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选择性必修一

第18讲 2.3直线的交点坐标与距离公式

学习目标

第18讲 2.3直线的交点坐标与距离公式

(2.3.1两条直线的交点坐标+2.3.2两点间的距离公式

+2.3.3点到直线的距离公式+2.3.4两条平行线间的距离公式)

课程标准学习目标
①掌握两条直线的位置关系中的相交几何意义,并能根据已知条件求出两条直线的交点坐标,并能根据两条直线相交的性质求待定参数。 ②会求平面内点与直线的距离,并能解决与距离有关的平面几何问题。 ③.会用两点间的距离公式求平面内两点间的距离.。 ④能应用公式求两平行线间的距离,以此解决与平面距离有关的综合问题。1.会求两条直线的交点坐标,通过两条直线相交的性质,解决与直线相交有关的问题; 2.掌握利用向量法推导两点间距离公式的方法,并能用两点间距离公式求两点间的距离,以及解决与平面距离相关的问题; 3.会用公式解决与点到直线距离有关的问题,并能解决与之相关的综合问题; 4.熟练应用公式求平面内两平行线间的距离,以及与距离有关的参数的求解,能处理平面内与距离有关的问题.;

知识清单

知识点01:两条直线的交点坐标

直线:()和:()的公共点的坐标与方程组的解一一对应.

与相交方程组有唯一解,交点坐标就是方程组的解;

与平行方程组无解;

与重合方程组有无数个解.

知识点02:两点间的距离

平面上任意两点,间的距离公式为

特别地,原点与任一点的距离.

知识点03:点到直线的距离

平面上任意一点到直线:的距离.

知识点04:两条平行线间的距离

一般地,两条平行直线:()和:()间的距离.

知识点05:对称问题

1、点关于点对称问题(方法:中点坐标公式)

求点关于点的对称点

由:

2、点关于直线对称问题(联立两个方程)

求点关于直线:的对称点

①设中点为利用中点坐标公式得,将代入直线:中;

整理得:

题型精讲

【即学即练1】(2024高二上·江苏·专题练习)分别判断下列直线l1与l2的位置关系,若相交,求出它们的交点坐标.

(1);

(2);

(3).

【即学即练2】(2024高二上·全国·专题练习)已知点与点间的距离是,则实数 .

【即学即练3】(23-24高二下·上海·阶段练习)已知直线,点到直线的距离等于,则

【即学即练4】(23-24高二上·河北石家庄·阶段练习)两平行直线和之间的距离为(    )

A.B.2C.D.3

【即学即练5】(23-24高二上·北京西城·阶段练习)点关于直线的对称点坐标为 .

【即学即练6】(23-24高一下·新疆哈密·期中)直线关于点A(1,2)的对称直线方程为

【即学即练7】(23-24高二·全国·课后作业)求直线x+2y-1=0关于直线x+2y+1=0对称的直线方程(    )

A.x+2y-3=0B.x+2y+3=0

C.x+2y-2=0D.x+2y+2=0

【即学即练8】(23-24高一上·湖南岳阳·期末)直线关于直线对称的直线方程为 .

题型01求直线交点坐标

【典例1】(23-24高二上·重庆长寿·期末)直线与直线的交点坐标是(   )

A.B.C.D.

【典例2】(23-24高二上·全国·课后作业)已知直线和,则直线和的交点为 .

【变式1】(23-24高二上·江苏·单元测试)已知直线与直线互相垂直,则它们的交点坐标为(  )

A.B.

C.D.

【变式2】(23-24高二下·上海·阶段练习)两直线和的交点为 .

题型02由方程组解的个数判断直线的位置关系

【典例1】(2024高二上·全国·专题练习)判断下列直线是否相交,若相交,求出交点的坐标.

(1),;

(2),.

【典例2】(23-24高二上·全国·课后作业)判断下列各组中直线的位置关系,若相交,求出交点的坐标:

(1),;

(2),;

(3),.

【变式1】(23-24高二·全国·课后作业)判断下列各对直线是否平行:

(1);

(2);

(3);

(4).

【变式2】(2024高二·江苏·专题练习)判断下列各对直线的位置关系.若相交,求出交点坐标:

(1)l1:2x+y+3=0,l2:x-2y-1=0;

(2)l1:x+y+2=0,l2:2x+2y+3=0.

题型03由直线交点的个数求参数

【典例1】(23-24高二·全国·课后作业)若与的图形有两个交点,则的取值范围是(    )

A.B.C.D.或

【典例2】(23-24高三下·上海杨浦·阶段练习)若关于,的方程组有无穷多组解,则的值为

【典例3】(23-24高二上·上海·课后作业)已知关于的方程组有唯一解,则实数a的取值范围是 .

【变式1】(多选)(23-24高二上·江苏徐州·阶段练习)已知集合,集合,且,则(    )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高二上·上海金山·期末)已知关于的方程组有唯一解,则实数的取值范围是 .

【变式3】(23-24高二上·湖北武汉·期中)写出使得关于的方程组无解的一个的值为 .(写出一个即可)

题型04由直线的交点坐标求参数

【典例1】(23-24高二上·全国·课后作业)已知两直线和,相交于点,则的值分别是(    )

A.7,1B.1,7

C.D.

【典例2】(多选)(22-23高二上·全国·期中)若直线与直线的交点在第四象限,则实数的取值可以是(   )

A.0B.C.D.

【变式1】(23-24高二上·四川泸州·阶段练习)若直线与直线的交点在第一象限,则实数的取值范围 (    )

A.B.

C.D.

【变式2】(23-24高二上·北京顺义·期末)若直线与直线的交点为,则实数a的值为(    )

A.-1B.C.1D.2

【变式3】(23-24高二上·江苏宿迁·期中)已知直线:与:相交于点,则 .

题型05三线围成三角形问题

【典例1】(多选)(23-24高二上·湖南长沙·期中)已知三条直线,,能构成三角形,则实数m的取值可能为(    )

A.2B.C.D.

【典例2】(23-24高二上·上海·假期作业)若三条直线不能围成三角形,求实数的值.

【典例3】(23-24高二上·河北保定·期中)已知三条直线:,:,:.

(1)若,且过点,求a、b的值;

(2)若,且、、三条直线能围成三角形,求a的取值范围.

【变式1】(23-24高二·全国·课后作业)下面三条直线,,不能构成三角形,则实数m的取值集合是 .

【变式2】(23-24高二上·全国·课后作业)已知直线,,.当为何值时,它们不能围成三角形?

【变式3】(23-24高二上·湖北武汉·期末)已知直线,直线,直线.

(1)若与的倾斜角互补,求m的值;

(2)当m为何值时,三条直线能围成一个直角三角形.

题型06直线交点系方程及其应用

【典例1】(23-24高二下·上海·阶段练习)已知直线的方程是,则对任意的实数,直线一定经过(    ).

A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限

【典例2】(23-24高二·全国·课堂例题)若直线l经过两直线和的交点,且斜率为,则直线l的方程为 .

【典例3】(23-24高一下·全国·课后作业)已知两直线和.

(1)判断两直线是否相交,若相交,求出其交点;

(2)求过与的交点且斜率为的直线方程.

【变式1】(23-24高二上·安徽马鞍山·期中)平面直角坐标系中,过直线与的交点,且在轴上截距为1的直线的方程为 .(写成一般式)

【变式2】(23-24高二·全国·假期作业)求过直线和的交点,且斜率为3的直线方程.

【变式3】(2024高二·全国·专题练习)求过直线x+y+1=0与2x+3y﹣4=0的交点且斜率为﹣2的直线方程.

题型07求两点间的距离公式

【典例1】(23-24高二上·内蒙古呼伦贝尔·阶段练习)已知,则A,B两点间的距离为(    )

A.5B.C.3D.

【典例2】(23-24高二上·全国·课后作业)已知,,则两点间的距离为 .

【变式1】(2024高二上·全国·专题练习)已知点A(a,3)和B(3,3a+3)间的距离为5,则a的值为

【变式2】(2024高二上·全国·专题练习)已知点,,那么两点之间的距离等于 .

题型08距离公式的应用

【典例1】(23-24高二上·江苏宿迁·期末)我国著名数学家华罗庚曾经说过:“数形结合百般好,隔离分家万事休.”事实上有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,根据上述观点,当取得最小值时,实数的值为(    )

A.B.3C.D.4

【典例2】(2034高二·全国)已知,为实数,代数式的最小值是 .

【变式1】(2024高二上·全国·专题练习)已知,,则S的最小值是 .

【变式2】(23-24高二上·广东揭阳·期中)函数的最小值是 .

题型09求点到直线的距离

【典例1】(23-24高二上·安徽马鞍山·阶段练习)已知,两点到直线的距离相等,求a的值(    )

A.B.C.或D.或

【典例2】(多选)(23-24高二上·河北邯郸·期末)已知点到直线的距离相等,则斜率的值可以是(    )

A.B.2C.0D.

【典例3】(23-24高二上·广东广州·期末)若点在直线上,则的最小值为 .

【变式1】(23-24高一下·江苏泰州·期中)已知点,则点到直线的距离为(    )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高一下·北京顺义·阶段练习)在直线上求一点,使它到直线的距离等于原点到l的距离,则此点的坐标为 .

【典例1】(2024·重庆·三模)当点到直线l:的距离最大时,实数的值为( )

A.B.1C.D.2

【典例2】(多选)(23-24高二上·湖北十堰·期末)点到直线的距离相等,则的值可能为(    )

A.-2B.2C.9D.11

【典例3】(23-24高二上·四川南充·阶段练习)已知直线;

(1)证明:直线l过定点;

(2)已知点,当点到直线l的距离最大时,求实数m的值.

【变式1】(23-24高二上·云南临沧·阶段练习)若点到直线的距离为4,则(    )

A.2B.3C.5D.7

【变式2】(2024高三·全国·专题练习)已知点到直线的距离为1,则实数的值为(    )

A.B.C.D.

【变式3】(23-24高二上·广西南宁·阶段练习)已知到直线的距离等于3,则a的值为 .

【典例1】(23-24高二下·四川雅安·开学考试)点关于直线对称的点的坐标为(    )

A.B.C.D.

【典例2】(23-24高二上·吉林长春·期中)点关于直线对称的点的坐标为 .

【变式1】(23-24高二上·山东泰安·期末)点关于直线的对称点的坐标为(    )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高二上·广东佛山·期中)点关于直线对称的点的坐标为(    )

A.B.C.D.

【典例1】(23-24高二上·全国·单元测试)已知过点的直线,且点与点到直线l的距离相等,则直线的方程为(  )

A.B.

C.或D.或

【典例2】(多选)(23-24高二上·江苏宿迁·期中)已知直线过点,若点和点到直线的距离相等,则直线的方程为(    )

A.B.

C.D.

【变式1】(多选)(23-24高二上·湖南衡阳·期末)已知点与到直线的距离相等,则的方程可以是(    )

A.B.

C.D.

【变式2】(多选)(23-24高三上·江苏·阶段练习)已知直线经过点,且点,到直线的距离相等,则直线的方程可能为(    )

A.B.

C.D.

【典例1】(23-24高二上·河北石家庄·阶段练习)直线关于直线对称的直线方程为(    )

A.B.C.D.

【典例2】(23-24高二上·江苏常州·阶段练习)两直线方程为,则关于对称的直线方程为(    )

A.B.C.D.

【典例3】(2024高三·全国·专题练习)已知直线l:2x-3y+1=0,求直线m:3x-2y-6=0关于直线l的对称直线m′的方程.

【变式1】(23-24高二上·陕西西安·期中)设直线,直线,则关于对称的直线方程为(    )

A.B.

C.D.

【变式2】(23-24高一下·河北·期末)已知直线,直线,则关于对称的直线方程为(    )

A.B.

C.D.

【变式3】(23-24高二上·广东梅州·阶段练习)已知直线,它关于直线对称的直线方程为 .

【典例1】(多选)(23-24高二上·贵州铜仁·阶段练习)已知两条平行直线,,直线,直线,直线,之间的距离为1,则的值可以是(    )

A.B.C.12D.14

【典例2】(23-24高二下·上海杨浦·期末)平行直线及之间的距离是 .

【典例3】(23-24高二上·湖北武汉·期末)若两条平行直线与之间的距离是,则 .

【变式1】(23-24高二上·福建福州·期末)已知直线与直线间的距离为2,则(    )

A.或4B.4C.或6D.或16

【变式2】(23-24高二下·上海·期末)已知直线与直线互相平行,则它们之间的距离是 .

【变式3】(23-24高二上·广东·期末)已知两条平行线与之间的距离为1,则实数的值为 .

【典例1】(23-24高二·全国·单元测试)直线关于点对称的直线方程为(    )

A.B.

C.D.

【典例2】(2024高一上·全国·专题练习)与直线关于点对称的直线方程是(    )

A.B.C.D.

【典例3】(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)直线关于点对称的直线方程为 .

【变式1】(2024·陕西宝鸡·一模)直线关于点对称的直线方程(    )

A.B.

C.D.

【变式2】(23-24高二上·河北石家庄·阶段练习)与直线关于点对称的直线方程是 .

【变式3】(23-24高一上·宁夏银川·期末)直线关于定点对称的直线方程是 .

【典例1】(23-24高二上·上海奉贤·阶段练习)2023年暑期档动画电影《长安三万里》重新点燃了人们对唐诗的热情,唐诗中边塞诗又称出塞诗,是唐代汉族诗歌的主要题材,是唐诗当中思想性最深刻,想象力最丰富,艺术性最强的一部分,唐代诗人李颀的边塞诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”.诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点是,军营所在位置为,河岸线所在直线的方程为,若将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的总路程最短,则( )

A.将军从出发点到河边的路线所在直线的方程是

B.将军在河边饮马的地点的坐标为

C.将军从河边回军营的路线所在直线的方程是

D.“将军饮马”走过的总路程为5

【典例2】(23-24高二上·湖南益阳·阶段练习)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句为“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,其中隐含了一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军白天观望烽火台,黄昏时从山脚下某处出发先到河边饮马再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,已知将军从山脚下的点处出发,军营所在的位置为,河岸线所在直线的方程为,则“将军饮马”的最短总路程为(    )

A.3B.4C.5D.6

【变式1】(23-24高二上·河北石家庄·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河,“诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路最短?试求最小(    )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高二上·四川南充·阶段练习)(1)设,,,,求证:对于任意,,.

(2)假设阆中七里、江南两镇在一平面直角坐标下的坐标为,,嘉陵江所在的直线的方程为,若在嘉陵江边上建一座供水站使之到,两镇的管道最短,问供水站应建在什么地方?此时为多少?

强化训练

A夯实基础

一、单选题

1.(23-24高二上·安徽马鞍山·阶段练习)原点到直线间的距离是(    )

A.B.C.1D.

2.(23-24高二上·广东深圳·期末)若直线与直线间的距离为,则(    )

A.17B.C.14D.7

3.(2023高二上·全国·专题练习)点关于直线对称点Q的坐标为(  )

A.B.C.D.

4.(23-24高二上·内蒙古呼伦贝尔·阶段练习)直线与的交点坐标为(    )

A.B.C.D.

5.(23-24高二上·北京·期中)已知直线与互相垂直,垂足为,则的值是(   )

A.24B.0C.20D.

6.(23-24高二上·河南南阳·期末)点为两条直线和的交点,则点到直线:的距离最大为(    )

A.B.C.D.5

7.(23-24高二上·重庆·期末)的最小值为(    )

A.B.C.D.

8.(23-24高二上·湖北恩施·期末)已知光线从点射出,经直线反射,且反射光线所在直线过点,则反射光线所在直线的方程是(    )

A.B.

C.D.

二、多选题

9.(23-24高二上·云南临沧·阶段练习)已知两条直线的方程分别为与,则下列结论正确的是(    )

A.若,则

B.若,则两条平行直线之间的距离为

C.若,则

D.若,则直线一定相交

10.(23-24高二上·江西九江·期末)已知两条平行直线.若直线被截得的线段长为,则直线的倾斜角可能是(    )

A.B.C.D.

三、填空题

11.(23-24高二下·浙江·期中)若直线与直线平行,则 ,它们之间的距离为 .

12.(23-24高二上·福建莆田·期末)已知直线,若直线不能围成三角形,写出一个符合要求的实数的值 .

四、解答题

13.(23-24高二上·北京朝阳·阶段练习)已知直线l过直线和的交点P.

(1)若直线l过点,求直线l的斜率;

(2)若直线l与直线垂直,求直线l的一般式方程;

(3)若原点到直线l的距离为1,求直线l的方程.

14.(23-24高二上·重庆开州·阶段练习)已知直线,且,

(1)求的值;

(2)直线过点与交于,,求直线的方程.

B能力提升

1.(2024·四川成都·模拟预测)在平面直角坐标系中,点,直线,点关于直线的对称点为,则的最大值是(  )

A.B.C.D.

2.(2024高三·全国·专题练习)若函数存在零点,则实数的取值范围是 .

3.(23-24高二上·浙江温州·期中)已知三条直线和,且与的距离是.

(1)求的值;

(2)能否找到一点,使同时满足下列三个条件:①点是第一象限的点;②点到的距离是点到的距离的;③点到的距离与点到的距离之比是,若能,求点的坐标;若不能,请说明理由.

C新定义题型

1.(2024高三·全国·专题练习)设,是平面直角坐标系xOy上的两点,现定义由点A到点B的一种折线距离为.对于平面xOy上给定的不同的两点,.

(1)若点是平面xOy上的点,试证明:.

(2)在平面xOy上是否存在点,同时满足:①;②?若存在,请求出所有符合条件的点;若不存在,请予以证明.