高考数学理大一轮复习习题第九章 解析几何 Word版含答案.docx

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高考数学理大一轮复习习题第九章解析几何Word版含答案

第九章解析几何

第一节

 直线与方程

本节主要包括3个知识点:

1.直线的倾斜角与斜率、两直线的位置关系; 

2.直线的方程;

3.直线的交点、距离与对称问题.

突破点

(一) 直线的倾斜角与斜率、两直线的位置关系

基础联通抓主干知识的“源”与“流”

1.直线的倾斜角

(1)定义:

当直线l与x轴相交时,取x轴作为基准,x轴正向与直线l向上方向之间所成的角叫做直线l的倾斜角.当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0.

(2)范围:

直线l倾斜角的范围是[0,π).

2.斜率公式

(1)定义式:

直线l的倾斜角为α≠,则斜率k=tan_α.

(2)两点式:

P1(x1,y1),P2(x2,y2)在直线l上,且x1≠x2,则l的斜率k=.

3.两条直线平行与垂直的判定

(1)两条直线平行:

①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⇔k1=k2.

②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:

①如果两条直线l1,l2的斜率存在,设为k1,k2,则有l1⊥l2⇔k1·k2=-1.

②当其中一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为0时,l1⊥l2.

考点贯通抓高考命题的“形”与“神”

直线的倾斜角与斜率

1.直线都有倾斜角,但不一定都有斜率,二者的关系具体如下:

斜率k

k=tanα>0

k=0

k=tanα<0

不存在

倾斜角α

锐角

钝角

90°

 

 2.在分析直线的倾斜角和斜率的关系时,要根据正切函数k=tanα的单调性,如图所示:

当α取值在内,由0增大到时,k由0增大并趋向于正无穷大;当α取值在内,由增大到π(α≠π)时,k由负无穷大增大并趋近于0.解决此类问题,常采用数形结合思想.

[例1] 

(1)直线xsinα+y+2=0的倾斜角的取值范围是(  )

A.[0,π)       B.∪

C.D.∪

(2)已知线段PQ两端点的坐标分别为P(-1,1)和Q(2,2),若直线l:

x+my+m=0与线段PQ有交点,则实数m的取值范围是________.

[解析] 

(1)因为直线xsinα+y+2=0的斜率k=-sinα,又-1≤sinα≤1,所以-1≤k≤1.设直线xsinα+y+2=0的倾斜角为θ,所以-1≤tanθ≤1,而θ∈[0,π),故倾斜角的取值范围是∪.

(2)如图所示,直线l:

x+my+m=0过定点A(0,-1),当m≠0时,kQA=,kPA=-2,kl=-.∴-≤-2或-≥.解得0

当m=0时,直线l的方程为x=0,与线段PQ有交点.

∴实数m的取值范围为.

[答案] 

(1)B 

(2)

[易错提醒]

直线倾斜角的范围是[0,π),而这个区间不是正切函数的单调区间,因此根据斜率求倾斜角的范围时,要分与两种情况讨论.由正切函数图象可以看出,当α∈时,斜率k∈[0,+∞);当α=时,斜率不存在;当α∈时,斜率k∈(-∞,0).  

两直线的位置关系

两直线平行或垂直的判定方法

(1)已知两直线的斜率存在

①两直线平行⇔两直线的斜率相等且坐标轴上的截距不相等;

②两直线垂直⇔两直线的斜率之积为-1.

(2)已知两直线的斜率不存在

若两直线的斜率不存在,当两直线在x轴上的截距不相等时,两直线平行;否则两直线重合.

(3)已知两直线的一般方程

设直线l1:

A1x+B1y+C1=0,l2:

A2x+B2y+C2=0,则l1∥l2⇔A1B2-A2B1=0且B1C2-B2C1≠0,l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.该方法可避免对斜率是否存在进行讨论.

[例2] 

(1)若直线ax+2y-6=0与x+(a-1)y+a2-1=0平行,则a=________.

(2)已知经过点A(-2,0)和点B(1,3a)的直线l1与经过点P(0,-1)和点Q(a,-2a)的直线l2互相垂直,则实数a的值为________.

[解析] 

(1)因为两直线平行,所以有a(a-1)-2=0,且2(a2-1)+6(a-1)≠0,即a2-a-2=0,且a2+3a-4≠0,解得a=2或a=-1.

(2)l1的斜率k1==a.

当a≠0时,l2的斜率k2==.

因为l1⊥l2,

所以k1k2=-1,即a·=-1,解得a=1.

当a=0时,P(0,-1),Q(0,0),这时直线l2为y轴,A(-2,0),B(1,0),直线l1为x轴,显然l1⊥l2.

综上可知,实数a的值为1或0.

[答案] 

(1)2或-1 

(2)1或0

[易错提醒]

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.

能力练通抓应用体验的“得”与“失”

1.直线2xcosα-y-3=0(α∈[,])的倾斜角的取值范围是(  )

A.B.

C.D.

解析:

选B 直线2xcosα-y-3=0的斜率k=2cosα,

因为α∈,

所以≤cosα≤,

因此k=2·cosα∈[1,].

设直线的倾斜角为θ,则有tanθ∈[1,].

又θ∈[0,π),所以θ∈,

即倾斜角的取值范围是.

2.直线l:

xsin30°+ycos150°+1=0的斜率是(  )

A.B.

C.-D.-

解析:

选A 设直线l的斜率为k,则k=-=.

3.若直线l1:

mx-y-2=0与直线l2:

(2-m)x-y+1=0互相平行,则实数m的值为(  )

A.-1B.0

C.1D.2

解析:

选C ∵直线l1:

mx-y-2=0与直线l2:

(2-m)x-y+1=0互相平行,∴解得m=1.故选C.

4.已知直线l1:

2ax+(a+1)y+1=0,l2:

(a+1)x+(a-1)y=0,若l1⊥l2,则a=(  )

A.2或B.或-1

C.D.-1

解析:

选B 因为直线l1:

2ax+(a+1)y+1=0,l2:

(a+1)x+(a-1)y=0,l1⊥l2,所以2a(a+1)+(a+1)(a-1)=0,解得a=或a=-1.故选B.

5.直线l过点P(1,0),且与以A(2,1),B(0,)为端点的线段有公共点,则直线l斜率的取值范围为________.

解析:

如图,∵kAP==1,

kBP==-,

∴k∈(-∞,-]∪[1,+∞).

答案:

(-∞,-]∪[1,+∞)

6.(2016·苏北四市一模)已知a,b为正数,且直线ax+by-6=0与直线2x+(b-3)y+5=0平行,则2a+3b的最小值为________.

解析:

由两直线平行可得,a(b-3)-2b=0,

即2b+3a=ab,+=1.

又a,b为正数,

所以2a+3b=(2a+3b)·=13++≥13+2=25,

当且仅当a=b=5时取等号,

故2a+3b的最小值为25.

答案:

25

突破点

(二) 直线的方程

基础联通抓主干知识的“源”与“流”

直线方程的五种形式

形式

几何条件

方程

适用范围

点斜式

过一点(x0,y0),斜率k

y-y0=k(x-x0)

与x轴不垂直的直线

斜截式

纵截距b,斜率k

y=kx+b

与x轴不垂直的直线

两点式

过两点(x1,y1),(x2,y2)

与x轴、y轴均不垂直的直线

截距式

横截距a,纵截距b

+=1

不含垂直于坐标轴和过原点的直线

一般式

Ax+By+C=0,A2+B2≠0

平面直角坐标系内所有直线

考点贯通抓高考命题的“形”与“神”

求直线方程

[例1] 

(1)求过点A(1,3),斜率是直线y=-4x的斜率的的直线方程.

(2)求经过点A(-5,2),且在x轴上的截距等于在y轴上截距的2倍的直线方程.

(3)求过A(2,1),B(m,3)两点的直线l的方程.

[解] 

(1)设所求直线的斜率为k,依题意k=-4×=-.又直线经过点A(1,3),因此所求直线方程为y-3=-(x-1),即4x+3y-13=0.

(2)当直线不过原点时,设所求直线方程为+=1,将(-5,2)代入所设方程,解得a=-,所以直线方程为x+2y+1=0;当直线过原点时,设直线方程为y=kx,则-5k=2,解得k=-,所以直线方程为y=-x,即2x+5y=0.

故所求直线方程为2x+5y=0或x+2y+1=0.

(3)①当m=2时,直线l的方程为x=2;

②当m≠2时,直线l的方程为=,

即2x-(m-2)y+m-6=0.

因为m=2时,代入方程2x-(m-2)y+m-6=0,即为x=2,

所以直线l的方程为2x-(m-2)y+m-6=0.

[易错提醒]

(1)在求直线方程时,应选择适当的形式,并注意各种形式的适用条件.

(2)对于点斜式、截距式方程使用时要注意分类讨论思想的运用(若采用点斜式,应先考虑斜率不存在的情况;若采用截距式,应先判断截距是否为零). 

与直线方程有关的最值问题

[例2] 过点P(4,1)作直线l分别交x,y轴正半轴于A,B两点.

(1)当△AOB面积最小时,求直线l的方程.

(2)当|OA|+|OB|取最小值时,求直线l的方程.

[解] 设直线l:

+=1(a>0,b>0),

因为直线l经过点P(4,1),

所以+=1.

(1)+=1≥2=,

所以ab≥16,当且仅当a=8,b=2时等号成立,

所以当a=8,b=2时,S△AOB=ab最小,此时直线l的方程为+=1,

即x+4y-8=0.

(2)因为+=1,a>0,b>0,

所以|OA|+|OB|=a+b=(a+b)·=5++≥5+2=9,

当且仅当a=6,b=3时等号成立,

所以当|OA|+|OB|取最小值时,直线l的方程为x+2y-6=0.

[方法技巧]

1.给定条件求直线方程的思路

(1)考虑问题的特殊情况,如斜率不存在的情况,截距等于零的情况.

(2)在一般情况下准确选定直线方程的形式,用待定系数法求出直线方程.

(3)重视直线方程一般形式的应用,因为它具有广泛的适用性.

2.与直线有关的最值问题的解题思路

(1)借助直线方程,用y表示x或用x表示y.

(2)将问题转化成关于x(或y)的函数.

(3)利用函数的单调性或基本不等式求最值.

能力练通抓应用体验的“得”与“失”

1.倾斜角为135°,在y轴上的截距为-1的直线方程是(  )

A.x-y+1=0B.x-y-1=0

C.x+y-1=0D.x+y+1=0

解析:

选D 直线的斜率为k=tan135°=-1,所以直线方程为y=-x-1,即x+y+1=0.

2.已知直线l过点(1,0),且倾斜角为直线l0:

x-2y-2=0的倾斜角的2倍,则直线l的方程为(  )

A.4x-3y-3=0B.3x-4y-3=0

C.3x-4y-4=0D.4x-3y-4=0

解析:

选D 由题意可设直线l0,l的倾斜角分别为α,2α,

因为直线l0:

x-2y-2=0的斜率为,则tanα=,

所以直线l的斜率k=tan2α===,

所以由点斜式可得直线l的方程为y-0=(x-1),

即4x-3y-4=0.

3.若直线ax+by=ab(a>0,b>0)过点(1,1),则该直线在x轴,y轴上的截距之和的最小值为(  )

A.1B.2C.4D.8

解析:

选C ∵直线ax+by=ab(a>0,b>0)过点(1,1),

∴a+b=ab,即+=1,

∴a+b=(a+b)

=2++≥2+2=4,

当且仅当

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