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1、高一數(shù)學(xué)暑假自主學(xué)習(xí)單元檢測(cè)一
直線與方程
一、填空題:本大題共14題,每小題5分,共70分.
1.直線l:ax+y-2-a=0在x軸和y軸上的截距相等,則a的值是____ __.
2.若直線的傾斜角的余弦值為,則與此直線垂直的直線的斜率為_(kāi)___ __.
3.兩條直線ax+y-4=0與x-y-2=0相交于第一象限,則實(shí)數(shù)a 的取值范圍是____ __.
4.設(shè)直線l與x軸的交點(diǎn)是P,且傾斜角為α,若將此直線繞點(diǎn)P按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)45°,得到直線的傾斜角為α+45°,則α的取值范圍為_(kāi)___ __.
5.直線xcosα+y+2=0的傾斜角的范圍是_
2、___ __.
6.已知點(diǎn)A(-2,4)、B(4,2),直線l過(guò)點(diǎn)P(0,-2)與線段AB相交,則直線l的斜率k的取值
范圍是____ __.
7.已知直線l1:y=2x+3,直線l2與l1關(guān)于直線y=-x對(duì)稱,則直線l2的斜率為_(kāi)___ __.
8.過(guò)點(diǎn)P(1,2)作直線l,使直線l與點(diǎn)M(2,3)和點(diǎn)N(4,-5)距離相等,則直線l的方程為
____ __.
9.如圖,已知A(4,0)、B(0,4),從點(diǎn)P(2,0)射出的光線經(jīng)直線AB反射后再射到直線OB上,最后經(jīng)直線OB反射后又回到P點(diǎn),則光線所經(jīng)過(guò)的路程是____ __.
10.一
3、條直線過(guò)點(diǎn)P(1,2)且被兩條平行直線4x+3y+1=0和4x+3y+6=0截取的線段長(zhǎng)為,求這條直線的方程____ __.
11.設(shè)l1的傾斜角為α,α∈(0,),l1繞其上一點(diǎn)P沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)α角得直線l2,l2的縱截距為-2,l2繞P沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)-α角得直線l3:x+2y-1=0,則l1的方程為_(kāi)_______.
12.已知b>0,直線(b2+1)x+ay+2=0與直線x-b2y=0互相垂直,則ab的最小值等于_______.
13.已知△ABC的兩個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為B(1,4)、C(6,2),頂點(diǎn)A在直線x-y+3=0上,若△ABC的面積為21.則頂點(diǎn)A的坐標(biāo)為_(kāi)___
4、 __.
14.已知0
5、
17.(本小題滿分14分)
已知三條直線l1:4x+y-4=0,l2:mx+y=0及l(fā)3:2x-3my-4=0,求m的值,使l1,l2,l3三條直線能圍成三角形.
18.(本小題滿分16分)
已知三直線l1:2x-y+a=0(a>0),直線l2:-4x+2y+1=0和 l3:x+y-1=0且l1與l2的距離是.
(1)求a的值;
(2)能否找到一點(diǎn)P,使P同時(shí)滿足下列三個(gè)條件:①P是第一象限的點(diǎn);②P點(diǎn)到l1的距離是P點(diǎn)到l2距離的;③P點(diǎn)到l1的距離與P點(diǎn)到l3的距離之比是∶?若能,
6、求出P點(diǎn)的坐標(biāo);若不能,說(shuō)明理由.
19.(本小題滿分16分)
已知直線l:kx-y+1+2k=0(k∈R).
(1)證明:直線l過(guò)定點(diǎn);
(2)若直線不經(jīng)過(guò)第四象限,求k的取值范圍;
(3)若直線l交x軸負(fù)半軸于A,交y軸正半軸于B,△AOB的面積為S,求S的最小值并求此時(shí)直線l的方程.
20.(本小題滿分16分)
將一塊直角三角板(角)置于直角坐標(biāo)系中,已知,
點(diǎn)是三角板內(nèi)一點(diǎn),現(xiàn)因三角板中部分()受損壞,要把損壞的部分鋸掉,可
用經(jīng)過(guò)的任意一直線(M、N可分別與O、B重合)將其鋸成.
(
7、1) 求直線的斜率的取值范圍;
(2) 若點(diǎn)滿足,這樣的直線是否存在,如不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;若存在,求出此時(shí)直線的方程;
(3) 如何確定直線的斜率,才能使鋸成的的面積最大和最小,并求出最值?
高一數(shù)學(xué)暑假自主學(xué)習(xí)單元檢測(cè)一參考答案
一、填空題:
1.答案:-2或1 解析:由a+2=,∴a=-2或1.
2.答案:- 解析:設(shè)直線的傾斜角為θ,由題意知,cosθ=,θ∈(0,),
∴sinθ=,k=tanθ==.∴與此直線垂直的直線的斜率為-.
3.答案:(-1,2)
8、 解析:由得由x>0,y>0,
得,解得,-1<a<2.
4.答案:0°<α<135° 解析:由,∴0°<α<135°.
5.答案:[0,]∪[,π) 解析:由直線xcosα+y+2=0,所以直線的斜率為k=-.
設(shè)直線的傾斜角為β,則tanβ=-,又因?yàn)椋埽?,即-≤tanβ≤,
所以β∈[0,]∪[,π).
6.答案:(-∞,-3]∪[1,+∞) 解析:由kPA=-3,kPB=1,由圖得直線l的斜率k的取
值范圍是(-∞,-3]∪[1,+∞).
7.答案: 解析:∵l2、l1關(guān)于y=-x對(duì)稱,∴l(xiāng)2的方程為-x=-2y+3,即y=
9、x+,
∴l(xiāng)2的斜率為.
8.答案:4x+y-6=0或3x+2y-7=0 解析:直線l為與MN平行或經(jīng)過(guò)MN的中點(diǎn)的直線,當(dāng)l與MN平行時(shí),斜率為-4,故直線方程為y-2=-4(x-1),即4x+y-6=0;當(dāng)l經(jīng)過(guò)MN的中點(diǎn)時(shí),MN的中點(diǎn)為(3,-1),直線l的斜率為-,故直線方程為y-2=-(x-1),
即3x+2y-7=0.
9.答案: 2 解析:分別求P關(guān)于直線x+y=4及y軸的對(duì)稱點(diǎn),為P1(4,2)、P2(-2,0),由物理知識(shí)知,光線所經(jīng)路程即為=2.
10.答案:x+7y-15=0或7x-y-5=0 解析: (1)當(dāng)斜率不存在時(shí),直線方程為x=1,
10、與兩直線交點(diǎn)A(1,-),B(1,-),∴AB==≠.∴x=1不是所求直線.
(2)當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)為k,則所求直線的方程為y-2=k(x-1),
它與兩已知直線分別聯(lián)立方程組,求出它與兩已知直線的交點(diǎn)坐標(biāo)分別是A(,),
B(,).由AB2=()2+()2=2,得k=7或k=-.
故所求直線的方程為x+7y-15=0或7x-y-5=0.
11.答案:2x-y+8=0 解析:∵l1⊥l3,∴k1=tanα=2,k2=tan2α==-.
∵l2的縱截距為-2,∴l(xiāng)2的方程為y=-x-2. 由∴P(-3,2),
l1過(guò)P點(diǎn),∴l(xiāng)1的方程為2x-y+8=0.
12.答案:2
11、解析:由兩條直線垂直可得:-·=-1,解得a=,
所以ab=·b==b+.又因?yàn)閎>0,故b+≥2 =2,
當(dāng)且僅當(dāng)b=,即b=1時(shí)取“=”.
13.答案:(7,10)或(-5,-2) 解析:點(diǎn)C(6,2)到直線x-y+3=0的距離為d==,因?yàn)辄c(diǎn)A在直線x-y+3=0上,可以驗(yàn)證點(diǎn)B(1,4)也在直線x-y+3=0上,所以設(shè)A(x,y).
又因?yàn)橹本€x-y+3=0的傾斜角為45°,所以|AB|==|1-x|,所以三角形面積S=|AB|d=×|1-x|·=21.所以x=7或x=-5.故A點(diǎn)坐標(biāo)為(7,10)或(-5,-2).
14.答案: 解析:l1:k(x-2)-2y+8=0過(guò)定
12、點(diǎn)(2,4),l2:k2(y-4)=4-2x也過(guò)定點(diǎn)(2,4),如圖,A(0,4-k),B(2k2+2,0),S=′2k2′4+(4-k+4)′2′=4k2-k+8. 當(dāng)k=時(shí),S取得最小值.
二、解答題:
15.解: (1)法一:當(dāng)sinθ=0時(shí),l1的斜率不存在,l2的斜率為零,l1顯然不平行于l2.
當(dāng)sinθ≠0時(shí),k1=-,k2=-2sinθ,欲使l1∥l2,只要-=-2sinθ,sinθ=±,
∴θ=kπ±,k∈Z,此時(shí)兩直線截距不相等.∴當(dāng)θ=kπ±,k∈Z時(shí),l1∥l2.
法二:由A1B2-A2B1=0,即2sin2θ-1=0,得sin2θ=,∴sinθ=±,由B1
13、C2-B2C1≠0,
即1+sinθ≠0,即sinθ≠-1,得θ=kπ±,k∈Z,∴當(dāng)θ=kπ±,k∈Z時(shí),l1∥l2.
(2)∵l1⊥l2 ∴A1A2+B1B2=0,∴2sinθ+sinθ=0,即sinθ=0,∴θ=kπ(k∈Z),
∴當(dāng)θ=kπ,k∈Z時(shí),l1⊥l2.
16.解:(1)設(shè)直線的方程為,則直線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)為、
依題設(shè)有,得,則直線的方程為
(2)設(shè)直線的方程為,則由,解得或
則直線方程為或即或
17.解: (1)若l1,l2,l3三條直線交于一點(diǎn).顯然m≠4,若m=4,則l1∥l2.
由,得l1,l2的交點(diǎn)坐標(biāo)為(,).
代入l3的方程得-3m·-4=
14、0.解得m=-1或m=,
∴當(dāng)m=-1或m=時(shí),l1,l2,l3交于一點(diǎn).
(2)若l1∥l2,則m=4,若l1∥l3,則m=-,若l2∥l3,則m∈?.
(3)若l1∥l2∥l3,則m∈?.
綜上知:當(dāng)m=-1或m=或m=4或m=-時(shí),三條直線不能構(gòu)成三角形,
即構(gòu)成三角形的條件是
m∈(-∞,-1)∪(-1,-)∪(-,)∪(,4)∪(4,+∞).
18.解: (1)∵l2:2x-y-=0,∴l(xiāng)1與l2的距離d==,∵a>0,∴a=3.
(2)設(shè)存在點(diǎn)P(x0,y0)滿足②,則P點(diǎn)在與l1、l2平行的直線l′:2x-y+c=0上,
且=·,即c=或c=,∴2x0-y0+=
15、0或2x0-y0+=0,
若P點(diǎn)滿足條件③,由點(diǎn)到直線的距離公式有: =,
即|2x0-y0+3|=|x0+y0-1|.∴x0-2y0+4=0或3x0+2=0,
∵P在第一象限,∴3x0+2=0不可能,
聯(lián)立解得(舍去) 由
得∴ P(,)即為同時(shí)滿足條件的點(diǎn).
19.解: (1)證明:直線l的方程是:k(x+2)+(1-y)=0,
令解之得,
∴無(wú)論k取何值,直線總經(jīng)過(guò)定點(diǎn)(-2,1).
(2)由方程知,當(dāng)k≠0時(shí)直線在x軸上的截距為-,
在y軸上的截距為1+2k,要使直線不經(jīng)過(guò)第四象限,則必須有,
解之得k>0;
當(dāng)k=0時(shí),直線為y=1,合題意,故k≥0.
(3)由l的方程,得A,B(0,1+2k).依題意得,解得k>0.
∵S=·|OA|·|OB|=··|1+2k|=·=≥(2×2+4)=4,
“=”成立的條件是k>0且4k=,即k=,
∴Smin=4,此時(shí)l:x-2y+4=0.
20.解: (1)由圖知,,
設(shè)直線的斜率為,直線與不能相交,所以,
(2)直線的方程為,令得
令得
∵,∴∴
∴的方程為,此時(shí)和BP重合.
(3)由(2)知,點(diǎn)到直線的距離為
而函數(shù)在上是增函數(shù),故當(dāng)取得最大值當(dāng)時(shí),
取得最小值(最小值也可用基本不等式直接得到).