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第三章 3.3 3.3.3 3.3.4
A级 基础巩固
一、选择题
1.两直线3x+4y-2=0与6x+8y-5=0的距离等于( C )
A.3 B.7 C. D.
[解析] 在3x+4y-2=0上取一点(0,),其到6x+8y-5=0的距离即为两平行线间的距离,d==.
2.已知△ABC的三个顶点坐标分别为A(2,6)、B(-4,3)、C(2,-3),则点A到BC边的距离为( B )
A. B. C. D.4
[解析] BC边所在直线的方程为=,即x+y+1=0;则d==.
3.若点A(-3,-4)、B(6,3)到直线l:ax+y+1=0的距离相等,则实数a的值为( C )
A. B.- C.-或- D.或
[解析] 由题意及点到直线的距离公式得=,解得a=-或-.
4.若点P在直线3x+y-5=0上,且点P到直线x-y-1=0的距离为,则点P的坐标为( C )
A.(1,2) B.(2,1)
C.(1,2)或(2,-1) D.(2,1)或(-1,2)
[解析] 设点P的坐标为(x0,y0),则有
,解得或.
5.已知点A(1,3)、B(3,1)、C(-1,0),则△ABC的面积等于( C )
A.3 B.4 C.5 D.6
[解析] 设AB边上的高为h,则S△ABC=|AB|·h.|AB|==2,AB边上的高
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h就是点C到直线AB的距离.AB边所在的直线方程为=,即x+y-4=0.点C到直线x+y-4=0的距离为=,因此,S△ABC=×2×=5.
6.直线l垂直于直线y=x+1,且l在y轴上的截距为,则直线l的方程是( A )
A.x+y-=0 B.x+y+1=0
C.x+y-1=0 D.x+y+=0
[解析] 方法1:因为直线l与直线y=x+1垂直,所以设直线l的方程为y=-x+b,又l在y轴上截距为,所以所求直线l的方程为y=-x+,即x+y-=0.
方法2:将直线y=x+1化为一般式x-y+1=0,因为直线l垂直于直线y=x+1,可以设直线l的方程为x+y+c=0,令x=0,得y=-c,又直线l在y轴上截距为,所以-c=,即c=-,所以直线l的方程为x+y-=0.
二、填空题
7.已知直线l1:(k-3)x+(4-k)y+1=0与直线l2:2(k-3)x-2y+3=0平行,则l1与l2间的距离为__或__.
[解析] ∵l1∥l2,
∴,
解得k=3或k=5.
当k=3时,l1:y=-1,l2:y=,此时l1与l2间的距离为;
当k=5时,l1:2x-y+1=0,l2:4x-2y+3=0,
此时l1与l2间的距离为=.
8.过点A(-3,1)的所有直线中,与原点距离最远的直线方程是__3x-y+10=0__.
[解析] 当原点与点A的连线与过点A的直线垂直时,距离最大.∵kOA=-,∴所求直线的方程为y-1=3(x+3),即3x-y+10=0.
三、解答题
9.已知正方形的中心为直线2x-y+2=0和x+y+1=0的交点,其一边所在直线的方程为x+3y-5=0,求其它三边的方程.
[解析] 由,解得.
即该正方形的中心为(-1,0).
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所求正方形相邻两边方程3x-y+p=0和x+3y+q=0.
∵中心(-1,0)到四边距离相等,
∴=,=,
解得p1=-3,p2=9和q1=-5,q2=7,
∴所求方程为3x-y-3=0,3x-y+9=0,x+3y+7=0.
10.已知三条直线l1:4x+y-4=0,l2:mx+y=0,l3:2x-3my-4=0.求m的值,使它分别满足以下条件:(1)l1,l2,l3交于同一点;(2)l1,l2,l3不能围成三角形.
[解析] (1)由4x+y-4=0得y=-4x+4代入l2,l3的方程中分别得
x1=,x2=,
由=,解得m=-1或,经检验都符合题意.
(2)首先由(1)知,当m=-1或时,不能围成三角形;
又kl1=-4,kl2=-m,kl3=,
若l1∥l2,则m=4;若l1∥l3,则m=-;
由于kl2与kl3异号,显然l2与l3不平行.
综上知,m=-1,-,或4.
B级 素养提升
一、选择题
1.P、Q分别为3x+4y-12=0与6x+8y+6=0上任一点,则|PQ|的最小值为( C )
A. B. C.3 D.6
[解析] |PQ|的最小值是这两条平行线间的距离.在直线3x+4y-12=0上取点(4,0),然后利用点到直线的距离公式得|PQ|的最小值为3.
2.(2016·潍坊高一检测)与直线l:3x-4y-1=0平行且到直线l的距离为2的直线方程是( A )
A.3x-4y-11=0或3x-4y+9=0
B.3x-4y-11=0
C.3x-4y+11=0或3x-4y-9=0
D.3x-4y+9=0
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[解析] 设所求直线方程为3x-4y+m=0,由题意得=2,
解得m=9或-11.
3.到两条直线l1:3x-4y+5=0与l2:5x-12y+13=0的距离相等的点P(x,y)必定满足方程( D )
A.x-4y+4=0
B.7x+4y=0
C.x-4y+4=0或4x-8y+9=0
D.7x+4y=0或32x-56y+65=0
[解析] 结合图形可知,这样的直线应该有两条,恰好是两条相交直线所成角的平分线.由公式可得=,即=±,化简得7x+4y=0或32x-56y+65=0.
4.(2016~2017山西吕梁汾阳四中期中)已知两直线3x+y-3=0与6x+my+1=0平行,则它们之间的距离为( D )
A.4 B. C. D.
[解析] ∵两直线平行,
∴=.
∴m=2.
∴两直线方程为6x+2y-6=0和6x+2y+1=0,其距离d==.故选D.
二、填空题
5.点P(x,y)在直线x+y-4=0上,则x2+y2的最小值是__8__.
[解析] x2+y2表示直线上的点P(x,y)到原点距离的平方,
∵原点到直线x+y-4=0的距离为=2,
∴x2+y2最小值为8.
6.已知点A(1,1)、B(2,2),点P在直线y=x上,则当|PA|2+|PB|2取得最小值时点P的坐标为__(,)__.
[解析] 设P(2t,t),则|PA|2+|PB|2=(2t-1)2+(t-1)2+(2t-2)2+(t-2)2=10t2-18t+10=10(t2-t+1)=10(t-)2+,当t=时,|PA|2+|PB2|取得最小值,即P(,).
C级 能力拔高
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1.(2016~2017·嘉兴高一检测)在△ABC中,已知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).
(1)求直线BC的方程.
(2)求直线AB的方程.
[解析] (1)设AD⊥BC,垂足为D,
则kAD=,
∴kBC=-2.
∴BC边所在直线方程为y-2=-2(x-1).
即2x+y-4=0.
(2)∵∠A的平分线所在直线方程为y=0,
∴设A(a,0).
又点A在直线AD上,∴a-0+1=0,
∴a=-1.
∴A(-1,0),
∴直线AB方程为:y=x+1.即x-y+1=0.
2.已知直线l经过点A(2,4),且被平行直线l1:x-y+1=0与l2:x-y-1=0所截得的线段的中点M在直线x+y-3=0上.求直线l的方程.
[解析] 解法一:∵点M在直线x+y-3=0上,
∴设点M坐标为(t,3-t),则点M到l1、l2的距离相等,
即=,
解得t=,∴M.
又l过点A(2,4),
由两点式得=,
即5x-y-6=0,
故直线l的方程为5x-y-6=0.
解法二:设与l1、l2平行且距离相等的直线l3:x-y+c=0,由两平行直线间的距离公式得=,解得c=0,即l3:x-y=0.由题意得中点M在l3上,又点M在x+y-3=0上.
解方程组,得.
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∴M.又l过点A(2,4),
故由两点式得直线l的方程为5x-y-6=0.
解法三:由题意知直线l的斜率必存在,
设l:y-4=k(x-2),
由,得.
∴直线l与l1、l2的交点分别为,
.
∵M为中点,∴M.
又点M在直线x+y-3=0上,
∴+-3=0,解得k=5.
故所求直线l的方程为y-4=5(x-2),
即5x-y-6=0.
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