直线l过点P(-2,1)且斜率为k(k>1),将直线l绕P点按逆时针方向旋转45°得直线m,若直线l和m分别与y轴交于Q

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  • 解题思路:(1)用点斜式求出m和l的方程,利用直线l绕P点按逆时针方向旋转45°得直线m求出直线m的倾斜角为α+45°;进而得到直线m的斜率;

    (2)求出R,Q两点的坐标,计算△PQR 的面积,变形后应用基本不等式求出它的最小值.

    (1)设直线l的倾斜角为α,则直线m的倾斜角为α+45°,

    km=tan(45°+α)=

    1+tanα

    1−tanα=

    1+k

    1−k,

    ∴直线l的方程为y-1=k(x+2),

    (2)直线m的方程为y−1=

    1+k

    1−k(x+2)

    令x=0,得yQ=2k+1,yR=

    3+k

    1−k,

    ∴S△PQR=

    1

    2|yQ−yR|•|xP|=|

    2(k2+1)

    k−1|

    ∵k>1,

    ∴S△PQR=|

    2(k2+1)

    k−1|=2•

    k2+1

    k−1=2[(k−1)+

    2

    k−1+2]≥4(

    2+1)

    由k−1=

    2

    k−1得k=

    2+1(k=1−

    2舍去),

    ∴当k=

    2+1时,

    △PQR的面积最小,最小值为4(

    2+1),

    此时直线l的方程是(

    2+1)x−y+2

    2+3=0.

    点评:

    本题考点: 直线的图象特征与倾斜角、斜率的关系.

    考点点评: 本题考查一条直线到另一直线的角的定义,直线的点斜式方程,求两直线的交点坐标以及基本不等式的应用.把三角形的面积表达式变形后应用基本不等式是本题的难点和关键.