m+n1m-3n??2=2·2,1
由点C在y=x上,且A、P、B三点共线得?2m-0n-0
=??m-1-3n-1,解得m=3,所以A(3, 3). 又P(1,0),所以kAB=kAP=
3+33
=,
23-1
3+3
所以lAB:y=(x-1),
2
即直线AB的方程为(3+3)x-2y-3-3=0.
1.若直线l:y=kx-3与直线2x+3y-6=0的交点位于第一象限,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
ππ?ππ, B.?,? A.??63??62?ππ?ππ, D.?,? C.??32??62??y=kx-3,解析:选B 由?
?2x+3y-6=0,
3?2+3??x=
?2+3k,解得?
6k-23y=??2+3k.
??x>0,3
∵两直线交点在第一象限,∴?解得k>. 3?y>0,?
ππ?∴直线l的倾斜角的范围是??6,2?.
2.(2012·潮州质检)已知线段PQ两端点的坐标分别为P(-1,1)和Q(2,2),若直线l:y=kx-1与线段PQ有交点,则斜率k的取值范围是________.
解析:直线l过定点M(0,-1),如图所示:
kQM=
2+131+1
=,kPM==-2, 22-1
3
∴当k≥或k≤-2时,直线l与线段PQ有交点.
2
3
,+∞? 答案:(-∞,-2]∪??2?
3.已知直线l:kx-y+1+2k=0(k∈R). (1)证明:直线l过定点;
(2)若直线l不经过第四象限,求k的取值范围;
(3)若直线l交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,O为坐标原点,设△AOB的面积为S,求S的最小值及此时直线l的方程.
解:(1)证明:法一:直线l的方程可化为y=k(x+2)+1, 故无论k取何值,直线l总过定点(-2,1).
法二:设直线过定点(x0,y0),则kx0-y0+1+2k=0对任意k∈R恒成立,即(x0+2)k-y0+1=0恒成立,
∴x0+2=0,-y0+1=0,
解得x0=-2,y0=1,故直线l总过定点(-2,1).
(2)直线l的方程为y=kx+2k+1,则直线l在y轴上的截距为2k+1,
??k≥0,
要使直线l不经过第四象限,则?
??1+2k≥0,
解得k的取值范围是[0,+∞).
1+2k1+2k?
(3)依题意,直线l在x轴上的截距为-,在y轴上的截距为1+2k,∴A?-,0,kk??B(0,1+2k).
1+2k又-<0且1+2k>0,∴k>0.
k111+2k故S=|OA||OB|=×(1+2k)
22k111
4k++4?≥(4+4)=4, =?k?22?11
当且仅当4k=,即k=时,取等号.
k2
故S的最小值为4,此时直线l的方程为x-2y+4=0.
1.(2012·郑州模拟)已知直线l1的方向向量为a=(1,3),直线l2的方向向量为b=(-1,k).若直线l2经过点(0,5)且l1⊥l2,则直线l2的方程为( )
A.x+3y-5=0 B.x+3y-15=0 C.x-3y+5=0 D.x-3y+15=0 解析:选B ∵kl1=3,kl2=-k,l1⊥l2,
11
∴k=,l2的方程为y=-x+5,即x+3y-15=0.
33
2.(2012·吴忠调研)若过点P(1-a,1+a)与Q(3,2a)的直线的倾斜角为钝角,则实数a的取值范围是________.
2a-?1+a?a-1解析:k=tan α==. 3-?1-a?a+2
a-1
∵α为钝角,∴<0,即(a-1)(a+2)<0,
a+2故-2<a<1. 答案:(-2,1)
3.已知直线l过点P(3,2),且与x轴,y轴的正半轴分别交于A,B两点如图,求△ABO的面积的最小值及此时直线l的方程.
xy
解:设A(a,0),B(0,b),(a>0,b>0),则直线l的方程为+=1,
ab32
∵l过点P(3,2),∴+=1.
ab32∴1=+≥2
ab
6
,即ab≥24. ab
132
∴S△ABO=ab≥12.当且仅当=,即a=6,b=4时,
2ab△ABO的面积最小,最小值为12. xy
此时直线l的方程为+=1.
64即2x+3y-12=0.
第二节两直线的位置关系
[知识能否忆起]
一、两条直线的位置关系 方 程 斜截式 y=k1x+b1 y=k2x+b2 一般式 2A1x+B1y+C1=0(A21+B1≠0) 2A2x+B2y+C2=0(A22+B2≠0) 相 交 垂 直 A1B2-A2B1≠0 k1≠k2 1k1=-或 k2k1k2=-1 k1=k2 且b1≠b2 ?当A2B2≠0时,记为A1≠B1? A2B2??A1A2+B1B2=0 A2?当B1B2≠0时,记为A1·=-1? B1B2???A1B2-A2B1=0,??A1B2-A2B1=0,????或? ??BC-BC≠0AC-AC≠0?21?121221 平 行 ?当A2B2C2≠0时,记为A1=B1≠C1? A2B2C2??A1=λA2,B1=λB2,C1=λC2(λ≠0) 重 合 k1=k2 且b1=b2 ?当A2B2C2≠0时,记为A1=B1=C1? A2B2C2??二、两条直线的交点
设两条直线的方程是l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,两条直线的交点坐标就是方程组{A1x+B1y+C1=0,?A2x+B2y+C2=0 的解,若方程组有唯一解,则两条直线相交,此解就是交点坐标;若方程组无解,则两条直线无公共点,此时两条直线平行;反之,亦成立.
三、几种距离 1.两点间的距离
平面上的两点A(x1,y1),B(x2,y2)间的距离公式: d(A,B)=|AB|=?x1-x2?2+?y1-y2?2. 2.点到直线的距离
|Ax1+By1+C|
点P(x1,y1)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=.
A2+B23.两条平行线间的距离
两条平行线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0间的距离d=[小题能否全取]
1.(教材习题改编)已知l1的倾斜角为45°,l2经过点P(-2,-1),Q(3,m).若l1⊥l2,则实数m为( )
A.6 B.-6 C.5 D.-5
m+1解析:选B 由已知得k1=1,k2=. 5
|C1-C2|A2+B2.
∵l1⊥l2,∴k1k2=-1, m+1∴1×=-1,即m=-6.
5
2.(教材习题改编)点(0,-1)到直线x+2y=3的距离为( ) A.
5
B.5 5
1
C.5 D.
5
|0+2×?-1?-3|
解析:选B d==5.
5
3.点(a,b)关于直线x+y+1=0的对称点是( ) A.(-a-1,-b-1) B.(-b-1,-a-1) C.(-a,-b) D.(-b,-a)
y′-b??x′-a×?-1?=-1,?
解析:选B 设对称点为(x′,y′),则?x′+ay′+b
??2+2+1=0,解得x′=-b-1,y′=-a-1.
4.l1:x-y=0与l2:2x-3y+1=0的交点在直线mx+3y+5=0上,则m的值为( ) A.3 B.5 C.-5 D.-8
x-3y+1=0, 得l1与l2的交点坐标为(1,1). 解析:选D 由{x-y=0,?2所以m+3+5=0,m=-8.
5.与直线4x+3y-5=0平行,并且到它的距离等于3的直线方程是______________________.
解析:设所求直线方程为4x+3y+m=0,由3=答案:4x+3y+10=0或4x+3y-20=0
1.在判断两条直线的位置关系时,首先应分析直线的斜率是否存在,两条直线都有斜率时,可根据斜率的关系作出判断,无斜率时,要单独考虑.
2.在使用点到直线的距离公式或两平行线间的距离公式时,直线方程必须先化为Ax+By+C=0的形式,否则会出错.
|m+5|
,得m=10或-20.
42+32