平行、垂直和相交线练习题

概述

平行线、垂直线和相交线是根据其性质划分的成对直线的三个常见类别。为了帮助大家更好地掌握这些概念,我们准备了一套包含练习题的工作表。这篇文章不仅提供了相关的练习,还包含了公式解析和详细的解答示例,旨在帮助大家理解如何解决关于平行、垂直和相交线的各类问题。

平行、垂直和相交线公式

!平行、垂直和相交线示意图

下面我们列出了处理平行、垂直和相交线时常用的公式:

> 斜率公式

> – 一条经过点 \((x1, y1)\) 和 \((x2, y2)\) 的直线的斜率 \(m\) 计算如下:

> – \(m = (y2 – y1)/(x2 – x1)\)

> 平行线

> – 当且仅当两条直线的斜率相等时,它们才平行。也就是说,如果两条直线的斜率分别为 \(m1\) 和 \(m2\)

> – 当 \(m1 = m2\) 时,它们是平行的。

> 垂直线

> – 如果两条直线斜率的乘积为 -1,则它们垂直。也就是说,如果两条直线的斜率分别为 \(m1\) 和 \(m2\)

> – 当 \(m1 \times m2 = -1\) 时,它们是垂直的。

> 相交线

> – 相交线具有唯一的解。

> – 两条直线的交点可以通过联立求解它们的方程得到。

1: 判定直线 \(y = 2x + 3\) 和 \(y = 2x – 4\) 是平行、垂直还是都没有关系。

> 为了判定两条直线是平行、垂直还是都没有关系,我们可以观察它们的斜率。

>

> 对于形如 \(y = mx + b\) 的直线,其斜率为 \(m\)。

>

> 对于直线 \(y = 2x + 3\),斜率为 \(m=2\)。

>

> 对于直线 \(y = 2x – 4\),斜率也是 \(m=2\)。

>

> 因为两条直线的斜率相同,均为 2,所以它们是平行的。

2: 求经过点 \((3, 5)\) 且平行于直线 \(2x – 3y = 6\) 的直线方程。

> 为了找到经过点 \((3, 5)\) 且平行于直线 \(2x – 3y = 6\) 的方程,我们需要先求出给定直线的斜率,然后利用这个斜率来构造平行线的方程。

>

> 首先,我们将给定直线的方程重排为斜截式(\(y = mx + b\)):

>

> \(2x – 3y = 6\)

>

> \(-3y = -2x + 6\)

>

> \(y = \frac{2}{3}x – 2\)

>

> 这条直线的斜率是 \(m= \frac{2}{3}\)。

>

> 因为我们要求的直线与这条线平行,所以它具有相同的斜率。因此,平行线的斜率也是 \(m = \frac{2}{3}\)。

>

> 现在,我们可以使用直线的点斜式方程来求出这条平行线的方程:

>

> \(y – y1 = m(x – x1)\)

>

> 其中 \((x1, y1)\) 是给定点 \((3, 5)\),\(m\) 是斜率 \(\frac{2}{3}\)。

>

> 代入 \(x1 = 3\), \(y1 = 5\),和 \(m = \frac{2}{3}\),我们得到:

>

> \(y – 5 = \frac{2}{3}(x – 3)\)

>

> 现在,我们可以简化这个方程以得到最终形式:

>

> \(y – 5 = \frac{2}{3}(x – 3)\)

>

> \(y = \frac{2}{3}x – 2 + 5\)

>

> 所以,经过点 \((3, 5)\) 且平行于直线 \(2x – 3y = 6\) 的直线方程是 \(y = \frac{2}{3}x + 3\)。

3: 判定直线 \(3x + 2y = 8\) 和 \(6x + 4y = 10\) 是平行、垂直还是都没有关系。

> 为了判定两条直线是平行、垂直还是都没有关系,我们可以比较它们的斜率。

>

> 首先,让我们将两个方程都重排为斜截式(\(y = mx + b\)):

>

> 对于 \(3x + 2y = 8\):

>

> \(2y = -3x + 8\)

>

> \(y = -\frac{3}{2}x + 4\)

>

> 对于 \(6x + 4y = 10\):

>

> \(4y = -6x + 10\)

>

> \(y = -\frac{3}{2}x + \frac{5}{2}\)

>

> 比较两条直线的斜率,我们发现两条直线具有相同的斜率,即 \(-\frac{3}{2}\)。

>

> 因为两条直线的斜率相同,所以它们是平行的。

4: 求垂直于直线 \(y = 4x – 1\) 且经过点 \((2, -3)\) 的直线方程。

> 为了找到垂直于

>

> \(y = 4x – 1\) 且经过点 \((2, -3)\) 的直线方程,我们需要先确定给定直线的斜率。

>

> 给定直线已经是斜截式

>

> \(y = mx + b\),其中

>

> \(m\) 是斜率。在这种情况下,给定直线的斜率是 \(m=4\)。

>

> 任何垂直于这条线的直线的斜率将是 4 的负倒数。因此,垂直线的斜率将是 \(-\frac{1}{4}\)。

>

> 现在,我们可以使用直线的点斜式来求这条垂直线的方程。直线的点斜式为

>

> \(y – y1 = m(x – x1)\),

>

> 其中 \((x1, y1)\) 是直线上的一个点,\(m\) 是斜率。

>

> 已知垂直线上的一个点 \((2, -3)\) 和斜率 \(m = -\frac{1}{4}\)。将这些值代入点斜式,我们得到: \(y – (-3) = -\frac{1}{4}(x – 2)\)

>

> 简化: \(y + 3 = -\frac{1}{4}x + \frac{1}{2}\)

>

> 现在,我们可以通过分离 \(y\) 将此方程重写为斜截式:

>

> \(y = -\frac{1}{4}x + \frac{1}{2} – 3\)

>

> \(y = \)

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