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文檔簡介
專題43直線的方程(新高考專用)
目錄
【知識梳理】................................................................2
【真題自測】................................................................3
【考點(diǎn)突破】................................................................7
【考點(diǎn)11直線的傾斜角與斜率.................................................7
【考點(diǎn)2】求直線的方程......................................................12
【考點(diǎn)3)直線方程的綜合應(yīng)用................................................16
【分層檢測】...............................................................21
【基礎(chǔ)篇】.................................................................21
【能力篇】.................................................................29
【培優(yōu)篇】.................................................................33
考試要求:
1.在平面直角坐標(biāo)系中,結(jié)合具體圖形掌握確定直線位置的幾何要素.
2.理解直線的傾斜角和斜率的概念,掌握過兩點(diǎn)的直線斜率的計(jì)算公式.
3.掌握確定直線的幾何要素,掌握直線方程的幾種形式(點(diǎn)斜式、兩點(diǎn)式及一般式),了解斜截
式與一次函數(shù)的關(guān)系.
■,知識梳理
1.直線的傾斜角
⑴定義:當(dāng)直線/與X軸相交時(shí),我們以X軸為基準(zhǔn),X軸正向與直線/向上的方向之間所成
的角a叫做直線/的傾斜角;
(2)規(guī)定:當(dāng)直線/與x軸平行或重合時(shí),規(guī)定它的傾斜角為£;
(3)范圍:直線的傾斜角a的取值范圍是同0。?&<180。}.
2.直線的斜率
(1)定義:我們把一條直線的傾斜角a的正切值叫做這條直線的斜率,斜率常用小寫字母女表
zj、,即k一二tana.
⑵計(jì)算公式
①經(jīng)過兩點(diǎn)Pi(xi,yi),尸2(x2,y2)(xiWx2)的直線的斜率左=或二
X2.X]
②設(shè)P1(X1,>1),尸2。2,*)(其中X1—X2)是直線/上的兩點(diǎn),則向量P1P2=(尤2—九1,第一>1)以及
與它平行的向量都是直線的方向向量.若直線I的斜率為k,它的一個方向向量的坐標(biāo)為(x,y),
則女=±
3.直線方程的五種形式
名稱幾何條件方程適用條件
斜截式縱截距、斜率
與x軸不垂直的直線
點(diǎn)斜式過一點(diǎn)、斜率y—yo==(%—xo)
y-yix-xi與兩坐標(biāo)軸均不垂直
兩點(diǎn)式過兩點(diǎn)
yi12~-XI的直線
不過原點(diǎn)且與兩坐標(biāo)
截距式縱、橫截距~+j=l
a-b--軸均不垂直的直線
Ax+By+C=Q
一般式所有直線
(A2+B2#0)
|常用結(jié)論
1.直線的傾斜角a和斜率左之間的對應(yīng)關(guān)系:
2
c兀71兀
a00<a<22<?<7l
2
k0k>0不存在k<0
2.截距和距離的不同之處
“截距”是直線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值,它可正,可負(fù),也可以是零,而“距離”是一個非負(fù)
數(shù).
n真題自測
一、單選題
1.(2024?全國?高考真題)已知直線ox+力-。+26=0與圓C:尤?+y?+4y-1=0交于兩點(diǎn),則|48|的最
小值為()
A.2B.3C.4D.6
2.(2024?北京?高考真題)已知M={(尤,y)|y=x+?(x2-x),l<x<2,0<r<1}是平面直角坐標(biāo)系中的點(diǎn)集.設(shè)
d是“中兩點(diǎn)間距離的最大值,S是〃表示的圖形的面積,則()
A.d=3,S<1B.d=3,S>1
C.d=y/io,S<1D.J=710,S>1
3.(2024?北京?高考真題)圓Y+y2-2x+6y=0的圓心到直線x-y+2=0的距離為()
A.72B.2C.3D.30
4.(2024?全國?高考真題)已知6是。,。的等差中項(xiàng),直線依+勿+c=0與圓V+_/+-_]=。交于兩點(diǎn),
貝力28|的最小值為()
A.1B.2C.4D.245
5.(2023?全國?高考真題)過點(diǎn)(。,-2)與圓x2+〉2-4x-l=0相切的兩條直線的夾角為0,貝|sina=()
A.1B.姮c.叵D.邁
444
二、填空題
6.(2024?天津?高考真題)圓(x-iy+y=25的圓心與拋物線丁=2px(o>0)的焦點(diǎn)/重合,A為兩曲線的
交點(diǎn),則原點(diǎn)到直線AF的距離為.
參考答案:
1.C
【分析】根據(jù)題意,由條件可得直線過定點(diǎn)夕。,-2),從而可得當(dāng)PCLAB時(shí),的最小,結(jié)合勾股定理
代入計(jì)算,即可求解.
3
【詳解】因?yàn)橹本€分+勿-。+28=0,即a(x—l)+b(y+2)=0,令為一1=0,
則x=l,y=-2,所以直線過定點(diǎn)設(shè)網(wǎng)1,-2),
將圓C:尤2+;/+4);_1=0化為標(biāo)準(zhǔn)式為尤2+(>+2)2=5,
所以圓心C(0,—2),半徑廠=如,歸。=1
當(dāng)尸CLAB時(shí),MB|的最小,
此時(shí)\AB\=2^r2-|PC|2=2x后斤=4.
故選:C
2.C
y<x2
【分析】先以方為變量,分析可知所求集合表示的圖形即為平面區(qū)域卜之九,結(jié)合圖形分析求解即可.
l<x<2
【詳解】對任意給定2],則1)>0,且看《0』,
可矢口%W-x^<x+x2-x=x2,x<y<x2,
y<x2
再結(jié)合X的任意性,所以所求集合表示的圖形即為平面區(qū)域bNX
l<x<2
如圖陰影部分所示,其中A(1,1),B(2,2),C(2,4),
可知任意兩點(diǎn)間距離最大值J=|AC|=VW;
陰影部分面積SvSBcngxlxZnL
故選:C.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:數(shù)形結(jié)合的重點(diǎn)是“以形助數(shù)",在解題時(shí)要注意培養(yǎng)這種思想意識,做到心中有圖,見
數(shù)想圖,以開拓自己的思維.使用數(shù)形結(jié)合法的前提是題目中的條件有明確的幾何意義,解題時(shí)要準(zhǔn)確把
4
握條件、結(jié)論與幾何圖形的對應(yīng)關(guān)系,準(zhǔn)確利用幾何圖形中的相關(guān)結(jié)論求解.
3.D
【分析】求出圓心坐標(biāo),再利用點(diǎn)到直線距離公式即可.
【詳解】由題意得力2+y2—2%+6y=0,gp(x-1)2+(y+3)2=10,
|1—(—3)+2l/—
則其圓心坐標(biāo)為(1,-3),則圓心到直線x—y+2=0的距離為小2:(以312.
故選:D.
4.C
【分析】結(jié)合等差數(shù)列性質(zhì)將。代換,求出直線恒過的定點(diǎn),采用數(shù)形結(jié)合法即可求解.
【詳解】因?yàn)椤ㄒ睠成等差數(shù)列,所以2A=4+C,。=如—“,代入直線方程依+勿+。=0得
%一1=0[x=l
ax+by+2b—a=0即Q(x-l)+/?(y+2)=0,令y+2=0得]=-2
故直線恒過(1,-2),設(shè)P(l,-2),圓化為標(biāo)準(zhǔn)方程得:C:f+(y+2)2=5,
設(shè)圓心為C,畫出直線與圓的圖形,由圖可知,當(dāng)尸時(shí),|4B|最小,
|PC|=l,|AC|=|r|=75,此時(shí)\AB\=2\AP\=2>JAC2-PC2=2A/5^T=4.
【分析】方法一:根據(jù)切線的性質(zhì)求切線長,結(jié)合倍角公式運(yùn)算求解;方法二:根據(jù)切線的性質(zhì)求切線長,
結(jié)合余弦定理運(yùn)算求解;方法三:根據(jù)切線結(jié)合點(diǎn)到直線的距離公式可得左2+8左+1=0,利用韋達(dá)定理結(jié)合
夾角公式運(yùn)算求解.
【詳解】方法一:因?yàn)闋t+/-4>1=0,BP(X-2)2+/=5,可得圓心C(2,0),半徑“百,
過點(diǎn)尸(0,-2)作圓C的切線,切點(diǎn)為A3,
因?yàn)閨PC|=j22+(-21=2夜,則|尸A|=一產(chǎn)=粗,
5
可得sinZAPC=余=呼,cosZAPC=至當(dāng)
貝UsinZAPB=sin2ZAPC=2sinZAPCcosZAPC=2x叵x"=叵,
444
cosZAPB=cos2ZAPC=cos2ZAPC-sin2ZAPC=<0,
即4P3為鈍角,
sit;
所以sina=sin(7i-/APB)=
法二:圓尤2+y2-4x-l=0的圓心C(2,0),半徑廠=行,
過點(diǎn)尸(0,-2)作圓。的切線,切點(diǎn)為A,5,連接AB,
22
可得IPC|=^2+(-2)=2五,貝I]|尸山=歸同=Jpcf=V3,
因?yàn)閨以「+歸砰一2歸川.歸卻cosZAPS=|G4「+|CB「-2|04卜|。用cosZACB
S.ZACB=TI-ZAPB,貝U3+3-6COSZZ4PB=5+5-10COS(K-ZZ4PB),
即3—cosZAPB=5+5cosZAPB,解得cosZAPB=--<0,
4
即/APB為鈍角,貝!Jcosa=cos(7t-NAPB)=-cosNAP8=;,
且a為銳角,所以sina=Jl-cos2a=;
4
方法三:圓爐+尸-以_1=0的圓心C(2,0),半徑
若切線斜率不存在,則切線方程為x=0,則圓心到切點(diǎn)的距離d=2>r,不合題意;
若切線斜率存在,設(shè)切線方程為了=丘-2,即丘-y-2=0,
則1*3=非,整理得公+8左+1=0,且A=64—4=60>0
y/k2+l
設(shè)兩切線斜率分別為匕,《2,則尢+占=-8,勺右=1,
可得佝一&I=J(勺+.)2-4左他=2/,
所以tane=}=后,即至巴=后,可得costz='修,
1+勺&cosaV15
rn,|.22.2sir?。1
貝(Jsina+cosa=sma-\---------=1,
15
且a£(0㈤,貝!Jsina>0,解得sina=.
6
故選:B.
【分析】先求出圓心坐標(biāo),從而可求焦準(zhǔn)距,再聯(lián)立圓和拋物線方程,求A及AF的方程,從而可求原點(diǎn)到
直線AF的距離.
【詳解】圓(1)2+/=25的圓心為“1,0),故勺1即p=2,
由,(:一1)可得尤2+2尤-24=0,故X=4或尤=-6(舍),
y=4%
故A(4,士4),故直線4F:、=±:(》一1)即4彳一3丫-4=?;?彳+3丫-4=(),
故原點(diǎn)到直線質(zhì)的距離為d=H=",
55
_4
故答案為:—
?考點(diǎn)突破
【考點(diǎn)1】直線的傾斜角與斜率
一、單選題
1.(2022?貴州畢節(jié)?三模)曲線y=l+6二7與直線(2后+1卜-(左+1"+1=0有兩個交點(diǎn),則實(shí)數(shù)2的取值范圍
為()
A.(0,+e)B.(0,;C.D.
2.(2024高二上?全國?專題練習(xí))已知直線區(qū)-y+2=0和以河(3,-2),N(2,5)為端點(diǎn)的線段相交,則實(shí)數(shù)
左的取值范圍為()
(41「3
二、多選題
3.(2024?山東?二模)己知直線/:尤+一根+2=0,圓C:(x-l)2+(y—2)2=5,則下列說法正確的是()
7
A.直線/恒過定點(diǎn)(-2,1)B.直線/與圓C相交
C.當(dāng)直線/平分圓C時(shí),m=-3D.當(dāng)點(diǎn)C到直線/距離最大值時(shí),機(jī)=g
4.(2024?江西?模擬預(yù)測)已知集合4={(尤,切尤+?+2。=。},8={(x,y)麻+0-1=0},則下列結(jié)論正確
的是()
A.Va£R,B.當(dāng)a=—1時(shí),AcBu,11一萬]
C.當(dāng)A3=0時(shí),a=lD.3aeR,使得A=5
三、填空題
5.(2023?江蘇?模擬預(yù)測)設(shè)左ER,直線4:kx+y-k=0,直線(:x-ky+2k-3=0,記4,4分別過定點(diǎn)A5,
且4與4的交點(diǎn)為C,則|AC|+\BC\的最大值為.
6.(2022高二?全國?專題練習(xí))已知兩點(diǎn)以(0,-5)、N(4,3),給出下列曲線方程:①%+2y+l=0;②
22
(x+l)2+(y+l)2=2;③\+y2=l;④亍-丁=1.則曲線上存在點(diǎn)P滿足1PM=|PN|的方程的序號是
參考答案:
1.D
【分析】根據(jù)直線過定點(diǎn)的求法可求得直線恒過(1,2);由曲線方程可確定圖形,采用數(shù)形結(jié)合的方式可確
定直線斜率的取值范圍,由此可構(gòu)造不等式求得左的取值范圍.
[詳角軍]由(2k+1)工_(左+l)y+1=0得:(2x—y)左+x—y+l=0,
令'八,解得:。,二直線(2左+1)%-住+i)y+「。恒過定點(diǎn)1,2);
[x-y+l=0[y=2
由y=1+J1-?得:x2+(y—1)2=l(y>1),
由此可得曲線丁=1+m=7的圖形如下圖所示,
8
-Io
由圖形可知:當(dāng)直線過點(diǎn)(-M)時(shí),直線斜率為普=2,
若直線與曲線有兩個不同交點(diǎn),則直線斜率的取值范圍為,
即0<駕<[,解得:-1<%<-:,即實(shí)數(shù)后的取值范圍為-
女+1223
故選:D.
2.C
【分析】根據(jù)題意可知直線履-y+2=0恒過定點(diǎn)A(0,2),根據(jù)斜率公式結(jié)合圖象分析求解.
【詳解】因?yàn)橹本€區(qū)-y+2=0恒過定點(diǎn)A(o,2),如圖.
故選:C.
3.ACD
【分析】對于A,將直線方程變形即可進(jìn)一步判斷;對于B,舉反例即可判斷;對于C,將圓心坐標(biāo)代入直
線方程即可驗(yàn)算參數(shù)機(jī);對于D,當(dāng)點(diǎn)。到直線/距離最大值時(shí),有PC,/,結(jié)合它們的斜率關(guān)系即可判斷.
[詳解]對于A,/:1+切_根+2=0即%+2+根(y—1)=0,令、_1=0,有y=l,%=—2,所以直線/恒
過定點(diǎn)P(-2,1),故A正確;
對于B,圓C:(%-1)2+(y—2)2=5的圓心、半徑為=6,
9
點(diǎn)C(l,2)至!]直線/:尤+“少一機(jī)+2=0的是巨離為d=
2_(m+3)2§_-4m2+6m+4_-2(m-2)(2m+l)
從而笛-廠
1+m21+m21+m2
取力=2,則此時(shí)有“=廠,故B錯誤;
對于C,當(dāng)直線/平分圓C時(shí),有點(diǎn)C(l,2)在直線/:無+歿一機(jī)+2=。上,
也就是說有1+2m-a+2=0成立,解得根=-3,故C正確;
對于D,點(diǎn)C到直線/距離滿足1<|尸。,等號成立當(dāng)且僅當(dāng)尸C_U,
,2-11
而PC的斜率為&==3,
所以當(dāng)?shù)忍柍闪r(shí)有。解得機(jī)=〈,故D正確.
3km)3
故選:ACD.
4.AB
【分析】對于A:根據(jù)直線方程分析判斷;對于B:根據(jù)題意求直線交點(diǎn)即可;對于C:根據(jù)空集的定義結(jié)
合直線平行運(yùn)算求解;對于D:根據(jù)直線重合分析求解.
【詳解】對于選項(xiàng)A:因?yàn)椤?-+2a=0表示過定點(diǎn)(0,-2),且斜率不為。的直線,
可知A={(x,y)|x+ay+2a=0}表示直線x+ay+2a=0上所有的點(diǎn),
所以VaeR,Aw0,故A正確;
對于選項(xiàng)B:當(dāng)口=-1時(shí),則A={(尤,y)|x-y-2=。},B={(x,y)|x+y+l=o},
'1
聯(lián)立方程「解得2所以AcB=,m,B正確;
[x+y+l=03&22)\
V~~2
對于選項(xiàng)C:當(dāng)A3=0時(shí),則有:
若5=0,則。=0;
若可知直線無+ay+2a=0與直線依+@-1=0平行,且。彳0,
可得_1=0力§,解得“=1;
綜上所述:a=0或。=1,故C錯誤;
對于選項(xiàng)D:若A=3,由選項(xiàng)C可知awO,且工=9==,無解,故D錯誤.
aa—1
故選:AB.
5.4
10
【分析】根據(jù)題意得到直線4恒過定點(diǎn)41,。),直線6恒過定點(diǎn)5(3,2),以及直線4與4的斜率,得到4,/
求得|AC「+忸[2=8,結(jié)合忸I(lǐng))219Aq2+怛c『),即可求解.
【詳解】由直線乙:丘+y-左=。,可化為Mx—D+y=O,可直線“亙過定點(diǎn)41,0),
直線4:x-外+2%-3=0,可化為無一3-以丫-2)=0,可得直線4恒過定點(diǎn)8(3,2),
又由直線4的斜率為-3直線4的斜率為:,因?yàn)樗?口,
kk
因?yàn)?與,2的交點(diǎn)為c,所以IAC「+\BCf=\A^=8,
又由yq?Bc|yw;(aq2+怛c「)=4,所以忸q。,則人。+忸q44,
當(dāng)且僅當(dāng)|AC|=|3cl時(shí),等號成立,
所以|4。+忸。的最大值為4.
故答案為:4.
6.②③/囪回
【分析】首先可根據(jù)|MP|=|MP|得出點(diǎn)尸在線段MN的中垂線上,然后求出線段MN的中垂線方程為
>=最后依次判斷四個曲線是否與y=-3x有交點(diǎn)即可得出結(jié)果.
【詳解】因?yàn)辄c(diǎn)P滿足|P"|=|PN],所以點(diǎn)尸在線段MN的中垂線上,
線段時(shí)V中點(diǎn)坐標(biāo)為(2,-1),&^=三*=2,中垂線的斜率上=-1,
11
故線段腦V的中垂線方程為y+l=-](%-2),即y=-
因?yàn)榍€上存在點(diǎn)尸滿足1PM=|PN|,所以曲線與尸-;x有交點(diǎn),
對于①:x+2y+l=0與y=-;x,平行,故不滿足題意;
對于②:圓(x+l)2+(y+l『=2的圓心為(TT),半徑為0,
同、/11、云tl1J.L,nr-^-7|—1—2I33^/5145150rr
圓心(-1,-1)至Uy=——x的距禺d=?-=—1==--=------<------=,2=R,
2也2+『石555
故圓(x+iy+(y+iy=2與y=相交,滿足題意;
fx22一
—y—12
對于③:聯(lián)立41,整理得5=1,方程有解,滿足題意;
11
對于④:聯(lián)立4;,整理得0=1,不成立,故不滿足題意.
12
故答案為:②③.
反思提升:
(1)斜率的兩種求法:定義法、斜率公式法.
(2)傾斜角和斜率范圍求法:①圖形觀察(數(shù)形結(jié)合);②充分利用函數(shù)左=tana的單調(diào)性.
【考點(diǎn)2】求直線的方程
一、單選題
1.(2023?江蘇淮安?模擬預(yù)測)在平面直角坐標(biāo)系xOv中,直線/通過原點(diǎn),;7=(3,4)是/的一個法向量,則
直線/傾斜角的余弦值為()
,4433
A.B.-C.-D."-
5555
2.(2024?全國,模擬預(yù)測)已知曲線〃力=出在點(diǎn)(1,〃功處的切線為/,貝心在'軸上的截距為()
A.-2B.-1C.1D.2
二、多選題
3.(2023?浙江寧波?一模)已知直線/:〃?x-y+2〃?+l=0(加>0)與圓。:V+丁=4相交于兩點(diǎn),與
兩坐標(biāo)軸分別交于CD兩點(diǎn),記VAO3的面積為△COD的面積為$2,則()
A.S]V2B.存在機(jī),使星=3C.|AB|>^D.存在機(jī),使卜|CE>|
4.(2024?黑龍江哈爾濱,模擬預(yù)測)已知圓C:(x-2)2+y2=4,直線/:(m+l)x+2y-3-m=0(meR),
則()
A.直線/恒過定點(diǎn)(LI)
B.存在實(shí)數(shù)7”,使得直線/與圓C沒有公共點(diǎn)
C.當(dāng)相=-3時(shí),圓C上恰有兩個點(diǎn)到直線/的距離等于1
D.圓C與圓/+丁-2尤+分+1=0恰有兩條公切線
三、填空題
5.(2024?天津河?xùn)|?一模)已知過點(diǎn)玳4,-3)的直線(不過原點(diǎn))與圓。:爐+("5)2=。相切,且在x軸、y
軸上的截距相等,貝M的值為.
6.(2023?江西南昌?一模)函數(shù)〃尤)=丁-如在尤=1處的切線平行于直線無一y—1=0,則切線在y軸上的
截距為.
12
參考答案:
1.A
3
【分析】設(shè)直線’的傾斜角為巴依題意可得tan°=-“再根據(jù)同角三角函數(shù)的基本關(guān)系計(jì)算可得
【詳解】因?yàn)橹本€/通過原點(diǎn),2=(3,4)是/的一個法向量,
3
所以直線/的方程為3%+4y=。,設(shè)直線/的傾斜角為6,貝Ijtan6=-二,
4
八sin63
tanv=----=—「,4
又,cos。4且0。<6><180。,解得cosO=——.
sin26>+cos20=15
故選:A
2.B
【分析】利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線斜率,代入點(diǎn)斜式得直線方程,令x=0即可求解.
【詳解】由〃x)=xlnx得/'("=3+1,所以直線/的斜率左=_/''⑴=1,
又f(l)=O,所以直線/的方程為y=x-l,令x=0,得y=-l,即/在V軸上的截距為-1.
故選:B
3.ABC
【分析】運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想,結(jié)合面積公式和點(diǎn)到直線距離,兩點(diǎn)間距離,直線與圓弦長公式即可.
3
【詳解】A.直線/:mx-y+—m+l=0(m>0),
3
當(dāng)x=0時(shí),y=—m+l,
31
當(dāng))=0時(shí),%=-----,
2m
所以|CZ)|=」(』+工)2+(35+1)2,
N2m2
因?yàn)閳A心為。(。,。)/=2,
—m+1
2
所以圓心到直線的距離4=
y/m2+1
AB
所以根據(jù)直線被圓截得的弦長公式有I+d2=4,
解得|AB|=2,4-筋,
所以S1二3陰xd="d2x4=/4二)+”=2,
13
—m+1
當(dāng)且僅當(dāng)4一d2=」2即d=0,即1=2=V2,
yjm2+1
解得根=2\/10-6時(shí)取得等號.
所以岳42,故A正確.
3
B.直線/:+—m+l=O(m>0),
3
當(dāng)x=0時(shí),y=—m+l;
31
當(dāng)y=0時(shí),%=--,
2m
所以
T*嗚+:)
=-----1-3)
24m
2一
當(dāng)機(jī)=§時(shí),02=3,故B正確.
3a
C.直線/:如-丁+不加+l=0(m>0)過定點(diǎn)尸(一]」)在圓內(nèi),
因?yàn)閳AO:/+>2=4,圓心為。(0,0)/=2,
—m+1
所以圓心到直線的距離4=2
dm2+1
因?yàn)閨4用=2,4-相22,4-|尸0『=2卜’=5
當(dāng)且僅當(dāng)/LOP時(shí),d=|PO|,所以/被截得的弦長最短|AB|=G,
所以|45巧道.故C正確.
D.要使|A5|=|CD|,則A3與。。重合,
此時(shí)AB的直線方程為V=x+2不過定點(diǎn)尸(-;,1),
故D錯.
故選:ABC.
4.ACD
14
【分析】求出直線/過的定點(diǎn)判斷A;判斷定點(diǎn)與圓的位置關(guān)系判斷B;求出圓心到直線距離判斷C;判斷
圓與圓的位置關(guān)系判斷D.
fx—1=0fx=l
【詳解】對于A,直線/的方程為(x-l)〃z+x+2y-3=0,由。八,得,,
[x+2y-3=0[y=l
直線/過定點(diǎn)(1,1),A正確;
對于B,X(l-2)2+l2=2<4,即定點(diǎn)(-M)在圓C內(nèi),則直線/與圓C相交,有兩個交點(diǎn),B錯誤;
對于C,當(dāng)〃?=一3時(shí),直線/:x-y=0,圓心C(2,0)到直線/的距離為d=B獸=0,
V2
而圓C半徑為2,且2-0<1,因此恰有2個點(diǎn)到直線/的距離等于1,C正確;
對于D,圓Y+y2-2x+8y+l=0化為(x-iy+(y+4)2=16,
圓尤2+-2x+8y+1=0的圓心為(1,-4),半徑為4,
兩圓圓心總巨為4-2=2<d'=J(l-2)2+(-4-0)2=歷<6=4+2,
兩圓相交,因此它們有兩條公切線,D正確.
故選:ACD.
5.18
【分析】確定直線的方程,根據(jù)直線和圓相切可得圓心到直線的距離等于半徑,列式求解,即得答案.
【詳解】由題意知過點(diǎn)P(4,-3)的直線(不過原點(diǎn))在X軸、y軸上的截距相等,
設(shè)該直線方程為x+y=6,將尸(4,-3)代入得6=1,即直線方程為x+y=l,
由于該直線與C:x?+(y+5)2=a,(a>0)相切,圓心為(0,-5),半徑為新,
故-~~_-=yfu,=18,
故答案為:18
6.-2
【分析】由題意了")=1,求得。=2,所以/(x)=V-2x,貝=進(jìn)而求出函數(shù)在無=1處的
切線方程,從而得解.
【詳解]尸(龍)=3f_q,由題意r(l)=3_a=l,即4=2,
所以"x)=V_2x,則八1)=-1,
故函數(shù)〃尤)在x=l處的切線方程為V-=即y=x-2,
15
則切線在y軸上的截距為-2.
故答案為:-2.
反思提升:
⑴求直線方程一般有以下兩種方法:
①直接法:由題意確定出直線方程的適當(dāng)形式,然后直接寫出其方程.
②待定系數(shù)法:先由直線滿足的條件設(shè)出直線方程,方程中含有待定的系數(shù),再由題設(shè)條件求
出待定系數(shù),即得所求直線方程.
(2)在求直線方程時(shí),應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)男问?,并注意各種形式的適用條件,特別是對于點(diǎn)斜式、
截距式方程,使用時(shí)栗注意分類討論思想的運(yùn)用.
【考點(diǎn)3】直線方程的綜合應(yīng)用
一、單選題
1.(2022?安徽黃山?二模)已知拋物線。:丫2=2.(0>0)的焦點(diǎn)為歹,過點(diǎn)R(2,l)的直線/與拋物線C交于
A、8兩點(diǎn),R為線段A3的中點(diǎn),若|陽+|FB|=5,則直線/的斜率為()
1
A.-B.1C.2D.4
2
2.(2024?陜西商洛?三模)已知產(chǎn)(%,%)是圓C:d+y2-2x-2y+l=0上任意一點(diǎn),則的最大值為()
1-4-J7-4+77
A.-2B.——C.7D.7
233
二、多選題
3.(2024?黑龍江哈爾濱?模擬預(yù)測)已知圓C:(X-2)2+/=4,直線/:(m+l)x+2y-3-m=0(meR),
貝IJ()
A.直線/恒過定點(diǎn)(LI)
B.存在實(shí)數(shù)修,使得直線/與圓C沒有公共點(diǎn)
C.當(dāng)m=-3時(shí),圓C上恰有兩個點(diǎn)到直線/的距離等于1
D.圓C與圓/+9-2工+8了+1=0恰有兩條公切線
4.(2021?江蘇常州?模擬預(yù)測)已知函數(shù)/(x)=77W+|x_l|,則下列結(jié)論正確的是()
A.在區(qū)間(一*0)上單調(diào)遞減,(1,內(nèi))上單調(diào)遞增
B.的最小值為近,沒有最大值
C.存在實(shí)數(shù)/,使得函數(shù)/(x)的圖象關(guān)于直線x=/對稱
D.方程f(x)=2的實(shí)根個數(shù)為2
三、填空題
16
5.(2022?黑龍江齊齊哈爾?二模)已知直線/:依->+1+2左=0,若直線/在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,則實(shí)數(shù)
上的值為;若直線/不經(jīng)過第三象限,則左的取值范圍是.
6.(22-23高二上?江蘇鹽城?期中)已知尸、。分別在直線4:X-y+1=0與直線/?:彳-y-1=0上,且尸。,4,
點(diǎn)A(T,4),3(4,0),則|AP|+|尸回的最小值為.
參考答案:
1.B
【分析】設(shè)出點(diǎn)A,2的坐標(biāo),利用拋物線定義結(jié)合已知求出p,再借助斜率坐標(biāo)公式計(jì)算作答.
【詳解】設(shè)拋物線。:丁=2/(2>0)的準(zhǔn)線為:x=_g
因R(2,l)為線段AB的中點(diǎn),則%+々=4,又照+閥=玉+春+赴+5=4+°=5,解得p=l,
則拋物線C的方程為:/=2x,有%=g,々=貴,%+%=2,顯然直線/的斜率存在,
22
/「-一%Xf2
所以直線/的斜率一百一々一豆一或一%+%一?
E一萬
故選:B
2.D
y+1/、
【分析】'n的幾何意義為直線人(》-3)-'-1=0的斜率,再根據(jù)直線與圓得交點(diǎn)即可得出答案.
【詳解】設(shè)%=變形可得女伍一3)-%-1=0,
%一J
則”的幾何意義為直線3)-y-1=0的斜率,
HC:x2+y2-2x-2y+l=0{t^C:(x-l)2+(y-l)2=1,
所以圓C的圓心為(1,1),半徑為1.
因?yàn)镻g4。)是圓。:/+丁-2-2丫+1=0上任意一點(diǎn),
所以圓C與直線左(彳-3)-y-1=0有公共點(diǎn),即圓的圓心C(l,l)到直線左"-3)-丁-1=。的距離不大于圓C
的半徑,
所以叫注』vi,解得士心(士立,
VF+133
即”的最大為士立.
5-33
故選:D.
3.ACD
17
【分析】求出直線/過的定點(diǎn)判斷A;判斷定點(diǎn)與圓的位置關(guān)系判斷B;求出圓心到直線距離判斷C;判斷
圓與圓的位置關(guān)系判斷D.
fx—1=0fx=l
【詳解】對于A,直線/的方程為(x-l)〃z+x+2y-3=0,由。八,得,,
[x+2y-3=0['=1
直線/過定點(diǎn)(1,1),A正確;
對于B,X(l-2)2+l2=2<4,即定點(diǎn)(-M)在圓C內(nèi),則直線/與圓C相交,有兩個交點(diǎn),B錯誤;
對于C,當(dāng)〃?=一3時(shí),直線/:x-y=0,圓心C(2,0)到直線/的距離為1=匕0=應(yīng),
V2
而圓C半徑為2,且2-收<1,因此恰有2個點(diǎn)到直線/的距離等于1,C正確;
對于D,圓Y+y2-2x+8y+l=0化為(x-iy+(y+4)2=16,
圓龍2+V-2x+8y+1=0的圓心為(1,-4),半徑為4,
兩圓圓心濕巨為4-2=2<d'="(l-2)2+(-4-0)2=歷<6=4+2,
兩圓相交,因此它們有兩條公切線,D正確.
故選:ACD.
4.ABD
【分析】根據(jù)題意畫出圖形,利用動點(diǎn)到兩定點(diǎn)的距離之和的變化可判定A正確;求出最小值,分析無最
大值,可判定B正確;由對稱性的定義,可判定C不正確;由單調(diào)性和函數(shù)值的關(guān)系,可判定D正確.
【詳解】由題意,函數(shù)/(X)=,尤2+]+|尤_1|=小(尤_0)2+(0_1)2+J(尤_])2+(0_0)2,
可理解為動點(diǎn)尸(羽0)到兩個定點(diǎn)A(0,D,B(l,0)的距離之和,
如圖所示,
當(dāng)x<0時(shí),隨著尤的增大,尸越靠近原點(diǎn)。時(shí),P4越小,則上4+PB越小,
即外力越小,函數(shù)/(X)在(f,。)上單調(diào)遞減,
當(dāng)x>l時(shí),隨著尤的增大,尸越靠近原點(diǎn)3時(shí),P4越大,則B4+P3越大,
即/(X)越大,函數(shù)/(X)在(1,y)上單調(diào)遞增,所以A正確;
當(dāng)點(diǎn)尸與點(diǎn)B重合時(shí),B4+PB取得最小值&,點(diǎn)尸越向左遠(yuǎn)離?;蛳蛴疫h(yuǎn)離3時(shí),R4+R5越大,無最大
值,,即函數(shù)/'(X)有最小值正,無最大值,所以B正確;
當(dāng)點(diǎn)尸與點(diǎn)B重合時(shí),B4+P3取得最小值若函數(shù)f(x)有對稱軸,則對稱軸的方程為x=l,而
/(0)=2,/(2)=V5+l,可得〃0尸/(2),則x=l不是對稱軸,
18
所以存在實(shí)數(shù)f,使得函數(shù)/■(%)的圖象關(guān)于x=f對稱是錯誤的,所以C不正確;
因?yàn)槭c點(diǎn)。重合時(shí),F(xiàn)(x)=2,當(dāng)尤<0時(shí),〃x)>2;當(dāng)0<x<l時(shí),/(x)e(>/2,2);當(dāng)尤>1時(shí),〃尤)>0,
由〃x)在(1,內(nèi))上單調(diào)遞增,所以存在/>0,使得〃力=2的實(shí)根個數(shù)為2,所以D正確.
故選:ABD.
【分析】分別令x=0和、=0求出直線在兩坐標(biāo)軸上的截距,利用截距相等解方程求出左的值;先分析/過定
點(diǎn),然后根據(jù)條件結(jié)合圖示判斷出直線斜率滿足的不等式,由此求解出左的取值范圍.
【詳解】因?yàn)橹本€/在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,所以4力。,
在^kx—y+1+2k—0中,
令x=0,得y=l+2左,令y=。,得%=-2-?,
k
依題意可得1+24=-2-:,即2左2+32+1=0,
k
解得%=-!或k=-1;
2
/、鼠+2=0
直線/的方程可化為M%+2)—y+i=。,所以j_y+i=o,
所以[y=l,所以直線/過定點(diǎn)”J2,1),
所以《“=-;,由直線/:履一y+l+2k=°可得:y^kx+2k+\,
若/不經(jīng)過第三象限,則-左V0,
故答案為:-1或-g;---<k<0.
22
6.回+夜/夜+屈
【分析】利用線段的等量關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)化,找到|AP|+|QB|最小值即為所求.
【詳解】由直線《與乙間的距離為0得|PQ|=應(yīng),過3(4,0)作直線/垂直于4:x-y+l=0,如圖,
19
則直線/的方程為:y=r+4,將3(4,0)沿著直線/往上平移④個單位到?點(diǎn),有?(3,1),
連接A8交直線4于點(diǎn)尸,過尸作尸。,/?于。,連接80,有刖'//打2,|88'|=|尸。|,即四邊形22'尸。為平
行四邊形,
則|PB'\=\BQ\,即有|朋+|照=|用+|尸陰=jAB1,顯然[AB]是直線4上的點(diǎn)與點(diǎn)A,B距離和的最小值,
因此|AP|+|Q卻的最小值,即|知+陷]的最小值W|,而網(wǎng)|=J(-4-3),(4-以=屈,
所以|AP|+|P0+|QB|的最小值為|相[+|尸。=屈+夜
故答案為:758+72
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:(1)合理的利用假設(shè)可以探究取值的范圍,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S是驗(yàn)證的必要過程.
(2)轉(zhuǎn)化與劃歸思想是解決距離最值問題中一種有效的途徑.
(3)數(shù)形結(jié)合使得問
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