直线与方程重要的是牢记相关方程公式,以下是直线与方程单元同步检测题,请大家参考。
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.给出以下命题:①任意一条直线有唯一的倾斜角;②一条直线的倾斜角可以为-30③倾斜角为0的直线只有一条,即x轴;④按照直线的倾斜角的概念,直线集合与集合{|0180}建立了一一对应的关系.正确的命题的个数是()
A.1 B.2
C.3 D.4
解析 仅有①正确,其他均错.
答案 A
2.过点A(4,y),B(2,-3)的直线的倾斜角为135,则y等于()
A.1 B.-1
C.5 D.-5
解析 由题意可知y+34-2=tan135=-1,y=-5.
答案 D
3.与原点距离为22,斜率为1的直线方程为()
A.x+y+1=0或x+y-1=0
B.x+y+2=0或x+y-2=0
C.x-y+1=0或x-y-1=0
D.x-y+2=0或x+y-2=0
解析 可设直线方程为y=x+b,则|b|2=22,|b|=1,b=1,故直线方程为x-y+1=0或x-y-1=0.
答案 C
4.如果点(5,a)在两条平行直线6x-8y+1=0和3x-4y+5=0之间,则整数a的值为()
A.5 B.4
C.-5 D.-4
解析 由题意可知(5,a)到两平行线间距离之和等于两平行线间的距离,|30-8a+1|62+82+|30-8a+10|62+82=|10-1|62+82,即|31-8a|+|40-8a|=9,把选项代入,知a=4,(a=5舍去).
答案 B
5.过点(5,2)且在x轴上的截距是在y轴上的截距的2倍的直线方程是()
A.2x+y-12=0 B.2x+y-12=0或2x-5y=0
C.x-2y-1=0 D.x+2y-9=0或2x-5y=0
解析 解法1:验证知D为所求.
解法2:当直线过原点时,设y=kx,代入点(5,2)求得k=25,
y=25x,即2x-5y=0;
当直线不过原点时,可设方程为x2a+ya=1,代入点(5,2)求得a=92.方程为x+2y-9=0.
故所求方程为x+2y-9=0,或2x-5y=0.
答案 D
6.直线2x-y+k=0与4x-2y+1=0的位置关系是()
A.平行 B.不平行
C.平行或重合 D.既不平行又不重合
解析 因为2x-y+k=0与4x-2y+1=0可变形为y=2x+k和y=2x+12,所以当k=12时,两直线重合;当k12时,两直线平行.故应选C.
答案 C
7.方程ax+by+c=0表示倾斜角为锐角的直线,则必有()
A.ab B.ab0
C.a0且b D.a0或b0
解析 由题意知直线的斜率存在,且k=-ab0,ab0.
答案 B
8.已知点A(x1,y1),B(x2,y2)在斜率为k的直线上,若|AB|=a,则|y2-y1|等于()
A.|ak| B.a1+k2
C.a1+k2 D.a|k|1+k2
解析 设AB的方程为y=kx+b,则a=|AB|=x2-x12+y2-y12= 1+1k2|y2-y1|,
|y2-y1|=a|k|1+k2.
答案 D
9.如图,在同一直角坐标系中表示直线y=ax与y=x+a,正确的是()
解析 当a0时,由y=ax可知,C、D错误;又由y=x+a又知A、B也不正确.当a0时,由y=ax可知A、B错误;又由y=x+a可知D也不正确.
答案 C
10.已知直线l:xsin+ycos=1,点(1,cos)到l的距离为14,且02,则等于()
A. 6
C. 3
解析 由点到直线的距离公式,可得
|sin+cos2-1|sin2+cos2=14,即|sin-sin2|=14,经验证知6满足题意.
答案 B
11.一条线段的长是5,它的一个端点A(2,1),另一端点B的横坐标是-1,则B的纵坐标是()
A.-3 B.5
C.-3或5 D.-5或3
解析 设点B的坐标为(-1,y),由题意得(-1-2)2+(y-1)2=52,(y-1)2=16.解得y=5或-3.
答案 C
12.若A(-4,2),B(6,-4),C(12,6),D(2,12),下面四个结论正确的个数是()
①AB∥CD;②AB③|AC|=|BD|;④ACBD.
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
解析 ①kAB=-4-26+4=-35,kCD=12-62-12=-35,
AB∥CD.
②kAB=-35,kAD=12-22+4=53,
∵kABkAD=-1,ABAD.
③|AC|=12+42+6-22=272,|BD|=2-62+12+42=272.
|AC|=|BD|.
④kAC=6-212+4=14,kBD=12+42-6=-4,
∵kACkBD=-1,ACBD.
综上知,①、②、③、④均正确.故选D.
答案 D
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中横线上)
13.已知A(a,3),B(3,3a+3)两点间的距离是5,则a的值为________.
解析 3-a2+3a+3-32=5,
即(3-a)2+9a2=25,解得a=-1或85.
答案 -1或85
14.两条平行直线分别过点A(6,2)和B(-3,-1),各自绕A,B旋转.若这两条平行线距离取最大时,两直线方程是________.
解析 根据题意,当这两条直线平行旋转到与直线AB垂直时,距离取得最大值.
∵kAB=13,
两直线分别为
y-2=-3(x-6)和y+1=-3(x+3),
即3x+y-20=0和3x+y+10=0.
答案 3x+y-20=0,3x+y+10=0
15.已知直线l1与直线l2:x-3y+6=0平行,与两坐标轴围成的三角形面积为8,则直线l1的方程为________.
解析 ∵l1与l2平行,故可设l1的方程为x-3y+m=0.与两坐标轴的交点(0,m3),(-m,0).
由题意可得12|-mm3|=8.
m=43,或m=-43.
答案 x-3y43=0
16.设点P在直线x+3y=0上,且P到原点的距离与P到直线x+3y-2=0的距离相等,则点P坐标是________.
解析 ∵点P在直线x+3y=0上,可设P的坐标为(-3a,a).
依题意可得-3a2+a2=|-3a+3a-2|12+32,化简得10a2=410,a=15.
故P的坐标为-35,15,或35,-15.
答案 35,-15,或-35,15
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(10分)已知直线l经过点(0,-2),其倾斜角为60.
(1)求直线l的方程;
(2)求直线l与两坐标轴围成三角形的面积.
解 (1)依题意得斜率k=tan60=3.
又经过点(0,-2),故直线l的方程为y+2=3(x-0),即3x-y-2=0.
(2)由(1)知,直线l:3x-y-2=0在x轴、y轴上的截距分别为23和-2,故直线l与两坐标轴围成的三角形的面积为S=12232=233.
18.(12分)直线l在两坐标轴上的截距相等,且点P(4,3)到直线l的距离为32,求直线l的方程.
解 (1)当所求直线经过坐标原点时,设其方程为y=kx,由点到直线的距离公式,可得
32=|4k-3|1+k2,解k=-63214.故所求直线的方程为y=(-63214)x.
(2)当直线不经过坐标原点时,设所求直线为xa+ya=1,即x+y-a=0.由题意可得|4+3-a|2=32,解a=1,或a=13.故所求直线的方程为x+y-1=0或x+y-13=0.综上,可知所求直线的方程为y=-63214x,或x+y-1=0,或x+y-13=0.
19.(12分)当m为何值时,直线(2m2+m-3)x+(m2-m)y=4m-1.
(1)倾斜角为
(2)在x轴上的截距为1.
解 (1)倾斜角为4,则斜率为1.
-2m2+m-3m2-m=1.
解得m=1,或m=-1.
当m=1时,m2-m=0,不符合题意.
当m=-1时,直线方程为2x-2y-5=0符合题意,
m=-1.
(2)当y=0时,x=4m-12m2+m-3=1,
解得m=-12,或m=2.
当m=-12,或m=2时都符合题意,
m=-12,或m=2.
20.(12分)求经过直线l1:3x+4y+5=0与l2:2x-3y-8=0的交点M,且满足下列条件的直线方程.
(1)经过原点;
(2)与直线2x+y+5=0平行;
(3)与直线2x+y+5=0垂直.
解 由3x+4y+5=0,2x-3y-8=0,
得交点M的坐标为(1,-2).
(1)直线过原点,可得直线方程为2x+y=0.
(2)直线与2x+y+5=0平行,可设为2x+y+m=0,代入M(1,-2),得m=0.
直线方程为2x+y=0.
(3)直线与2x+y+5=0垂直,
斜率为k=12,又过点M(1,-2).
故所求方程为y+2=12(x-1).
即x-2y-5=0.
21.(12分)已知两条直线l1:ax-by+4=0,l2:(a-1)x+y+b=0.求分别满足下列条件的a和b的值.
(1)求直线l1过点(-3,-1),并且直线l1与直线l2垂直;
(2)直线l1与l2平行,并且坐标原点到l1,l2的距离相等.
解 (1)∵l1l2,
(a-1)a+(-b)1=0.
即a2-a-b=0.①
又点(-3,-1)在l1上,
-3a+b+4=0.②
由①②解得a=2,b=2.
(2)∵l1∥l2,且l2的斜率为1-a,l1的斜率也存在,即b0.
ab=1-a.b=a1-a(a1).
故l1、l2的方程分别可以表示为
l1:(a-1)x+y+4a-1a=0,
l2:(a-1)x+y+a1-a=0.
∵原点到l1和l2的距离相等.
4|a-1a|=|a1-a|,
解得a=2,或a=23,
因此a=2,b=-2,或a=23,b=2.
22.(12分)等腰直角三角形斜边所在直线的方程是3x-y=0,一条直角边所在的直线l的斜率为12,且经过点(4,-2),且此三角形的面积为10,求此直角三角形的直角顶点的坐标.
解 设直角顶点为C,C到直线y=3x的距离为d.
则12d2d=10,d=10.
又l的斜率为12,l的方程为y+2=12(x-4).
即x-2y-8=0.
设l是与直线y=3x平行且距离为10的直线,
则l与l的交点就是C点,
设l的方程是3x-y+m=0,
则|m|10=10,
m=10,l的方程是3x-y10=0,
由方程组x-2y-8=0,3x-y-10=0,及x-2y-8=0,3x-y+10=0,
得C点坐标是125,-145,或-285,-345.
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