- 直线的方程
- 共3297题
已知直线l被直线l1:2x+y+1=0与l2:x-2y-3=0截得的线段中点恰好为坐标原点.
(1)求直线l的方程;
(2)若抛物线y=ax2-1(a≠0)上总不存在关于l对称的两点,求实数a的取值范围.
正确答案
(1)设l1与l的交点P(a,-2a-1),l2与l的交点Q(2b+3,b)
则
∴b=-1,则Q(1,-1),
故l的方程为:x+y=0(6分)
(2)设抛物线上存在两点M(x1,y1),N(x2,y2)关于直线l:x+y=0对称
设lMN:y=x+t线段MN的中点位A(x0,y0)
由得ax2-x-t-1=0(8分)
△=1+4a(t+1)>0①
且x^+x^=x^x^=-
∴x0=
y0=
+t∴A(
,
+t)(10分)
中点A(,
+t)在直线x+y=0上∴
+
+t=0即t=-
代入①得:a>
即当a>时,抛物线上存在两点关于直线l:x+y=0对称,
故抛物线上不存在两点关于直线l:x+y=0对称时,a≤且a≠0(14分)
已知△ABC的三个顶点分别为A(2,3),B(-1,-2),C(-3,4),求
(Ⅰ)BC边上的中线AD所在的直线方程;
(Ⅱ)△ABC的面积.
正确答案
(Ⅰ)由已知得BC中点D的坐标为D(-2,1),∴中线AD所在直线的方程是=
,
即 x-2y+4=0.
(Ⅱ)∵BC==2
,直线BC的方程是
=
,即 3x+y+5=0,
点A到直线BC的距离是 d==
,∴△ABC的面积是S=
BC•d=14.
已知直线l1:ax+3y+1=0,l2:x+(a-2)y+a=0.
(1)若l1⊥l2,求实数a的值;
(2)当l1∥l2时,求直线l1与l2之间的距离.
正确答案
(1)由l1⊥l2可得:a+3(a-2)=0,…4分
解得a=;…6分
(2)当l1∥l2时,有,…8分
解得a=3,…9分
此时,l1,l2的方程分别为:3x+3y+1=0,x+y+3=0即3x+3y+9=0,
故它们之间的距离为d==
.…12分.
设椭圆+
=1(a>b>0)的左焦点为F1(-2,0),左准线l1与x轴交于点N(-3,0),过点N且倾斜角为30°的直线l交椭圆于A、B两点.
(1)求直线l和椭圆的方程;
(2)求证:点F1(-2,0)在以线段AB为直径的圆上;
(3)在直线l上有两个不重合的动点C、D,以CD为直径且过点F1的所有圆中,求面积最小的圆的半径长.
正确答案
(1)直线l:y=(x+3),
由已知c=2及=3,解得a2=6,
∴b2=6-22=2.
x2+3y2-6=0,①
∴椭圆方程为+
=1.
(2) y=(x+3),②
将②代入①,整理得2x2+6x+3=0.③
设A(x1,y1)、B(x2,y2),
则x1+x2=-3,x1x2=.
∵•
=(x1+2,y1)•(x2+2,y2)=(x1+2)(x2+2)+y1y2
=x1x2+2(x1+x2)+4+[x1x2+3(x1+x2)+9]=
x1x2+3(x1+x2)+7=0,
∴F1A⊥F1B.则∠AF1B=90°.
∴点F1(-2,0)在以线段AB为直径的圆上.
(3)面积最小的圆的半径长应是点F1到直线l的距离,设为r.
∴r==
为所求.
经过圆x2+2x+y2=0的圆心C,且与直线x+y=0垂直的直线方程是______.
正确答案
易知点C为(-1,0),而直线与x+y=0垂直,我们设待求的直线的方程为y=x+b,将点C的坐标代入马上就能求出参数b的值为b=1,故待求的直线的方程为x-y+1=0.
故答案为:x-y+1=0.
选修4-2:矩阵与变换
在平面直角坐标系xoy中,求圆C的参数方程为(θ为参数,r>0),以O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为ρcos(θ+
)=2
,若直线l与圆C相切,求r的值.
正确答案
由ρcos(θ+)=2
,得ρ(
cosθ-
sinθ)=2
,
即ρcosθ-ρsinθ-4=0,即x-y-4=0,
所以直线的普通方程为x-y-4=0,
由,得
,①2+②2得,(x+1)2+y2=r2,
所以圆的普通方程为(x+1)2+y2=r2,
由题设知:圆心C(-1,0)到直线l的距离为r,即r==
,
即r的值为.
求经过两条直线2x-y-3=0和4x-3y-5=0的交点,并且与直线2x+3y+5=0垂直的直线方程.
正确答案
由已知得:,解得两直线交点为(2,1),
∵直线2x+3y+5=0的斜率为-,
∴所求直线的斜率为;
故所求直线的方程为y-1=(x-2),即3x-2y-4=0.
如图,已知三角形的顶点为A(2,4),B(0,-2),C(-2,3),
(Ⅰ)求直线AB的方程;
(Ⅱ)求AB边上的高所在直线的方程.
正确答案
(I)由已知直线AB的斜率kAB==3…(3分)
∴直线AB的方程为:3x-y-2=0…(5分)
(II)依题意,由(I)可得AB边上的高所在的直线斜率为k=-…(8分)
又直线过点C(-2,3)
所以,所求直线为y=-x+
,即x+3y-7=0…(10分)
已知椭圆w的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长为4,离心率为,△ABC的顶点A,B在椭圆w上,C在直线l:y=x+2上,且AB∥l.
(1)求椭圆w的方程;
(2)当AB边通过坐标原点O时,求AB的长及△ABC的面积;
(3)当∠ABC=90°,且斜边AC的长最大时,求AB所在直线的方程.
正确答案
(Ⅰ)设椭圆方程为+
=1,依题意可知a=2,
=
,∴b=
=
∴椭圆w的方程为x2+3y2=4.
(Ⅱ)因为AB∥l,且AB边通过点(0,0),所以AB所在直线的方程为y=x.
设A,B两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2).
由得x=±1.
所以|AB|=|x1-x2|=2
.
又因为AB边上的高h等于原点到直线l的距离.
所以h=,S△ABC=
|AB|•h=2.
(Ⅲ)设AB所在直线的方程为y=x+m,
由得4x2+6mx+3m2-4=0.
因为A,B在椭圆上,
所以△=-12m2+64>0.
设A,B两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
则x1+x2=-,x1x2=
,
所以|AB|=|x1-x2|=
.
又因为BC的长等于点(0,m)到直线l的距离,即|BC|=.
所以|AC|2=|AB|2+|BC|2=-m2-2m+10=-(m+1)2+11.
所以当m=-1时,AC边最长,(这时△=-12+64>0)
此时AB所在直线的方程为y=x-1.
已知A(x1,y1),B(x2,y2)是抛物线y2=4x上相异两点,且满足x1+x2=2.
(Ⅰ)AB的中垂线经过点P(0,2),求直线A的方程;
(Ⅱ)AB的中垂线交x轴于点M,△AMB的面积的最大值及此时直线AB的方程.
正确答案
方法一:
(I)当AB垂直于x轴时,显然不符合题意,
所以设直线AB的方程为y=kx+b,代入方程y2=4x得:k2x2+(2kb-4)x+b2=0
∴x1+x2==2,…(2分)
得:b=-k,
∴直线AB的方程为y=k(x-1)+,
∵AB中点的横坐标为1,
∴AB中点的坐标为(1,) …(4分)
∴AB的中垂线方程为y=-(x-1)+
=-
x+
,
∵AB的中垂线经过点P(0,2),故=2,得k=
…(6分)
∴直线AB的方程为y=x-
,…(7分)
(Ⅱ)由(I)可知AB的中垂线方程为y=-x+
,
∴M点的坐标为(3,0)…(8分)
因为直线AB的方程为k2x-ky+2-k2=0,
∴M到直线AB的距离d==
…(10分)
由得
y2-ky+2-k2=0,
y1+y2=,y1y2=
,
|AB|=|y1-y2|=
…(12分)
∴S△AMB=4(1+)
,设
=t,则0<t<1,
S=4t(2-t2)=-4t3+8t,S′=-12t2+8,由S′=0,得t=,
即k=±时Smax=
,
此时直线AB的方程为3x±y-1=0.…(15分)
(本题若运用基本不等式解决,也同样给分)
法二:
(1)根据题意设AB的中点为Q(1,t),则kAB==
…(2分)
由P、Q两点得AB中垂线的斜率为k=t-2,…(4分)
由(t-2)•=-1,得t=
,…(6分)
∴直线AB的方程为y=x-
,…(7分)
(2)由(1)知直线AB的方程为y-t=(x-1),…(8分)
AB中垂线方程为y-t=-(x-1),中垂线交x轴于点M(3,0),
点M到直线AB的距离为d==
,…(10分)
由得:4x2-8x+(t2-2)2=0,
∴|AB|=|x1-x2|=
,x1+x2=2,x1x2=
∴S=|AB|•d=
=
≤
=
,
当t2=时,S有最大值
,此时直线AB方程为3x±
y-1=0…(15分)
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