- 直线与方程
- 共7398题
已知直线l过点P(1,2)为,且与x轴、y轴的正半轴分别交于A、B两点,O为坐标原点.
(1)当OP⊥l时,求直线l的方程;
(2)当△OAB面积最小时,求直线l的方程并求出面积的最小值.
正确答案
(1)由已知得:kOP=2,
∴直线l的斜率为kl=-=-
,…(2分)
由直线方程的点斜式,可得直线l的方程为y-2=-(x-1),
化简得直线l的方程为x+2y-5=0…(4分)
(2)设直线l的方程为+
=1(a>0,b>0),
∵直线过P(1,2),∴+
=1
∵1=+
≥2
=
∴ab≥8,当且仅当a=2,b=4时等号成立
此时S△ABC=ab≥4,即面积的最小值为4…(8分)
所求直线l的方程是+
=1,即2x+y-4=0…(10分)
已知直线l1:x+my+6=0,l2:(m-2)x+3y+2m=0,求m的值,使得:(1)l1⊥l2;(2)l1∥l2;(3)l1∩l2.
正确答案
(1)∵直线l1:x+my+6=0,l2:(m-2)x+3y+2m=0,由l1⊥l2 ,可得 1×(m-2)+m×3=0,解得m=.
(2)由l1∥l2 可得 =
≠
,解得 m=-1.
(3)由l1∩l2,可得1×3-(m-2)×m≠0,∴m≠-1且m≠3.
已知圆C经过两点,且在
轴上截得的线段长为
,半径小于5.(1)求直线
与圆C的方程;(2)若直线
,直线
与圆C交于点A、B,且以AB为直径的圆经过坐标原点,求直线
的方程.
正确答案
(1)直线PQ:,圆C方程:
(2)直线或
.
试题分析:(1)根据直线方程的点斜式求解所求的直线方程是解决本题的关键,根据待定系数法设出圆心坐标和半径,寻找未知数之间的关系是求圆的方程的关键,注意弦长问题的处理方法;
(2)利用直线的平行关系设出直线的方程,利用设而不求的思想得到关于所求直线方程中未知数的方程,通过方程思想确定出所求的方程,注意对所求的结果进行验证和取舍.
试题解析:(1)直线PQ的方程为即直线PQ的方程为x+y-2=0,
C在PQ的中垂线即y=x-1上,
设C(n,n-1),则r2=|CQ|2=(n+1)2+(n-4)2,
由题意,有 ∴n2+12=2n2-6n+17,
∴n=1或5(舍去),r2=13或37(舍去),
∴圆C的方程为.
(2)设直线l的方程为x+y+m=0,由,消去y得2x2+(2m-2)x+m2-12=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=1-m,x1x2=
又∵以AB为直径的圆经过坐标原点∠AOB=90°,∴x1x2+y1y2=0
∴,将韦达定理的结果代入并整理化间得m2+m-12=0,
∴m=3或-4(均满足△>0),
∴l的方程为x+y+3=0或x+y-4=0.
已知椭圆+
=1(a>b>0)过点A(a,0),B(0,b)的直线倾斜角为
,原点到该直线的距离为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)斜率小于零的直线过点D(1,0)与椭圆交于M,N两点,若=2
求直线MN的方程;
(3)是否存在实数k,使直线y=kx+2交椭圆于P、Q两点,以PQ为直径的圆过点D(1,0)?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)由点A(a,0),B(0,b)的直线倾斜角为,可得
=
,
∵ab=
×
×
,得a=
,b=1,
∴椭圆方程是:+y2=1 (3分)
(2)设MN:x=ty+1(t<0)代入+y2=1,得(t2+3)y2+2ty-2=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),由=2
,得y1=-2y2.
由y1+y2=-y2=-,y1y2=
(6分)
得-2(
2t
t2+3
)2=,∴t=-1,t=1(舍去)
直线MN的方程为:x=-y+1即x+y-1=0 (8分)
(3)将y=kx+2代入+y2=1,得(3k2+1)x2+12kx+9=0(*)
记P(x3,y3),Q(x4,y4),PQ为直径的圆过D(1,0),则PD⊥QD,即(x3-1)(x4-1)+y3y4=0,
又y3=kx3+2,y4=kx4+2,得(k2+1)x3x4+(2k-1)(x3+x4)+5=0 ①
又x3+x4=-,x3x4=
,代入①解得k=-
(11分)
此时(*)方程△>0,∴存在k=-,满足题设条件. (12分)
求经过点A(-3,4),且在坐标轴上的截距互为相反数的直线l的方程.
正确答案
设直线在x、y轴上的截距分别为a和-a(a≠0),则直线l的方程为-
=1
∵直线过点A(-3,4)∴-
=1解得:a=-7
此时直线l的方程为x-y+7=0
当a=0时,直线过原点,设直线方程为y=kx,过点A(-3,4)
此时直线l的方程为y=-x
∴直线l的方程为:x-y+7=0或y=-x
已知圆C方程为:x2+y2=4.
(Ⅰ)直线l过点P(1,2),且与圆C交于A、B两点,若|AB|=2,求直线l的方程;
(Ⅱ)过圆C上一动点M作平行于x轴的直线m,设m与y轴的交点为N,若向量=
+
,求动点Q的轨迹方程,并说明此轨迹是什么曲线.
正确答案
解(Ⅰ)①当直线l垂直于x轴时,
则此时直线方程为x=1,l与圆的两个交点坐标为(1,)和(1,-
),
其距离为2满足题意(1分)
②若直线l不垂直于x轴,设其方程为y-2=k(x-1),即kx-y-k+2=0
设圆心到此直线的距离为d,则2=2
,得d=1(3分)
∴1=,k=
,
故所求直线方程为3x-4y+5=0
综上所述,所求直线为3x-4y+5=0或x=1(7分)
(Ⅱ)设点M的坐标为(x0,y0)(y0≠0),Q点坐标为(x,y)
则N点坐标是(0,y0)(9分)
∵=
+
,
∴(x,y)=(x0,2y0)即x0=x,y0=(11分)
又∵x02+y02=4,∴x2+=4(y≠0)
∴Q点的轨迹方程是+
=1(y≠0),(13分)
轨迹是一个焦点在y轴上的椭圆,除去长轴端点.(14分)
一直线L被两直线L1:2x-y+1=0,L2:3x-5y-5=0截得的线段的中点恰好是点P(1,2),求:
(1)求点P关于直线L1对称的点P′
(2)求直线L方程.
正确答案
(1)设点P′的坐标为(m,n),由 可得
,所以P′(
,
).
(2)设直线L与直线L1、L2分别交于E、F两点,设E点为(a,2a+1),则由线段的中点公式可得F为(2-a,3-2a),
将F代入L2得3(2-a)-5(3-2a)-5=0,解得a=2,所以F(0,-1),
根据P、F两点的坐标,利用两点式求得直线L的方程为:=
,即 3x-y-1=0.
求经过直线L1:3x+4y-5=0与直线L2:2x-3y+8=0的交点M,且满足下列条件的直线方程(求两已知直线的交点M(-1,2)
(1)与直线-2x+y+5=0平行;
(2)与直线4x+3y-6=0垂直.
正确答案
由,解得
.
所以交点M(-1,2);
(1)由条件所求直线与-2x+y+5=0平行,所以k=2,由y-2=2(x+1),
所以所求的直线方程为2x-y+4=0;
(2)由条件所求直线与4x+3y-6=0垂直,所以k=,由y-2=
(x+1),
所以所求直线方程为3x-4y+11=0.
已知点,
.在直线
上的找一点
,使
最小,并求出最小值.
正确答案
的坐标是
,
的最小值为
如图,由平面几何知,先作出与点关于
对称的点
,连结
,直线
与直线
的交点
即为所实.事实上,若点
是
上异于
的点,则
.
设与关于
对称的点是
.
因为,所以
.
所以,的方程为
,
即.
解方程组得
所以,线段交直线
于
.
所以,是
的中点,所以,
的坐标为
.
边结的直线方程为
.
解方程组得
所以点坐标为
.
此时,
.
所以,所求点的坐标是
,
的最小值为
.
已知△ABC的顶点坐标为A(4,0)、B(0,2)、C(3,3).
(Ⅰ) 求AB边上的高线所在的直线方程;
(Ⅱ) 求△ABC的面积.
正确答案
(Ⅰ)AB的斜率KAB==-
…(2分);
AB边高线斜率K=2 …(3分)
AB边上的高线方程为y-3=2(x-3)…(5分);
化简得2x-y-3=0.…(6分)
(Ⅱ)直线AB的方程为+
=1 即x+2y-4=0 …(7分)
顶点C到直线AB 的距离为d==
…(9分),
AB==2
…(11分)
∴△ABC的面积S△ABC=AB•d=
•2
•
=5.…(12分)
在△ABC中,已知点A(5,-2)、B(7,3),且边AC的中点M在y轴上,边BC的中点N在x轴上.
(1)求点C的坐标;
(2)求直线MN的方程.
正确答案
(1)设点C(x,y),
∵边AC的中点M在y轴上得=0,
∵边BC的中点N在x轴上得=0,
解得x=-5,y=-3.
故所求点C的坐标是(-5,-3).
(2)点M的坐标是(0,-),
点N的坐标是(1,0),
直线MN的方程是=
,
即5x-2y-5=0.
平面直角坐标系中,三角形ABC的三个顶点A(-3,0)、B(2,1)、C(-2,3),写出下列直线的一般式方程.
(1)BC边上中线AD;
(2)BC边的垂直平分线DE.
正确答案
(1)设BC中点D的坐标为(x,y),
因为B(2,1)、C(-2,3),
所以x==0,y=
=2.
因为BC边的中线AD过点A(-3,0),D(0,2)两点,
所以由截距式得AD所在直线方程为 +
=1,即2x-3y+6=0.
(2)由题意可得:BC的斜率k1=-,
所以BC的垂直平分线DE的斜率k2=2,
由斜截式得直线DE的方程为y=2x+2.
已知直线l:ax+(1-2a)y+1-a=0.
(1)当直线l在两坐标轴上的截距相等时,求a的值;
(2)当直线l不通过第一象限时,求a的取值范围.
正确答案
(1)由条件知,a≠0且a≠,在直线l的方程中,
令y=0得x=,令x=0得y=
∴=
,解得a=1或a=
.…(5分)
(2)(i)当a=时,直线l的方程为:
x+
=0.即x=-1,此时l不通过第一象限;
同理,当a=0时,l也不通过第一象限.…(9分)
(ii)当a≠且a≠0时,直线l的方程为:y=
x+
.
l不通过第一象限,即,解得0<a<
…(13分)
综上所述,当直线l不通过第一象限时,a的取值范围为0≤a≤.…(14分)
已知直线l经过两条直线l1:x+2y=0与l2:3x-4y-10=0的交点,且与直线l3:5x-2y+3=0垂直,求直线l的方程.
正确答案
联立方程,解得
,
故所求直线l过点(2,-1),
由直线l3:5x-2y+3=0的斜率为可知l的斜率为-
,
由点斜式方程可得:y-(-1)=-(x-2),
化为一般式可得直线l的方程为:2x+5y+1=0
抛物线C:y2=2px(p>0)上横坐标为3的点到焦点F的距离为4
(I)求p的值;
(Ⅱ)过抛物线焦点F的直线l与抛物线C交于A、B两点.若|AB|=8,求直线AB的方程.
正确答案
(I)根据抛物线方程可知准线方程为x=-,
∵横坐标为2的点到抛物线焦点的距离为3,根据抛物线的定义可知其到准线的距离为3
∴2+=3,p=2
故p为:2
(II)抛物线y2=4x,
∵过焦点F的直线l交抛物线于A、B两点,AB=8,
设AB的倾斜角为θ,
则 =8,
∴sinθ=,
∴k=tanθ=±1,
∴直线AB的方程是x±y-1=0.
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