交点为P (2,1),如图,过P 作任一直线l ,设d 为点A到l 的距离,则d ≤|PA |(当l ⊥PA 时等号成立).∴d max =|PA |=10 .2.答案解析:(1)由方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1=0,y =0,解得点A (-1,0).又直线AB 的斜率为k AB =1,且x 轴是∠A 的平分线,故直线AC 的斜率为-1,所以AC 所在的直线方程为y =-(x +1). 已知BC 边上的高所在的直线方程为x -2y +1=0,故直线BC 的斜率为-2,故BC 所在的直线方程为y -2=-2(x -1).解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =-(x +1),y -2=-2(x -1), 得点C 的坐标为(5,-6).(2)因为B (1,2),C (5,-6),所以|BC |=(1-5)2+(2+6)2=45 ,点A(-1,0)到直线BC:y-2=-2(x-1)的距离为d=|2×(-1)-4|5=65,所以△ABC的面积为12×45×65=12.。
历年高考数学真题精选34 直线与方程

历年高考数学真题精选(按考点分类)专题34 直线与方程(学生版)一.选择题(共5小题)1.(2018•北京)在平面直角坐标系中,记d 为点(cos ,sin )P θθ到直线20x my --=的距离.当θ、m 变化时,d 的最大值为( )A .1B .2C .3D .42.(2014•四川)设m R ∈,过定点A 的动直线0x my +=和过定点B 的直线30mx y m --+=交于点(,)P x y ,则||||PA PB +的取值范围是( ) A .[5,25]B .[10,25]C .[10,45]D .[25,45]3.(2013•全国)斜率为(0)k k >的直线沿x 轴的正方向平移5个单位,平移后的直线与原直线之间的距离为4,则(k = ) A .53B .43C .34 D .354.(2013•湖南)在等腰直角三角形ABC 中,4AB AC ==,点P 是边AB 边上异于AB 的一点,光线从点P 出发,经BC ,CA 反射后又回到点P (如图),若光线QR 经过ABC ∆的重心,则AP 等于( )A .2B .1C .83D .435.(2013•新课标Ⅱ)已知点(1,0)A -,(1,0)B ,(0,1)C ,直线(0)y ax b a =+>将ABC ∆分割为面积相等的两部分,则b 的取值范围是( ) A .(0,1)B .21(1)2-C .21(1]3-D .11[,)32二.填空题(共6小题)6.(2020•上海)已知直线1:1l x ay +=,2:1l ax y +=,若12//l l ,则11与2l 的距离为 . 7.(2015•全国)点(3,1)-关于直线0x y +=的对称点为 .8.(2014•四川)设m R ∈,过定点A 的动直线0x my +=和过定点B 的动直线30mx y m --+=交于点(,)P x y .则||||PA PB 的最大值是 .9.(2013•四川)在平面直角坐标系内,到点(1,2)A ,(1,5)B ,(3,6)C ,(7,1)D -的距离之和最小的点的坐标是 .10.(2013•江苏)在平面直角坐标系xOy 中,设定点(,)A a a ,P 是函数1(0)y x x=>图象上一动点,若点P ,A 之间的最短距离为a 的所有值为 . 11.(2013•湖南)在平面直角坐标系xOy 中,若直线121:(x s l s y s =+⎧⎨=⎩为参数)和直线2:(21x atl t y t =⎧⎨=-⎩为参数)平行,则常数a 的值为 .历年高考数学真题精选(按考点分类)专题34 直线与方程(教师版)一.选择题(共5小题)1.(2018•北京)在平面直角坐标系中,记d 为点(cos ,sin )P θθ到直线20x my --=的距离.当θ、m 变化时,d 的最大值为( )A .1B .2C .3D .4【答案】C【解析】由题意d ==1tan ym x α==,∴当sin()1θα-=-时,13max d =+.d ∴的最大值为3.2.(2014•四川)设m R ∈,过定点A 的动直线0x my +=和过定点B 的直线30mx y m --+=交于点(,)P x y ,则||||PA PB +的取值范围是( )A .B .C .D .,【答案】B【解析】由题意可知,动直线0x my +=经过定点(0,0)A , 动直线30mx y m --+=即(1)30m x y --+=,经过点定点(1,3)B , 动直线0x my +=和动直线30mx y m --+=的斜率之积为1-,始终垂直,P 又是两条直线的交点,PA PB ∴⊥,222||||||10PA PB AB ∴+==.设ABP θ∠=,则||PA θ=,||PB θ=,由||0PA 且||0PB ,可得[0θ∈,]2π||||cos ))4PA PB πθθθ∴++=+,[0θ∈,]2π,[44ππθ∴+∈,3]4π,sin()4πθ∴+∈,1],)4πθ∴+∈3.(2013•全国)斜率为(0)k k >的直线沿x 轴的正方向平移5个单位,平移后的直线与原直线之间的距离为4,则(k=)A.53B.43C.34D.35【答案】B【解析】设斜率为(0)k k>的直线为y kx b=+,把它沿x轴的正方向平移5个单位,得到直线(5)y k x b=-+,根据平移后的直线与原直线之间的距离为4,可得241k=+,求得43k= 4.(2013•湖南)在等腰直角三角形ABC中,4AB AC==,点P是边AB边上异于AB的一点,光线从点P出发,经BC,CA反射后又回到点P(如图),若光线QR经过ABC∆的重心,则AP等于()A.2B.1C.83D.43【答案】D【解析】建立如图所示的坐标系:可得(4,0)B,(0,4)C,故直线BC的方程为4x y+=,ABC∆的重心为004(3++,040)3++,设(,0)P a,其中04a<<,则点P关于直线BC的对称点1(,)P x y,满足422(1)1a x yyx a++⎧+=⎪⎪⎨-⎪-=-⎪-⎩,解得44xy a=⎧⎨=-⎩,即1(4,4)P a-,易得P关于y轴的对称点2(,0)P a-,由光的反射原理可知1P,Q,R,2P四点共线,直线QR的斜率为4044()4a aka a---==--+,故直线QR的方程为4()4ay x aa-=++,由于直线QR过ABC∆的重心4(3,4)3,代入化简可得2340a a-=,解得43a=,或0a=(舍去),故4(3P,0),故43AP=5.(2013•新课标Ⅱ)已知点(1,0)A -,(1,0)B ,(0,1)C ,直线(0)y ax b a =+>将ABC ∆分割为面积相等的两部分,则b 的取值范围是( ) A .(0,1) B .21(1)2-C .21(1]3-D .11[,)32【答案】B【解析】当0a =时,直线(0)y ax b a =+>平行于AB 边,由题意根据三角形相似且面积比等于相似比的平方可得211()12b -=,21b =趋于最小. 由于0a >,212b ∴>-. 当a 逐渐变大时,b 也逐渐变大, 当12b =时,直线经过点1(0,)2,再根据直线平分ABC ∆的面积,故a 不存在,故12b <.综上可得,2112b << 二.填空题(共6小题)6.(2020•上海)已知直线1:1l x ay +=,2:1l ax y +=,若12//l l ,则11与2l 的距离为 . 2【解析】直线1:1l x ay +=,2:1l ax y +=, 当12//l l 时,210a -=,解得1a =±; 当1a =时1l 与2l 重合,不满足题意;当1a =-时12//l l ,此时1:10l x y --=,2:10l x y -+=; 则11与2l 的距离为2221(1)d ==+-.7.(2015•全国)点(3,1)-关于直线0x y +=的对称点为 . 【答案】(1,3)-【解析】设点(3,1)-关于直线0x y +=的对称点为(,)a b , 则31022113a bb a +-+⎧+=⎪⎪⎨+⎪=⎪-⎩,解得1a =,3b =-,∴点(3,1)-关于直线0x y +=的对称点为(1,3)-.8.(2014•四川)设m R ∈,过定点A 的动直线0x my +=和过定点B 的动直线30mx y m --+=交于点(,)P x y .则||||PA PB 的最大值是 .【答案】5【解析】由题意可知,动直线0x my +=经过定点(0,0)A , 动直线30mx y m --+=即(1)30m x y --+=,经过点定点(1,3)B ,注意到动直线0x my +=和动直线30mx y m --+=始终垂直,P 又是两条直线的交点,则有PA PB ⊥,222||||||10PA PB AB ∴+==. 故22||||||||52PA PB PA PB +=(当且仅当||||PA PB ===” )故答案为:59.(2013•四川)在平面直角坐标系内,到点(1,2)A ,(1,5)B ,(3,6)C ,(7,1)D -的距离之和最小的点的坐标是 . 【答案】(2,4)【解析】如图,设平面直角坐标系中任一点P ,P 到点(1,2)A ,(1,5)B ,(3,6)C ,(7,1)D -的距离之和为:PA PB PC PD PB PD PA PC BD AC QA QB QC QD +++=++++=+++,故四边形ABCD 对角线的交点Q 即为所求距离之和最小的点. (1,2)A ,(1,5)B ,(3,6)C ,(7,1)D -, AC ∴,BD 的方程分别为:216231y x --=--,511571y x --=---, 即20x y -=,60x y +-=. 解方程组2060x y x y -=⎧⎨+-=⎩得(2,4)Q .故答案为:(2,4).10.(2013•江苏)在平面直角坐标系xOy 中,设定点(,)A a a ,P 是函数1(0)y x x=>图象上一动点,若点P ,A 之间的最短距离为22a 的所有值为 . 【答案】1-10【解析】设点1(,)(0)P x x x>,则222222211111||()()2()2()2()22PA x a a x a x a x a x a x x x x x=-+-=+-+++-++-,令1t x x=+,0x >,2t ∴,令2222()222()2g t t at a t a a =-+-=-+-,①当2a 时,2t =时()g t 取得最小值g (2)22242(22)a a =-+=,解得1a =-; ②当2a >时,()g t 在区间[2,)a 上单调递减,在(,)a +∞单调递增,t a ∴=,()g t 取得最小值g (a )=22a -,222(22)a ∴-=,解得10a =综上可知:1a =-1011.(2013•湖南)在平面直角坐标系xOy 中,若直线121:(x s l s y s =+⎧⎨=⎩为参数)和直线2:(21x atl t y t =⎧⎨=-⎩为参数)平行,则常数a 的值为 .【答案】4【解析】直线1l 的参数方程为21(x s s y s =+⎧⎨=⎩为参数),消去s 得普通方程为210x y --=,直线2l 的参数方程为(21x att y t =⎧⎨=-⎩为参数),消去t 得普通方程为20x ay a --=,12//l l ,210x y --=的斜率为112k =, 20x ay a ∴--=的斜率2212k a ==,解得:4a =.。
高中数学直线与方程精选题目(附答案)

高中数学直线与方程精选题目(附答案)1.经过A (2,0),B (5,3)两点的直线的倾斜角为( ) A .45° B .135° C .90°D .60°解析:选A ∵A (2,0),B (5,3), ∴直线AB 的斜率k =3-05-2=1. 设直线AB 的倾斜角为θ(0°≤θ<180°), 则tan θ=1,∴θ=45°.故选A.2.点F (3m +3,0)到直线3x -3my =0的距离为( ) A. 3 B.3m C .3D .3m解析:选A 由点到直线的距离公式得点F (3m +3,0)到直线3x -3my =0的距离为3·3m +33m +3= 3.3.和直线3x -4y +5=0关于x 轴对称的直线方程为( ) A .3x +4y +5=0 B .3x +4y -5=0 C .-3x +4y -5=0D .-3x +4y +5=0解析:选A 设所求直线上的任一点为(x ,y ),则此点关于x 轴对称的点的坐标为(x ,-y ),因为点(x ,-y )在直线3x -4y +5=0上,所以3x +4y +5=0.4.若直线mx +ny +3=0在y 轴上的截距为-3,且它的倾斜角是直线3x -y =33的倾斜角的2倍,则( )A .m =-3,n =1B .m =-3,n =-3C .m =3,n =-3D .m =3,n =1解析:选D 依题意得:直线3x -y =33的斜率为3,∴其倾斜角为60°.∴-3n =-3,-mn=tan 120°=-3,得m =3,n =1.5.直线y =ax +1a的图象可能是( )解析:选B 根据斜截式方程知,斜率与直线在y 轴上的截距同正负. 6.已知两点A (3,0),B (0,4),动点P (x ,y )在线段AB 上运动,则xy ( )A .无最小值且无最大值B .无最小值但有最大值C .有最小值但无最大值D .有最小值且有最大值解析:选D 线段AB 的方程为x 3+y4=1(0≤x ≤3),于是y =4⎝⎛⎭⎫1-x 3(0≤x ≤3),从而xy =4x ⎝⎛⎭⎫1-x 3=-43⎝⎛⎭⎫x -322+3,显然当x =32∈[0,3]时,xy 取最大值为3;当x =0或3时,xy 取最小值0.7.已知直线x -2y +m =0(m >0)与直线x +ny -3=0互相平行,且它们间的距离是5,则m +n =( )A .0B .1C .-1D .2解析:选A 由题意,所给两条直线平行,∴n =-2.由两条平行直线间的距离公式,得d =|m +3|12+(-2)2=|m +3|5=5,解得m =2或m =-8(舍去),∴m +n =0. 8.若动点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)分别在直线l 1:x +y -7=0和l 2:x +y -5=0上移动,则线段AB 的中点M 到原点的距离的最小值为( )A .2 3B .3 3C .3 2D .4 2解析:选C 由题意知,M 点的轨迹为平行于直线l 1,l 2且到l 1,l 2距离相等的直线l ,故其方程为x +y -6=0,∴M 到原点的距离的最小值为d =62=3 2. 9.直线l 过点(-3,0),且与直线y =2x -3垂直,则直线l 的方程为( ) A .y =-12(x -3)B .y =-12(x +3)C .y =12(x -3)D .y =12(x +3)解析:选B 因为直线y =2x -3的斜率为2,所以直线l 的斜率为-12.又直线l 过点(-3,0),故所求直线的方程为y =-12(x +3),选 B.10.直线l 过点A (3,4)且与点B (-3,2)的距离最远,那么l 的方程为( ) A .3x -y -13=0 B .3x -y +13=0 C .3x +y -13=0D .3x +y +13=0解析:选C 由已知可知,l 是过A 且与AB 垂直的直线,∵k AB =2-4-3-3=13,∴k l =-3,由点斜式得,y -4=-3(x -3),即3x +y -13=0.11.等腰直角三角形ABC 的直角顶点为C (3,3),若点A (0,4),则点B 的坐标可能是( ) A .(2,0)或(4,6) B .(2,0)或(6,4) C .(4,6)D .(0,2)解析:选A 设B 点坐标为(x ,y ),根据题意知⎩⎪⎨⎪⎧k AC ·k BC =-1,|BC |=|AC |,∴⎩⎪⎨⎪⎧3-43-0×y -3x -3=-1,(x -3)2+(y -3)2=(0-3)2+(4-3)2,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =2,y =0或⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =6.12.已知直线l 过点P (3,4)且与点A (-2,2),B (4,-2)等距离,则直线l 的方程为( ) A .2x +3y -18=0B .2x -y -2=0C .3x -2y +18=0或x +2y +2=0D .2x +3y -18=0或2x -y -2=0 解析:选D 依题意,设直线l :y -4=k (x -3), 即kx -y +4-3k =0, 则有|-5k +2|k 2+1=|k +6|k 2+1,因此-5k +2=k +6,或-5k +2=-(k +6), 解得k =-23或k =2,故直线l 的方程为2x +3y -18=0或2x -y -2=0.13.若直线x -2y +5=0与直线2x +my -6=0互相垂直,则实数m =________. 解析:∵直线x -2y +5=0与直线2x +my -6=0互相垂直, ∴12×⎝⎛⎭⎫-2m =-1, ∴m =1. 答案:114.若x +ky =0,2x +3y +8=0和x -y -1=0三条直线交于一点,则k =________. 解析:∵直线x +ky =0,2x +3y +8=0和x -y -1=0三条直线交于一点,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +3y +8=0,x -y -1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =-2,∴直线x +ky =0过点(-1,-2), 解得k =-12.答案:-1215.若过点P (1-a,1+a )与点Q (3,2a )的直线的倾斜角是钝角,则实数a 的取值范围是________.解析:k =2a -(1+a )3-(1-a )=a -1a +2<0,得-2<a <1.答案:(-2,1)16.已知直线l 的斜率为16,且和坐标轴围成的三角形的面积为3,则直线l 的方程为________________.解析:设直线l 的方程为x a +y b =1,∴12|ab |=3,且-b a =16,解得a =-6,b =1或a =6,b =-1,∴直线l 的方程为x -6+y =1或x6-y =1,即x -6y +6=0或x -6y -6=0.答案:x -6y +6=0或x -6y -6=017.(本小题满分10分)已知直线l 的倾斜角为135°,且经过点P (1,1). (1)求直线l 的方程;(2)求点A (3,4)关于直线l 的对称点A ′的坐标. 解:(1)∵k =tan 135°=-1, ∴l :y -1=-(x -1),即x +y -2=0. (2)设A ′(a ,b ), 则⎩⎪⎨⎪⎧b -4a -3×(-1)=-1,a +32+b +42-2=0,解得a =-2,b =-1,∴A ′的坐标为(-2,-1).18.(本小题满分12分)在x 轴的正半轴上求一点P ,使以A (1,2),B (3,3)及点P 为顶点的△ABP 的面积为5.解:设点P 的坐标为(a,0)(a >0),点P 到直线AB 的距离为 D.由已知,得S △ABP =12|AB |·d =12(3-1)2+(3-2)2·d =5,解得d =2 5. 由已知易得,直线AB 的方程为x -2y +3=0,所以d =|a +3|1+(-2)2=25,解得a =7或a =-13(舍去), 所以点P 的坐标为(7,0).19.(本小题满分12分)已知直线l :y =kx +2k +1. (1)求证:直线l 恒过一个定点.(2)当-3<x <3时,直线上的点都在x 轴上方,求实数k 的取值范围. 解:(1)证明:由y =kx +2k +1,得y -1=k (x +2). 由直线方程的点斜式可知直线恒过定点(-2,1).(2)设函数f (x )=kx +2k +1,显然其图象是一条直线(如图).若当-3<x <3时,直线上的点都在x 轴上方,则需满足⎩⎪⎨⎪⎧f (-3)≥0,f (3)≥0.即⎩⎪⎨⎪⎧-3k +2k +1≥0,3k +2k +1≥0,解得-15≤k ≤1.所以实数k 的取值范围是⎣⎡⎦⎤-15,1. 20.(本小题满分12分)已知点A (m -1,2),B (1,1),C (3,m 2-m -1). (1)若A ,B ,C 三点共线,求实数m 的值; (2)若AB ⊥BC ,求实数m 的值.解:(1)因为A ,B ,C 三点共线,且x B ≠x C ,则该直线斜率存在,则k BC =k AB ,即m 2-m -22=1m -2,解得m =1或1-3或1+ 3. (2)由已知,得k BC =m 2-m -22,且x A -x B =m -2.①当m -2=0,即m =2时,直线AB 的斜率不存在,此时k BC =0,于是AB ⊥BC ; ②当m -2≠0,即m ≠2时,k AB =1m -2, 由k AB ·k BC =-1,得1m -2·m 2-m -22=-1,解得m =-3.综上,可得实数m 的值为2或-3.21.(本小题满分12分)直线过点P ⎝⎛⎭⎫43,2且与x 轴、y 轴的正半轴分别交于A ,B 两点,O 为坐标原点,是否存在这样的直线满足下列条件:①△AOB 的周长为12;②△AOB 的面积为6.若存在,求出方程;若不存在,请说明理由.解:设直线方程为x a +yb =1(a >0,b >0),由条件①可知,a +b +a 2+b 2=12.由条件②可得12ab =6.又直线过点P ⎝⎛⎭⎫43,2,∴43a +2b =1, 联立,得⎩⎨⎧a +b +a 2+b 2=12,12ab =6,43a +2b =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =4,b =3.∴所求直线方程为x 4+y3=1.22.(本小题满分12分)已知点P (2,-1). (1)求过点P 且与原点O 的距离为2的直线的方程;(2)求过点P 且与原点O 的距离最大的直线的方程,并求出最大距离;(3)是否存在过点P 且与原点O 的距离为6的直线?若存在,求出该直线的方程;若不存在,请说明理由.解:(1)①当直线的斜率不存在时,方程x =2符合题意. ②当直线的斜率存在时,设斜率为k ,则直线方程为 y +1=k (x -2),即kx -y -2k -1=0. 根据题意,得|2k +1|k 2+1=2,解得k =34.则直线方程为3x -4y -10=0.故符合题意的直线方程为x -2=0或3x -4y -10=0.(2)过点P 且与原点的距离最大的直线应为过点P 且与OP 垂直的直线. 则其斜率k =2,所以其方程为y +1=2(x -2), 即2x -y -5=0. 最大距离为 5.(3)不存在.理由:由于原点到过点(2,-1)的直线的最大距离为5,而6>5,故不存在这样的直线.。
高考真题与模拟训练 专题18 直线与方程(解析版)

专题18 直线与方程第一部分真题分类1.(2020·浙江高考真题)已知点O (0,0),A (–2,0),B (2,0).设点P 满足|PA |–|PB |=2,且P 为函数y=图像上的点,则|OP |=()ABCD【答案】D 【解析】因为||||24PA PB -=<4的双曲线可得,222413b c a =-=-=,即双曲线的右支方程为,解得x y ⎧=⎪⎪⎨⎪⎪⎩OP ==故选:D.2.(2020·全国高考真题(文))点(0,﹣1)到直线()1y k x =+距离的最大值为()A .1B 2CD .2【答案】B 【解析】由(1)y k x =+知直线过定点与AP 垂直时,点到直线(1)y k x =+距离最大,.故选:B.3.(2021·)的图象在点()()22,B xf x 的两条切线互相垂直,且分别交y 轴于M ,N_______.所以点()11,1x A x e -和点,,,()10,1xe==∈=.4.(2019·xOy P是曲线4(0)y x xx=+>上的一个动点,则点P到直线x+y=0的距离的最小值是_____.【答案】4.Q即为点P.y=,则切点Q4=,.5.(2021·上的偶函数,当0x<时,()()log2af x x x=-+(0a>,且1a≠).又直线():250l mx y m m R+++=∈恒过定点A,且点A在函数()f x 的图像上.(1) 的值;(2) 求()()48f f-+的值;(3) 求函数()f x的解析式.【答案】(1) 12a=;(2) ;【解析】(1) 由直线l过定点可得:(2)5m x y+=--,0,解得25xy=-⎧⎨=-⎩,l 过定点0时,,112a =.(2)12(4)log 4810f -=-=-,)为偶函数,所以12(8)(8)log 81619f f =-=-=-,.(3) 由(1)知,当0x <时,12()log ()2f x x x=-+.0时,)为偶函数,所以综上可知,1212log ()20()log 20x xx f x x xx -+<⎧⎪=⎨->⎪⎩.6.(2019·江苏高考真题)如图,一个湖的边界是圆心为O 的圆,湖的一侧有一条直线型公路l ,湖上有桥AB (AB 是圆O 的直径).规划在公路l 上选两个点P 、Q ,并修建两段直线型道路PB 、QA .规划要求:线段PB 、QA 上的所有点到点O 的距离均不小于圆O 的半径.已知点A 、B 到直线l 的距离分别为AC 和BD (C 、D 为垂足),测得AB =10,AC =6,BD =12(单位:百米).(1)若道路PB 与桥AB 垂直,求道路PB 的长;(2)在规划要求下,P 和Q 中能否有一个点选在D 处?并说明理由;(3)对规划要求下,若道路PB 和QA 的长度均为d (单位:百米).求当d 最小时,P 、Q 两点间的距离.【答案】(1)15(百米);(2)见解析;(3).【解析】解法一:(1)过A 作AE BD ⊥,垂足为E .由已知条件得,四边形ACDE 为矩形,6, 8DE BE AC AE CD =====.因为PB ⊥AB ,所以12154cos 5BD PB PBD ===∠.因此道路PB 的长为15(百米).(2)①若P 在D 处,由(1)可得E 在圆上,则线段BE 上的点(除B ,E )到点O 的距离均小于圆O 的半径,所以P 选在D 处不满足规划要求.②若Q 在D 处,连结AD ,由(1,BAD 为锐角.所以线段AD 上存在点到点O 的距离小于圆O 的半径.因此,Q 选在D 处也不满足规划要求.综上,P 和Q 均不能选在D 处.(3)先讨论点P 的位置.当∠OBP <90°时,线段PB 上存在点到点O 的距离小于圆O 的半径,点P 不符合规划要求;当∠OBP ≥90°时,对线段PB 上任意一点F ,OF ≥OB ,即线段PB 上所有点到点O 的距离均不小于圆O 的半径,点P 符合规划要求.1P为l 上一点,且1PB AB ⊥,由(1此时11113sin cos 1595PD PB PBD PB EBA =∠=∠=⨯=;当∠OBP >90°PPB 中,由上可知,d ≥15.再讨论点Q 的位置.由(2)知,要使得QA ≥15,点Q 只有位于点C 的右侧,才能符合规划要求.当QA =15时,此时,线段QA 上所有点到点O 的距离均不小于圆O 的半径.综上,当PB ⊥AB ,点Q 位于点C 右侧,且CQ 21时,d 最小,此时P ,Q 两点间的距离PQ =PD +CD +CQ因此,d 最小时,P ,Q 两点间的距离为.解法二:(1)如图,过O 作OH ⊥l ,垂足为H.以O 为坐标原点,直线OH 为y 轴,建立平面直角坐标系.因为BD =12,AC =6,所以OH =9,直线l 的方程为y =9,点A ,B 的纵坐标分别为3,−3.因为AB 为圆O 的直径,AB =10,所以圆O 的方程为x 2+y 2=25.从而A (4,3),B (−4,−3),直线AB 因为PB ⊥AB ,所以直线PB 的斜率为43-,直线PB 的方程为42533y x =--.所以P (−13,9.因此道路PB 的长为15(百米).(2)①若P 在D 处,取线段BD 上一点E (−4,0),则EO =4<5,所以P 选在D 处不满足规划要求.②若Q 在D 处,连结AD ,由(1)知D (−4,9),又A (4,3),所以线段AD :36(44)4y x x =-+-…….在线段AD 上取点M (3所以线段AD 上存在点到点O 的距离小于圆O 的半径.因此Q 选在D 处也不满足规划要求.综上,P 和Q 均不能选在D 处.(3)先讨论点P 的位置.当∠OBP <90°时,线段PB 上存在点到点O 的距离小于圆O 的半径,点P 不符合规划要求;当∠OBP ≥90°时,对线段PB 上任意一点F ,OF ≥OB ,即线段PB 上所有点到点O 的距离均不小于圆O 的半径,点P 符合规划要求.设1P 为l 上一点,且1PB AB ⊥,由(1)知,115PB =,此时()113,9P -;当∠OBP >90°PPB 中,由上可知,d ≥15.再讨论点Q 的位置.由(2)知,要使得QA≥15,点Q 只有位于点C 的右侧,才能符合规划要求.当QA =15时,设Q (a ,9,得a 21,所以Q 9),此时,线段QA 上所有点到点O 的距离均不小于圆O 的半径.综上,当P (−13,9),Q 9)时,d 最小,此时P ,Q 两点间的距离因此,d 最小时,P ,Q .第二部分模拟训练一、单选题1与函数0)y x =…的图象交于点PA B C D 【答案】D)04PF k m =+则在P处的切线斜率()k f m '===m ,得(4,2)P ,(4,0),则2||||1)a PF PA =-=-=-,即4故选:D2ABCD 【答案】A21y -=2AB 点,1)23y x y x =+⎧⎪⎨=-⎪⎩AB ===,故选:A.30和的交点,且与直线210x y ++=垂直的直线方程是()A .230x y +-=BC 0D【答案】C 【解析】联立,解得12x y=⎧⎨=⎩2,则所求直线方程为()221y x -=-,即故选:C.44与圆2C A .1条B .2条C .3条D .4条【答案】B4的圆心为1(2,1)C -,半径为2,1)关于直线,2的方程为故两圆相交,故而可得两圆公切线的条数为2条,故选:B.5.已知函数()ln ,01,0x x x f x x x >⎧=⎨+≤⎩,若12x x ≠12x x -的最大值为()A B 2C D .1【答案】B0时,1()0f x '=当10,e x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x '>,如下图所示:()y f x =B 的横坐标为2x ,并过l d l 与曲线相切时,d 取最大值,1,得故选:B.6所截得的弦长为A B4C D .2【答案】A【解析】2228130+--+=x y x y 4,该圆圆心为3,则圆心10ax y +-=的距离为1d ==43a =-故选:A二、填空题71201y k -+=k =___________.11201y k -+=0的方向向量为0,解得1k =-..8.已知双曲线22145x y Γ-=:、2F ,直线Γ的左、右支分别交于点P 、Q (P、Q 均在x 轴上方).若直线1PF 、2QF 的斜率均为k ,且四边形21PQF F ,则k =___________.【答案】2【解析】按题意作出图如下:由双曲线方程可得:2a =3,因为直线1PF 、2QF 的斜率均为k ,所以直线1PF ∥2QF ,在三角形中,设2QF x =,则124QF a x x =+=+,221PQF F 的面积故答案为:29,则曲线上的点到直线________.,∴0平行的直线为0x y m ++=,切点1,解得.10.若圆C 的右焦点为圆心、长半轴为半径,则圆C 的方程为__________.【答案】22(2)16x y -+=1112则24c =长半轴为4.为圆心,4为圆的半径.则圆的方程为()22216x y -+=..。
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1.一条光线从点 A(-1,3)射向 x 轴,经过 x 轴上的点 P 反射后通过点 B(3,1),求 P 点的坐标.3-0=-31- 01解 设 P( x,0) ,则 k PA =, k PB ==,依题意,- 1- x x + 1 3- x 3- x由光的反射定律得k PA =- k PB ,即 3= 1,解得 x =2,即 P(2,0).x +1 3- x2.△ ABC 为正三角形,顶点A 在 x 轴上, A 在边 BC 的右侧,∠ BAC 的平分线在 x 轴上,求边 AB 与 AC 所在直线的斜率.解如右图,由题意知 ∠BAO = ∠ OAC = 30°,∴ 直线 AB 的倾斜角为 180°- 30°= 150°,直线 AC 的倾斜角为 30°,∴ k AB = tan 1503=°- 3 ,AC3k = tan 30 =° 3 .2f a , f b , f c的大小. 3.已知函数 f(x)= log ( x + 1), a>b>c>0,试比较a b c解画出函数的草图如图,f xx 可视为过原点直线的斜率.f c f b f a由图象可知:c>b>a.4. (1) 已知四点 A(5,3), B(10,6),C(3,- 4), D(- 6,11),求证: AB ⊥ CD .(2)已知直线 l 1 的斜率 k 1= 3,直线 l 2 经过点 A(3a ,- 2), B(0, a 2+ 1)且 l 1⊥ l 2,求实数4 a 的值.(1)证明 由斜率公式得:k AB = 6- 3 310-5 = 5,11- - 45 k CD = - 6- 3 =- 3,则 k AB ·k CD =- 1, ∴ AB ⊥CD .(2)解∵ l 1⊥ l 2,∴ k 1·k 2=- 1,3× a 2+ 1- - 2即 =- 1,解得 a =1 或 a =3.40- 3a5. 如图所示, 在平面直角坐标系中, 四边形 OPQR 的顶点坐标按逆时针顺序依次为O(0,0)、P(1, t)、 Q(1- 2t,2+ t)、R(- 2t,2),其中 t>0. 试判断四边形 OPQR 的形状.解由斜率公式得k OP=t - 0= t,1- 0QR 2- 2+ t=-t= t,k OR2- 0=-1,k =- 2t- 1- 2t- 1=t - 2t- 0k PQ=2+ t -t2=-1.=1- 2t- 1- 2t t∴k OP=k QR, k OR= k PQ,从而 OP∥ QR, OR∥PQ .∴四边形 OPQR 为平行四边形.又k OP·k OR=- 1,∴ OP⊥ OR,故四边形 OPQR 为矩形.6.已知四边形ABCD 的顶点 A(m, n), B(5,- 1), C(4, 2), D(2,2) ,求 m 和 n 的值,使四边形 ABCD 为直角梯形.解∵四边形 ABCD 是直角梯形,∴有 2 种情形:(1)AB∥CD , AB⊥ AD,由图可知: A(2,- 1).(2)AD∥ BC, AD ⊥ AB,k AD= k BCk AD·k AB=- 1n-2= 3m- 2-1?n- 2 n+1·=- 1m- 2 m- 516m=5.∴8n=-516m= 2m=5.综上或n=- 18n=-57.已知直线 l1与 l 2的方程分别为7x+ 8y+ 9= 0,7x+ 8y-3= 0.直线 l 平行于 l 1,直线 l 与 l1的距离为 d1,与 l2的距离为 d2,且 d1∶d2= 1∶ 2,求直线 l 的方程.解因为直线 l 平行 l1,设直线 l 的方程为 7x+ 8y+ C= 0,则 d1=|C- 9||C-- 3 |,d2=. 72+ 8272+82又2d1= d2,∴2|C-9|= |C+ 3|.解得 C= 21 或 C= 5.故所求直线l 的方程为7x+ 8y+ 21= 0 或 7x+8y+ 5= 08.△ ABC 中, D 是 BC 边上任意一点(D 与 B,C 不重合 ) ,且 |AB|2= |AD |2+ |BD | ·|DC|.求证:△ ABC 为等腰三角形.证明作 AO⊥ BC,垂足为 O,以 BC 所在直线为 x 轴,以 OA 所在直线为 y 轴,建立直角坐标系 (如右图所示 ).设A(0,a), B(b,0), C(c,0), D (d,0).因为 |AB|2= |AD |2+ |BD | |DC· |,所以,由距离公式可得b2+ a2= d2+ a2+ (d- b)(c- d),即- (d- b)(b+d)=( d-b)( c-d).又 d-b≠ 0,故- b- d= c- d,即- b= c.所以 |AB|= |AC|,即△ ABC 为等腰三角形.9.一束平行光线从原点 O(0,0) 出发,经过直线l:8x+ 6y= 25 反射后通过点 P(- 4,3),求反射光线与直线l 的交点坐标.解设原点关于 l 的对称点 A 的坐标为 (a,b),由直线 OA 与 l 垂直和线段 AO 的中点在 l 上得b4a·-3=- 1a=4,解得,8×a b b=3 2+ 6×2= 25∴A 的坐标为 (4,3) .∵ 反射光线的反向延长线过A(4,3) ,又由反射光线过P(- 4,3),两点纵坐标相等,故反射光线所在直线方程为y=3.y= 3x=78,由方程组,解得8x+ 6y=25y= 37∴反射光线与直线l 的交点坐标为8,3 .。
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直线与圆专题复习、直线方程的几种形式1.一般式:ax+by+c=0, a ≠ 02.点斜式:V-V 仁k(x-x1)3.斜截距式y=k X+ b4.两点式:V - V1X-X1—V2 - V1X^- x〔5.截距式:XV a b=16、点向式:X-X1V - V1V1V27、点法式:A(X -xj B(y -% ) = 0二、圆的方程1、圆的规范方程:(x-a f+(y-bf =r22、圆的一般方程:χ2 y2 DX Ey= O三、直线与直线关系、直线与圆的关系1、直线与直线平行的判断及其应用2、直线与直线垂直的判断及其应用3、直线与直线相交的判断及其应用4、直线关于直线的对称直线的方程5、圆与圆的位置关系及其判断及应用6、直线与圆的位置关系及其应用实战演练:1.(安徽高考)直线「过点(-1,2)且与直线2x-3y+4=0垂直,则「的方程是A. 3x+2y-l= 0B.3X+2)+7=0C. 2ι3y+5=0D.2ι3y+8 = 02.(上海高考)已知直线lι :(k -3)x ∙(4 -k)y ^0,与∣2 : 2(k -3)x-2y • 3 = 0,平行,则K得值是( )(A) 1 或 3 ( B) 1 或 5 (C) 3 或5 (D) 1 或23.若直线m被两平行线l i:x-y ∙ 1 = 0与∣2 : x - y,3 = 0所截得的线段的长为2 2 ,则m的倾斜角可以是:①15②30③45④60⑤75其中正确答案的序号是.(写出所有正确答案的序号)X V4.若直线1通过点M (cos :• ,sin :•),则( )a b2 2 2 2 1 1 1 1A. a b ≤ 1B. a b ≥ 1C. J2J2≤ 1D. J2U2≥ 1a b a b 5在直线的斜率为(A. 3B. 2 C . -136、直线X -2y • 1 = O关于直线x=1对称的直线方程是()A. x 2y-1=0B. 2x y -1=0C. 2x y-3= 0D. x 2y-3=07、I i、∣2、∣3是同一平面内的三条平行直线,∣1与∣2间的距离是1, 12与13间的距离是2,正三角形ABC的三顶点分别在l1、l2、l3上,则△ ABC的边长是()—X___________ I___ J(A)2、3 ( B) 4 6(C)3、17(D) 2方343——良8经过圆x2 2x y^0的圆心C ,且与直线x ^0垂直的直线方程是9、(2008江苏高考)在平面直角坐标系中,设三角形ABC的顶点坐标分别为A(0, a), B(b,0), C(c,0),点P(0, P)在线段OA上(异于端点),设a,b,c, P均为非零实数,直线BP,CP分别交AC, AB于点E,1lχ+'丄—丄y = 0 ,请你求OF的方程:。
IbC丿IPa丿强化训练:1 . (2013年高考天津卷(文))已知过点R 2,2)的直线与圆(x-1)2∙ y2=5相切,且与直线ax -y T = 0垂直,则a =()1A . B. 1C.2 D.1222 . (2013年高考陕西卷(文))已知点M a, b)在圆O : X2∙ y2=1外,则直线ax +by = 1与圆O的位置关系是A.相切B.相交C.相离 D.不确定()3 . (2013年高考广东卷(文))垂直于直线y = X • 1且与圆X2∙ y2=1相切于第一象限的直线方程是()5等腰三角形两腰所在直线的方程分别为X ∙y-2 = 0与X - 7V - 4=0 ,原点在等腰三角形的底边上,则底边所6(2013年高考山东卷(文))过点(3,1)作圆(x —2)2+(y —2)2=4的弦,其中最短的弦长为_______F ,—同学已正确算出OE的方程:A. x y-'2=0B. x y 1=0C. Xy T=OD. X y 2 =04 . (2013年高考江西卷(文))若圆C经过坐标原点和点(4,0),且与直线y=1相切,则圆C的方程是______________5. ____________________________________________________________________________________ (2013年高考浙江卷(文))直线y=2x+3被圆χ2+y2-6x-8y=0所截得的弦长等于____________________________________ .三、解答题7. (2013年高考四川卷(文))已知圆C的方程为X2(y 一4)2=4,点O是坐标原点.直线l : ^kx与圆C交于M , N两点.(I)求k的取值范围。
巩固练习1、(安徽卷文4)过点(1, 0)且与直线x-2y-2=0平行的直线方程是()A . x-2y-1=0B . x-2y+1=0C. 2x+y-2=0D. x+2y-仁0y _0r2、(重庆卷理4)设变量x, y满足约束条件x-y / 一0 ,则z=2x+y的最大值为()[x + y-3≤0A . -2 B. 4 C. 6 D. 8X y -11 _0I『3、(北京卷理7)设不等式组」3x-y+3X0表示的平面区域为 D ,若指数函数y=a x的图像上存在区域 D上的0x-3y +9 ≤0-1C. 1 D . 27文8)某加工厂用某原料由车间加工出A产品,由乙车间加工出B产品•甲车间加工一箱原料需耗费工时10小时可加工出7千克A产品,每千克A产品获利40元•乙车间加工一箱原料需耗费工时6小时可加工出4千克B产品,每千克B产品获利50元甲、乙两车间每天功能完成至多工时总和不得超过 480小时,甲、乙两车间每天获利最大的生产计划为(A .甲车间加工原料10 箱,乙车间加工原料60箱B.甲车间加工原料15 箱,乙车间加工原料55箱C.甲车间加工原料18 箱,乙车间加工原料50箱D .甲车间加工原料40 箱,乙车间加工原料30箱4、则a的取值范围是(A . (1 , 3])B. [2 , 3]C.(浙江卷理7)若实数X, y满足不等式组(1, 2]X 3y-3_0,*2x —y—3兰0,且x + y的最大值为9,则实数m=()X — my +1 色0,A . -2B.(四川卷理5、70多箱原料的加工,每天甲、乙车间耗费)6、(福建卷理8)设不等式组X -1<x-2y+3^0所表示的平面区域是。
1,平面区域:∩2与莒关于直线3x-4y-9 = 0 7-x对称。
对于l' 11中的任意点A与“2中的任意点B , | AB |的最小值等于()28 A .5x-y 2 _o,7、(山东卷理10)设变量x 、y 满足约束条件 x-5y ∙10-0,,则目标函数z=3x-4y 的最大值和最小值分别为(X y -8 _ 0,) A . 3,-11 B . -3,-11C. 11,-3D . 11,3&(全国I 新卷文11)已知 L ABCD 的三个顶点为 A (-1, 2), B (3, 4), C (4, -2),点(x, y )在Ll ABCD 的内部,贝U z=2x-5y 的取值范围是()A . (-14 , 16)B . (-14, 20)C . (-12 , 18)D . (-12 , 20)2x + y ≤3, X +2y 兰3,9、 (上海卷文15)满足线性约束条件的目标函数 ^X y 的最大值是()X 3 0, J >03A . 1. B. — . C. 2.D. 3.2fx=1+2t -10、 (上海卷理16)直线I 的参数方程是(r R ),则I 的方向向量d 可以是()(.y=2-tA . (1 , 2)B . (2, 1)C. (-2, 1)D. (1, -2)11、 (北京卷文11)若点P (m, 3)到直线4x-3y ^0的距离为4,且点P 在不等式2x ∙ y V 3表示的平面区 域内,贝U m =。
y< x,I12、 (湖北卷理12 文12)已知z =2x - y ,式中变量X , y 满足约束条件< x + y X 1,,则Z的最大值为 ----------------- .[x≤2,2x - y 2 _ 013、 (安徽卷理13)设x, y 满足约束条件* 8x - y - 4 ≤ 0 ,若目标函数z=abXy (a>0bA°)的最大值为8,则≥ 0 , y Z 0a +b 的最小值为 ________ 。
14、 (辽宁卷理14文15)已知一1 C X + y V4且2cχ-yv3 ,贝U z = 2x —3y 的取值范围是 ___________ (答案用区C .12 5间表示)某冶炼厂至少要生产 1.9 (万吨)铁,若要求CO2的排放量不超过 2 (万吨)则购买铁矿石的最少费用为(万15、(陕西卷理14)铁矿石A和B的含铁率a ,冶炼每万吨铁矿石的的CO2排放量b及每万吨铁矿石的价格C如范围为(A . (2 - 习)C . (-::,2 i 2) 一(2 ,2,二)D . (2- .2, 2.2)围是(元)16、(广东卷理19文19)某营养师要为某个儿童预定午餐和晚餐。
已知一个单位的午餐含 12个单位的碳水化合物6个单位蛋白质和 6个单位的维生素 C ; 一个单位的晚餐含 8个单位的碳水化合物,6个单位的蛋白质和10个单位 的维生素C .另外,该儿童这两餐需要的营养 中至少含64个单位的碳水化合物,42个单位的蛋白质和 54个单位 的维生素C .如果一个单位的午餐、晚餐的费用分别是 2.5元和4元,那么要满足上述的营养要求,并且花费最少,应当为该儿童分别预定多少个单位的午餐和晚餐?17、(广东卷文6)若圆心在X 轴上、半径为.5的圆O 位于y 轴左侧,且与直线 X 2^0相切,则圆O 的方程 是()A .(X 一 .. 5)2 y 2 =5B .(X '、5)2 y 2 =5C .(X -5)2 y 2 =5D . (X 5)2 y=5X x = 2 3cos J18、(安徽卷理7)设曲线C 的参数方程为(V 为参数),直线l 的方程为X -3y • 2 = 0 ,则曲线y = -1 + 3s in 日C 上到直线l 距离为 U 0的点的个数为(10A . 1B . 2C . 3D . 419、(重庆卷理8)直线ZX32与圆心为D 的圆X = "''3cos ^ .: ;、. ,2二 交与A 、B 两点,则直[y =1+√3si n 日 L线AD 与BD 的倾斜角之和为(7 A .6)5—π44C .-二320、(重庆卷文8)若直线^x-b 与曲线"2<如,(” t0Iy=S in 日■:)有两个不同的公共点,则实数 b 的取值B . 2-'&,221、 (江西卷理8)直线 ^kX 3与圆(x - 3)2 ∙ (y - 2)2 =4相交于M , N 两点,若IMNl ≥ 2, 则k 的取值范A.[-訥B . (VUl O r ) C .[今,予D .[ -?0]22、(湖北卷理9文9)若直线y=χ+b与曲线y=3_、_4x_x2有公共点,贝卩b的取值范围是()A. -1,1 2.2B. 1-^.2,1 2.2C. 1-2 .2,3D. 1 - .2,323、(江西卷文10)直线y=kx 3与圆(X-2)2∙(y -3)2=4相交于M、N两点,若IMNl ≥2 3 ,则k的取值范围是()A. [一4,0]B. [-£,吕]C. [r 3,3]D•[一"3,O]24、(全国I卷理11文11)已知圆O的半径为1, PA、PB为该圆的两条切线,A、B为俩切点,那么乍A .岁B的最小值为()A. 一4B . 一3 •一2c . -4 2 2 D. -3 2 225、(上海卷理5文7)圆C :x2∙ y2 -2x -4y • 4 =O的圆心到直线l: 3x 4y 0的距离d =。