高考数学一轮复习第8章平面解析几何第1讲直线的倾斜角斜率与直线的方程课件理
高考数学一轮复习第8章平面解析几何第1讲直线的倾斜角斜率与直线的方程讲义理含解析
第八章 平面解析几何第1讲 直线的倾斜角、斜率与直线的方程1.直线的斜率(1)当α≠90°时,tan α表示直线l 的斜率,用k 表示,即□01k =tan α.当α=90°时,直线l 的斜率k 不存在.(2)斜率公式给定两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)(x 1≠x 2),经过P 1,P 2两点的直线的斜率公式为□02k =y 2-y 1x 2-x 1. 2.直线方程的五种形式1.概念辨析(1)直线的斜率为tan α,则其倾斜角为α.( ) (2)斜率相等的两直线的倾斜角不一定相等.( )(3)经过点P (x 0,y 0)的直线都可以用方程y -y 0=k (x -x 0)表示.( )(4)经过任意两个不同的点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)的直线都可以用方程(y -y 1)(x 2-x 1)=(x -x 1)(y 2-y 1)表示.( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√2.小题热身(1)已知直线l 过点(0,0)和(3,1),则直线l 的斜率为( ) A .3 B .13 C .-13D .-3答案 B解析 直线l 的斜率为k =1-03-0=13. (2)在平面直角坐标系中,直线3x +y -3=0的倾斜角是( ) A.π6B .π3C .5π6D .2π3答案 D解析 直线3x +y -3=0的斜率为-3,所以倾斜角为2π3.(3)已知直线l 经过点P (-2,5),且斜率为-34,则直线l 的方程为( )A .3x +4y -14=0B .3x -4y +14=0C .4x +3y -14=0D .4x -3y +14=0答案 A解析 由题意得直线l 的点斜式方程为y -5=-34[x -(-2)],整理得3x +4y -14=0.(4)已知直线l 的斜率为k (k ≠0),它在x 轴,y 轴上的截距分别为k,2k ,则直线l 的方程为( )A .2x -y -4=0B .2x -y +4=0C .2x +y -4=0D .2x +y +4=0 答案 D解析 由题意得,直线l 的截距式方程为x k +y2k =1,又因为直线l 过(k,0),(0,2k )两点,所以2k -00-k =k ,解得k =-2,所以直线l 的方程为x -2+y-4=1,即2x +y +4=0.题型 一 直线的倾斜角与斜率1.直线x sin α+y +2=0的倾斜角的范围是( ) A .[0,π)B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,πC.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫π2,π 答案 B解析 设直线的倾斜角为θ,则有tan θ=-sin α,又sin α∈[-1,1],θ∈[0,π),所以0≤θ≤π4或3π4≤θ<π.2.(2018·安阳模拟)若平面内三点A (1,-a ),B (2,a 2),C (3,a 3)共线,则a =( ) A .1±2或0 B .2-52或0C.2±52D .2+52或0答案 A解析 若A ,B ,C 三点共线,则有k AB =k AC ,即a 2--a2-1=a 3--a3-1,整理得a (a 2-2a -1)=0,解得a =0或a =1± 2.3.直线l 过点P (1,0),且与以A (2,1),B (0,3)为端点的线段有公共点,则直线l 斜率的取值范围为________.答案 (-∞,-3]∪[1,+∞)解析 如图,∵k AP =1-02-1=1,k BP =3-00-1=-3, ∴k ∈(-∞,-3]∪[1,+∞).1.直线的倾斜角与其斜率的关系2根据正切函数k =tan α的单调性,如图所示:(1)当α取值在⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2内,由0增大到π2⎝ ⎛⎭⎪⎫α≠π2时,k 由0增大并趋向于正无穷大;(2)当α取值在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π内,由π2⎝ ⎛⎭⎪⎫α≠π2增大到π(α≠π)时,k 由负无穷大增大并趋近于0.3.三点共线问题若已知三个点中的两个坐标,可以先通过这两个已知点求出直线方程,然后将第三个点代入求解;也可利用斜率相等或向量共线的条件解决.1.设直线l 的倾斜角为α,且π4≤α≤5π6,则直线l 的斜率k 的取值范围是________.答案 ⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-33∪[1,+∞) 解析 当π4≤α<π2时,k =tan α∈[1,+∞);当π2<α≤5π6时,k =tan α∈⎝⎛⎦⎥⎤-∞,-33,所以斜率k 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-33∪[1,+∞). 2.(2018·广州质检)若直线l 与直线y =1,x =7分别交于点P ,Q ,且线段PQ 的中点坐标为(1,-1),则直线l 的斜率为( )A.13 B .-13C .-32D .23答案 B解析 依题意,设点P (a,1),Q (7,b ),则有⎩⎪⎨⎪⎧a +7=2,b +1=-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-5,b =-3,从而可知直线l 的斜率为-3-17+5=-13.题型 二 直线方程的求法1.已知三角形的三个顶点A (-5,0),B (3,-3),C (0,2),则BC 边上中线所在的直线方程为________.答案 x +13y +5=0解析 BC 的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-12,∴BC 边上中线所在直线方程为y -0-12-0=x +532+5,即x+13y +5=0.2.(1)求过点A (1,3),斜率是直线y =-4x 的斜率的13的直线方程;(2)求经过点A (-5,2),且在x 轴上的截距等于在y 轴上的截距的2倍的直线方程. 解 (1)设所求直线的斜率为k , 依题意k =-4×13=-43.又直线经过点A (1,3),因此所求直线方程为y -3=-43(x -1),即4x +3y -13=0.(2)当直线不过原点时,设所求直线方程为x 2a +ya =1,将(-5,2)代入所设方程,解得a=-12,所以直线方程为x +2y +1=0;当直线过原点时,设直线方程为y =kx ,则-5k =2,解得k =-25,所以直线方程为y =-25x ,即2x +5y =0.故所求直线方程为2x +5y =0或x +2y +1=0.条件探究 把举例说明2(1)中所求直线绕点A (1,3),顺时针旋转45°,求所得直线的方程.解 设举例说明2(1)中所求直线的倾斜角为α, 则由举例说明2(1)解析知tan α=-43,所以90°<α<180°,此直线绕点A (1,3)顺时针旋转45°,所得直线的倾斜角为α-45°, 斜率k ′=tan(α-45°)=tan α-11+tan α=-43-11+⎝ ⎛⎭⎪⎫-43=7,点斜式方程为y -3=7(x -1), 整理得7x -y -4=0.给定条件求直线方程的思路(1)求直线方程常用的两种方法①直接法:根据已知条件,直接写出直线的方程,如举例说明2(1)求直线方程,则直接利用斜截式即可.②待定系数法:即设定含有参数的直线方程,结合条件列出方程(组),求出参数,再代入直线方程即可.必要时要注意分类讨论,如举例说明2(2)中不要忽略过原点的情况,否则会造成漏解.(2)设直线方程的常用技巧①已知直线纵截距b 时,常设其方程为y =kx +b . ②已知直线横截距a 时,常设其方程为x =my +a .③已知直线过点(x 0,y 0),且k 存在时,常设y -y 0=k (x -x 0).1.在等腰三角形AOB 中,AO =AB ,点O (0,0),A (1,3),点B 在x 轴的正半轴上,则直线AB 的方程为( )A .y -1=3(x -3)B .y -1=-3(x -3)C .y -3=3(x -1)D .y -3=-3(x -1)答案 D解析 因为AO =AB ,所以直线AB 的斜率与直线AO 的斜率互为相反数,所以k AB =-k OA=-3,所以直线AB 的点斜式方程为y -3=-3(x -1).故选D.2.已知直线l 与两坐标轴围成的三角形的面积为3,分别求满足下列条件的直线l 的方程:(1)过定点A (-3,4);(2)斜率为16.解 (1)由题意知,直线l 存在斜率. 设直线l 的方程为y =k (x +3)+4,它在x 轴、y 轴上的截距分别为-4k-3,3k +4,由已知,得(3k +4)⎝ ⎛⎭⎪⎫4k+3=±6,解得k 1=-23或k 2=-83.故直线l 的方程为2x +3y -6=0或8x +3y +12=0.(2)设直线l 在y 轴上的截距为b ,则直线l 的方程是y =16x +b ,则它在x 轴上的截距是-6b ,由已知,得|-6b ·b |=6,∴b =±1.∴直线l 的方程为x -6y +6=0或x -6y -6=0. 题型 三 直线方程的综合应用角度1 由直线方程求参数问题1.若直线x -2y +b =0与两坐标轴所围成的三角形的面积不大于1,那么b 的取值范围是( )A .[-2,2]B .(-∞,-2]∪[2,+∞)C .[-2,0)∪(0,2]D .(-∞,+∞)答案 C解析 令x =0,得y =b 2,令y =0,得x =-b ,所以所求三角形面积为12⎪⎪⎪⎪⎪⎪b 2|-b |=14b 2,且b ≠0,因为14b 2≤1,所以b 2≤4,所以b 的取值范围是[-2,0)∪(0,2].角度2 与直线方程有关的最值问题 2.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A ,交y 轴正半轴于B ,△AOB 的面积为S (O 为坐标原点),求S 的最小值并求此时直线l 的方程.解 (1)证明:直线l 的方程可化为k (x +2)+(1-y )=0,令⎩⎪⎨⎪⎧x +2=0,1-y =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =1.∴无论k 取何值,直线总经过定点(-2,1). (2)由方程知,当k ≠0时,直线在x 轴上的截距为-1+2kk,在y 轴上的截距为1+2k ,要使直线不经过第四象限,则必须有⎩⎪⎨⎪⎧-1+2k k ≤-2,1+2k ≥1,解得k >0;当k =0时,直线为y =1,符合题意,故k 的取值范围为[0,+∞).(3)由题意可知k ≠0,再由l 的方程,得A ⎝⎛⎭⎪⎫-1+2k k,0,B (0,1+2k ). 依题意得⎩⎪⎨⎪⎧-1+2k k <0,1+2k >0,解得k >0.∵S =12·|OA |·|OB |=12·⎪⎪⎪⎪⎪⎪1+2k k ·|1+2k |=12·+2k2k=12⎝⎛⎭⎪⎫4k +1k +4≥12×(2×2+4)=4,“=”成立的条件是k >0且4k =1k ,即k =12,∴S min =4,此时直线l 的方程为x -2y +4=0.与直线方程有关问题的常见类型及解题策略(1)求解与直线方程有关的最值问题,先设出直线方程,建立目标函数,再利用基本不等式求解最值或用函数的单调性解决.(2)求参数值或范围.注意点在直线上,则点的坐标适合直线的方程,再结合函数的单调性或基本不等式求解.1.若方程(2m 2+m -3)x +(m 2-m )y -4m +1=0表示一条直线,则参数m 满足的条件是( )A .m ≠-32B .m ≠0C .m ≠0且m ≠1D .m ≠1答案 D解析 由⎩⎪⎨⎪⎧2m 2+m -3=0,m 2-m =0,解得m =1,故m ≠1时方程表示一条直线.2.过点P (4,1)作直线l 分别交x 轴、y 轴正半轴于A ,B 两点,O 为坐标原点. (1)当△AOB 面积最小时,求直线l 的方程; (2)当|OA |+|OB |取最小值时,求直线l 的方程. 解 设直线l :x a +y b=1(a >0,b >0), 因为直线l 经过点P (4,1),所以4a +1b=1.(1)4a +1b=1≥24a ·1b=4ab,所以ab ≥16,当且仅当a =8,b =2时等号成立, 所以当a =8,b =2时,△AOB 的面积最小, 此时直线l 的方程为x 8+y2=1,即x +4y -8=0. (2)因为4a +1b=1,a >0,b >0,所以|OA |+|OB |=a +b =(a +b )·⎝ ⎛⎭⎪⎫4a +1b=5+a b +4b a≥5+2a b ·4ba=9,当且仅当a =6,b =3时等号成立,所以当|OA |+|OB |取最小值时,直线l 的方程为x 6+y3=1,即x +2y-6=0.。
高考数学一轮复习第8章平面解析几何8.1直线的倾斜角斜率与直线的方程课件理
冲关针对训练 已知直线 l 过点 M(1,1),且与 x 轴,y 轴的正半轴分别 相交于 A,B 两点,O 为坐标原点.求: (1)当|OA|+|OB|取得最小值时,直线 l 的方程; (2)当|MA|2+|MB|2 取得最小值时,直线 l 的方程.
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解 (1)设 A(a,0),B(0,b)(a>0,b>0).
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2.直线方程的五种形式
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[诊断自测] 1.概念思辨 (1)直线的斜率为 tanα,则其倾斜角为 α.( × ) (2)斜率相等的两直线的倾斜角不一定相等.( × ) (3)经过点 P(x0,y0)的直线都可以用方程 y-y0=k(x-x0) 表示.( × ) (4)经过任意两个不同的点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线 都可以用方程(y-y1)(x2-x1)=(x-x1)(y2-y1)表示.( √ )
设直线 l 的方程为ax+by=1,则1a+1b=1,
所以
|OA|+|OB|=a+
b
=
(a
+b)1a+1b=2
+
a b
+ba≥2+
2 ab·ba=4, 当且仅当“a=b=2”时取等号,此时直线 l 的方程为 x
+y-2=0.
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(2)设直线 l 的斜率为 k,则 k<0, 直线 l 的方程为 y-1=k(x-1), 则 A1-1k,0,B(0,1-k), 所以|MA|2+|MB|2=1-1+1k2+12+12+(1-1+k)2=2 +k2+k12≥2+2 k2·k12=4. 当且仅当 k2=k12,即 k=-1 时取等号,此时直线 l 的 方程为 y-1=-(x-1),即 x+y-2=0.
2019年高考数学一轮总复习第八章解析几何8.1直线的倾斜角与斜率、直线的方程课件理
【答案】 B
3 (2)已知两点 A(-1,2),B(m,3),且实数 m∈- -1, 3-1,求直线 AB 的倾斜 3 角 α 的范围.
π 【解】 ①当 m=-1 时,α= ; 2 ②当 m≠-1 时,
3 1 ∵k= ∈(-∞,- 3]∪ ,+∞ , m+1 3 π π π 2π , , ∴α∈ ∪ 6 2 2 . 3
考点频率
命题趋势
直线是解析几何中最 基本的内容,对直 线的考查一是在选 择题、填空题中考 查直线的倾斜角、 斜率、直线的方程 等基本知识,二是 在解答题中与圆、 椭圆、双曲线结合.
5年14考
2
基础自主梳理
「基础知识填一填」 1.直线的倾斜角
l向上方向 (1)定义:当直线 l 与 x 轴相交时,取 x 轴作为基准,x 轴正向与直线__________
综合①②知直线 AB 的倾斜角 α
π 2π , 的范围是 6 . 3
求直线倾斜角范围的步骤 (1)求出斜率 k 的取值范围(若斜率不存在,倾斜角为 90° ). (2)利用正切函数的单调性,借助图象或单位圆确定倾斜角的取值范围.
[自 主 演 练] 1.将本例(1)中的 sinα 换成 sin2α,则直线倾斜角的范围变为________.
综合①②知
π α∈4,π .
π 答案:4,π
3.若直线 l 过点 M(-1,2),且与以点 P(-1- 3,-1),Q(3,0)为端点的线段恒 相交,则 l 的斜率的范围是________.
1
考 情 分 析
考点分布
直线方程
考纲要求 1.在平面直角坐标系中,结合具体图 形,确定直线位置的几何要素. 2.理解直线的倾斜角和斜率的概念, 掌握过两点的直线斜率的计算公 式. 3.能根据两条直线的斜率判定这两条 直线平行或垂直. 4.掌握确定直线位置的几何要素,掌 握直线方程的几种形式(点斜式、 两点式及一般式),了解斜截式与 一次函数的关系.
高考一轮复习第8章解析几何第1讲直线的倾斜角斜率与直线的方程
第八章 解析几何第一讲 直线的倾斜角、斜率与直线的方程知识梳理·双基自测 知识梳理知识点一 直线的倾斜角(1)定义:当直线l 与x 轴相交时,我们取x 轴作为基准,把x 轴__正向__与直线l__向上__方向之间所成的角α叫做直线l 的倾斜角.当直线l 与x 轴平行或重合时,规定它的倾斜角为__0°__.(2)倾斜角的取值范围为__[0°,180°)__. 知识点二 直线的斜率(1)定义:一条直线的倾斜角α的__正切值__叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母k 表示,即k =__tan_α__,倾斜角是90°的直线斜率不存在.(2)过两点的直线的斜率公式经过两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)(其中x 1≠x 2)的直线的斜率公式为k =__y 2-y 1x 2-x 1__.知识点三 直线方程的五种形式 名称 方程适用范围 点斜式 __y -y 0=k(x -x 0)__不含直线x =x 0 斜截式 __y =kx +b 不含垂直于x 轴的直线 两点式y -y 1y 2-y 1=x -x 1x 2-x 1不含垂直于坐标轴的直线截距式x a +y b =1 不含垂直于x 轴、平行于x 轴和__过原点的__直线一般式 Ax +By +C =0 其中要求__A 2+B 2≠0__适用于平面直角坐标系内的所有直线重要结论直线的倾斜角α和斜率k 之间的对应关系: α 0° 0°<α<90° 90° 90°<α<180° k 0k >0且α越大,k 就越大不存在k <0且α越大,k 就越大双基自测题组一 走出误区1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)坐标平面内的任何一条直线均有倾斜角与斜率.( × ) (2)直线的倾斜角越大,其斜率就越大.( × ) (3)斜率相等的两直线的倾斜角一定相等.( √ )(4)经过定点A(0,b)的直线都可以用方程y =kx +b 表示.( × ) (5)不经过原点的直线都可以用x a +yb=1表示.( × )(6)经过任意两个不同的点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)的直线都可以用方程(y -y 1)(x 2-x 1)=(x -x 1)(y 2-y 1)表示.( √ )题组二 走进教材2.(必修2P 38T3)经过两点A(4,2y +1),B(2,-3)的直线的倾斜角为3π4,则y =( B )A .-1B .-3C .0D .2[解析] 由2y +1--34-2=2y +42=y +2,得y +2=tan 3π4=-1,∴y =-3.3.(必修2P 100A 组T9)过点P(2,3)且在两坐标轴上截距相等的直线方程为__3x -2y =0或x +y -5=0__.[解析] 当截距为0时,直线方程为3x -2y =0; 当截距不为0时,设直线方程为x a +ya=1,则2a +3a =1,解得a =5.所以直线方程为x +y -5=0. 题组三 走向高考4.(2016·北京,7)已知A(2,5),B(4,1),若点P(x ,y)在线段AB 上,则2x -y 的最大值为( C ) A .-1 B .3 C .7D .8[解析] 线段AB 的方程为y -1=5-12-4(x -4), 2≤x≤4.即2x +y -9=0,2≤x≤4,因为P(x ,y)在线段AB 上,所以2x -y =2x -(-2x +9)=4x -9.又2≤x≤4,则-1≤4x-9≤7,故2x -y 最大值为7.5.(2010·辽宁)已知点P 在曲线y =4e x +1上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围是( D )A .⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π4B .⎣⎢⎡⎭⎪⎫π4,π2C .⎝ ⎛⎦⎥⎤π2,3π4 D .⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π[解析] 由题意可知切线的斜率k =tan α=-4exe x+12=-4e x+1ex +2,∴-1≤tan α<0,又0≤α<π,∴3π4≤α<π,故选D .考点突破·互动探究考点一 直线的倾斜角与斜率——自主练透例 1 (1)(2021·兰州模拟)直线2xcos α-y -3=0⎝ ⎛⎭⎪⎫α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π3的倾斜角的变化范围是( B )A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π3B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π3C .⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2 D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,2π3(2)(2020·贵州遵义航天高级中学期中,11)经过点P(0,-1)作直线l ,若直线l 与连接A(1,-2),B(2,1)的线段总有公共点,则直线l 的倾斜角的取值范围为( A )A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫34π,πB .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4C .⎣⎢⎡⎭⎪⎫34π,π D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤34π,π (3)已知曲线f(x)=ln x 的切线经过原点,则此切线的斜率为( C )A .eB .-eC .1eD .-1e[解析] (1)直线2xcos α-y -3=0的斜率k =2cos α.由于α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π3,所以12≤cos α≤32,因此k =2cos α∈[1,3].设直线的倾斜角为θ,则有tan θ∈[1,3].由于θ∈[0,π),所以θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π3,即倾斜角的变化范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π3.(2)如图所示,设直线l 的倾斜角为α,α∈[0,π). k PA =-1+20-1=-1,k PB =-1-10-2=1.∵直线l 与连接A(1,-2),B(2,1)的线段总有公共点, ∴-1≤tan α≤1.∴α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫34π,π.故选A .(3)解法一:∵f(x)=ln x ,∴x ∈(0,+∞),f′(x)=1x .设切点P(x 0,ln x 0),则切线的斜率k =f′(x 0)=1x 0=ln x 0x 0,∴ln x 0=1,x 0=e ,∴k =1x 0=1e.解法二(数形结合法):在同一坐标系中作出曲线f(x)=ln x 及曲线f(x)=ln x 经过原点的切线,如图所示,数形结合可知,切线的斜率为正,且小于1,故选C .[引申1]若将例(2)中“有公共点”改为“无公共点”,则直线l 的斜率的范围为__(-∞,-1)∪(1,+∞)__.[引申2]若将题(2)中A(1,-2)改为A(-1,0),其它条件不变,求直线l 斜率的取值范围为__(-∞,-1]∪[1,+∞)__,倾斜角的取值范围为__⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,3π4__.[解析]∵P(0,-1),A(-1,0),B(2,1),∴k AP =-1-00--1=-1,k BP =1--12-0=1.如图可知,直线l 斜率的取值范围为(-∞,-1]∪[1,+∞),倾斜角的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,3π4.名师点拨(1)求倾斜角的取值范围的一般步骤:①求出斜率k =tan α的取值范围,但需注意斜率不存在的情况;②利用正切函数的单调性,借助图象或单位圆,数形结合确定倾斜角α的取值范围.(2)求直线斜率的方法: ①定义法:k =tan α; ②公式法:k =y 2-y 1x 2-x 1;③导数法:曲线y =f(x)在x 0处切线的斜率k =f′(x 0).(3)注意倾斜角的取值范围是[0,π),若直线的斜率不存在,则直线的倾斜角为π2,直线垂直于x 轴.〔变式训练1〕(1)(2021·大庆模拟)直线xsin α+y +2=0的倾斜角的范围是( B ) A .[0,π)B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,πC .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π (2)(多选题)(2021·安阳模拟改编)已知点A(1,3),B(-2,-1).若直线l :y =k(x -2)+1与线段AB 相交,则k 的值可以是( ABC )A .12 B .-2 C .0D .1[解析] (1)设直线的倾斜角为θ,则tan θ=-sin α,所以-1≤tan θ≤1,又θ∈[0,π),所以0≤θ≤π4或3π4≤θ<π,选B .(2)由已知直线l 恒过定点P(2,1),如图所示,若l 与线段AB 相交,则k PA ≤k≤k PB , ∵k PA =-2,k PB =12,∴-2≤k≤12,故选A 、B 、C .考点二 直线的方程——师生共研例2 求适合下列条件的直线的方程: (1)在y 轴上的截距为-5,倾斜角的正弦值是35;(2)经过点A(-3,3),且倾斜角为直线3x +y +1=0的倾斜角的一半; (3)过点(5,2)且在x 轴上的截距是在y 轴上的截距的2倍; (4)与直线3x -4y -5=0关于y 轴对称.[解析] (1)设直线的倾斜角为α,则sin α=35.∴cos α=±45,直线的斜率k =tan α=±34.又直线在y 轴上的截距是-5, 由斜截式得直线方程为y =±34x -5.即3x -4y -20=0或3x +4y +20=0.(2)由3x +y +1=0得此直线的斜率为-3,所以倾斜角为120°,从而所求直线的倾斜角为60°,故所求直线的斜率为3.又直线过点(-3,3),所以所求直线方程为y -3=3(x +3),即3x -y +6=0. (3)若直线过原点,则其斜率k =25,此时直线方程为y =25x ,即2x -5y =0.若直线不过原点,则设其方程为x 2b +y b =1,由52b +2b =1得b =92,故所求直线方程为x 9+2y9=1,即x+2y -9=0.∴所求直线的方程为x +2y -9=0或2x -5y =0.(4)直线3x -4y -5=0的斜率为34,与y 轴交点为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-54,故所求直线的斜率为-34,且过点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-54,∴所求直线方程为y =-34x -54,即3x +4y +5=0.名师点拨求直线方程应注意的问题(1)要确定直线的方程,只需找到直线上两个点的坐标,或直线上一个点的坐标与直线的斜率即可.确定直线方程的常用方法有两种:①直接法:根据已知条件确定适当的直线方程形式,直接写出直线方程;②待定系数法:先设出直线方程,再根据已知条件求出待定的系数,最后代入求出直线的方程.(2)选择直线方程时,应注意分类讨论思想的应用:选用点斜式或斜截式前,先讨论直线的斜率是否存在;选用截距式前,先讨论在两坐标轴上的截距是否存在或是不是0.〔变式训练2〕(1)已知三角形的三个顶点A(-5,0),B(3,-3),C(0,2),则BC 边上中线所在的直线方程为__x +13y +5=0__.(2)直线3x -y +4=0绕其与x 轴的交点顺时针旋转π6所得直线的方程为__3x -3y +4=0__.(3)已知直线l 的斜率为16,且和坐标轴围成面积为3的三角形,则直线l 的方程为__x -6y +6=0或x -6y -6=0__.[解析] (1)由题意可知BC 的中点为H ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-12,∴k AH =0-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12-5-32=-113.故所求直线的方程为y -0=-113(x +5),即x +13y +5=0.(2)直线3x -y +4=0与x 轴的交点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-433,0,斜率为3,倾斜角θ为π3,可知所求方程直线的倾斜角为π6,斜率k =33⎝ ⎛⎭⎪⎫或由k =tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π6求,故所求直线的方程为y =33⎝ ⎛⎭⎪⎫x +433,即3x -3y +4=0.(3)设直线方程为y =16x +b ,则3b 2=3,∴b =±1,故所求直线方程为x -6y +6=0或x -6y -6=0.考点三 直线方程的应用——多维探究例3 已知直线l 过点M(2,1),且与x 轴,y 轴的正半轴分别相交于A ,B 两点,O 为坐标原点.求: (1)当△AOB 面积最小时,直线l 的方程;(2)当在两坐标轴上截距之和取得最小值时,直线l 的方程; (3)当|MA|·|MB|取最小值时,直线l 的方程; (4)当|MA|2+|MB|2取得最小值时,直线l 的方程. [解析] 设直线的方程为x a +yb =1(a >0,b >0),则2a +1b=1.(1)∵2a +1b ≥22ab ⇒12ab≥4,当且仅当2a =1b =12,即a =4,b =2时,△AOB 面积S =12ab 有最小值为4.此时,直线l 的方程是x 4+y2=1.即x +2y -4=0.(2)a +b =(a +b)⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +1b =3+2b a +a b ≥3+22b a ·a b =3+22.故a +b 的最小值为3+22,此时2ba=a b ,求得b =2+1,a =2+2.此时,直线l 的方程为x 2+2+y2+1=1.即x +2y -2-2=0. (3)解法一:设∠BAO =θ,则sin θ=1|MA|,cos θ=2|MB|,∴|MA|·|MB|=2sin θcos θ=4sin 2θ,显然当θ=π4时,|MA|·|MB|取得最小值4,此时k l =-1,所求直线的方程为y -1=-(x -2),即x +y-3=0.解法二:|MA|·|MB|=-MA →·MB →=-(a -2,-1)·(-2,b -1)=2a +b -5=(2a +b)⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +1b -5=2b a +2ab≥4.当且仅当a =b =3时取等号,∴|MA|·|MB|的最小值为4,此时直线l 的方程为x +y -3=0. 解法三:若设直线l 的方程为y -1=k(x -2),则A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2k -1k ,0,B(0,1-2k),∴|MA|·|MB|=1k 2+1·4+4k 2=2⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1k+-k ≥4,当且仅当-k =-1k ,即k =-1时,取等号.故|MA|·|MB|的最小值为4,此时直线l 的方程为x +y -3=0.(4)同(3)|MA|=1sin θ,|MB|=2cos θ,∴|MA|2+|MB|2=1sin 2θ+4cos 2θ =(sin 2θ+cos 2θ)⎝⎛⎭⎪⎫1sin 2θ+4cos 2θ=5+cos 2θsin 2θ+4sin 2θcos 2θ≥9. ⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当cos 2θ=2sin 2θ,即tan θ=22时取等号∴|MA|2+|MB|2的最小值为9,此时直线的斜率k =-22, 故所求直线的方程为y -1=-22(x -2), 即2x +2y -2(2+1)=0.注:本题也可设直线方程为y -1=k(x -2)(k <0)求解.名师点拨利用最值取得的条件求解直线方程,一般涉及函数思想即建立目标函数,根据其结构求最值,有时也涉及均值不等式,何时取等号,一定要弄清.〔变式训练3〕已知直线l 过点M(2,1),且与x 轴、y 轴正半轴分别交于A 、B ,O 为坐标原点.若S △AOB =92,求直线l的方程.[解析] 设直线l 的方程为x a +yb =1,则⎩⎪⎨⎪⎧2a +1b =1,ab =9解得⎩⎪⎨⎪⎧a =3,b =3或⎩⎪⎨⎪⎧a =6,b =32故所求直线方程为x 3+y 3=1或x 6+2y3=1,即x +y -3=0或x +4y -6=0.名师讲坛·素养提升(1)定点问题例4 (此题为更换后新题)已知直线l :kx -y +1+3k =0(k ∈R). (1)证明:直线l 过定点;(2)若直线l 不过第一象限,求k 的取值范围.[解析] (1)证明:直线l 的方程可化为y -1=k(x +3),故无论k 取何值,直线l 必过定点(-3,1). (2)令x =0得y =3k +1,即直线l 在y 轴上的截距为2k +1.由题意知⎩⎪⎨⎪⎧k <0,3k +1≤0解得k≤-13.故k 的取值范围是(-∞,-13].(此题为发现的重题,更换新题见上题)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 不过第四象限,求k 的取值范围.[解析] (1)证明:直线l 的方程可化为y -1=k(x +2),故无论k 取何值,直线l 必过定点(-2,1). (2)令x =0得y =2k +1,即直线l 在y 轴上的截距为2k +1.由题意知⎩⎪⎨⎪⎧k≥0,2k +1≥0解得k≥0.故取值范围是[0+∞).名师点拨过定点A(x 0,y 0)的直线系方程为y -y 0=k(x -x 0)(k 为参数)及x =x 0.方程为y -y 0=k(x -x 0)是直线过定点A(x 0,y 0)的充分不必要条件.(2)曲线的切线问题例5 (2021·湖南湘潭模拟)经过(2,0)且与曲线y =1x相切的直线与坐标轴围成的三角形面积为( A )A .2B .12C .1D .3[解析] 设切点为⎝ ⎛⎭⎪⎫m ,1m ,m≠0,y =1x 的导数为y′=-1x 2,可得切线的斜率k =-1m 2,切线方程为y -1m =-1m 2(x -m),代入(2,0),可得-1m =-1m 2(2-m),解得m =1,则切线方程为y -1=-x +1,切线与坐标轴的交点坐标为(0,2),(2,0),则切线与坐标轴围成的三角形面积为12×2×2=2.故选A .〔变式训练4〕(1)直线y =kx -k -2过定点__(1,-2)__.(2)(2018·课标全国Ⅱ)曲线y =2ln x 在点(1,0)处的切线方程为__2x -y -2=0__.。
高考数学一轮总复习第8章平面解析几何8.1直线的倾斜角与斜率直线的方程课件理
为-34,则直线 l 的方程为(
)
A.3x+4y-14=0
B.3x-4y+14=0
C.4x+3y-14=0
D.4x-3y+14=0
解析 由点斜式方程知直线 l 的方程为 y-5=-34(x+
2),即 3x+4y-14=0.
2.[课本改编]直线 x+ 3y+1=0 的倾斜角是(
)
π
π
2π
5π
A.6 B.3 C. 3 D. 6
以直线方程为 y-3=-x,即 x+y-3=0.
4.若点A(4,3),B(5,a),C(6,5)三点共线,则a的值为 ___4___.
解析 kAC=56- -34=1,kAB=a5- -34=a-3.由于 A,B,C 三点共线,所以 a-3=1,即 a=4.
板块二 典例探究·考向突破
考向 直线的倾斜角与斜率 例1 直线l过点P(1,0),且与以A(2,1),B(0, 3 )为端点 的线段有公共点,则直线l斜率的取值范围为 (_-__∞__,__-___3_]_∪__[_1_,__+__∞__)_.
解析 由题意可知,直线 l 的斜率 k=m12--21=1-m2≤1.
又 直 线 l 的 倾 斜 角 为 α, 则 有 tanα≤1 , 即 tanα<0 或
0≤tanα≤1,所以π2<α<π 或 0≤α≤π4.
考向 求直线的方程 例 2 根据所给条件求直线的方程:
(1)直线过点(-4,0),倾斜角的正弦值为 1100; (2)直线过点(-3,4),且在两坐标轴上的截距之和为 12; (3)直线过点(5,10),且到原点的距离为 5.
y2-y1 式为 k=__x_2_-__x_1 __.
考点 2 直线方程的几种形式
高考数学大一轮复习 第八章 平面解析几何 第1节 直线的倾斜角与斜率、直线方程课件(理)
第八章
平面解析几何
第一节 直线的倾斜角与斜率、直线方程
[考纲考情] 1.理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过 两点的直线斜率的计算公式.
2.掌握确定直线位置的几何要素. 3.掌握直线方程的几种形式(点斜式,两点式及一般式 等),了解斜截式与一次函数的关系.
主干知识·整合 热点命题·突破
2.过点 M(-2,m),N(m,4)的直线的斜率等于 1,则 m 的值为( )
A.1
B.4
C.1 或 3
D.1 或 4
解析:由题意知,4m-+m2=1,解得 m=1. 答案:A
直线方程
1.直线方程的五种形式
名称 几何条件
方程
斜截 纵截距、 ____________
式 斜率
点斜 过一点、 ____________
的中点 M 的坐标为(x,y),则xy= =
, ,此公式为线段
P1P2 的中点坐标公式.
答案
1.y=kx+b y-y0=k(x-x0) yy2--yy11=xx2--xx11 ax+by=
1
2.x1+2 x2
y1+y2 2
3.判断正误 (1)经过点 P(x0,y0)的直线都可以用方程 y-y0=k(x-x0) 表示.( ) (2)过 P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线一定可用两点式表 示.( ) (3)经过定点 A(0,b)的直线都可以用方程 y=kx+b 表 示.( )
2.直线的斜率 (1)定义:一条直线的倾斜角 α 的________叫做这条直 线的斜率,斜率常用小写字母 k 表示,即 k=________,倾 斜角是 90°的直线斜率不存在. (2)过两点的直线的斜率公式 经过两点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公 式为 k=________.
全国版2020版高考数学一轮复习第八章平面解析几何8.1直线的倾斜角与斜率直线的方程课件理
பைடு நூலகம் 4.直线方程的五种形式
名 称 已知条件
点斜式 斜截式
斜率k与点 (x1,y1) 斜率k与直 线在y轴上 的截距b
方程
适用范围
_y_-_y_1_=_k_(_x_-_x_1)_ 不含直线x=x1
_______ y=kx+b
不含垂直于x 轴的直线
名 称 已知条件
方程
适用范围
两点式 截距式
两点(x1,y1), (x2,y2)
答案:
∪[5,(+∞ ), 1 ] 2
( , 1 ] 2
【一题多解】解答本题,还有如下解法: 设直线l的斜率为k, 则直线l的方程为y-2=k(x+1), 即kx-y+k+2=0.
因为A,B两点在直线的两侧或其中一点在直线l上,
所以(-2k+3+k+2)(3k-0+k+2)≤0,
即(k-5)(4k+2)≥0,所以k≥5或k≤
2.若将本例题(2)中点P的坐标改为P(-3,2),则直线l的 斜率的取值范围是什么?
【解析】因为P(-3,2),A(-2,-3),B(3,0),则
k PA
3 2
2 3
5,
k PB
3
0
2
3
1 3
,
借助图形可知,直线l的斜率的取值范围为 [5, 1]. 3
【变式训练】已知△ABC的三个顶点为A(-3,0), B(2,1),C(-2,3),求: (1)BC所在直线的方程. (2)BC边的垂直平分线DE的方程. (3)过点A与BC平行的直线的方程.
【解析】(1)因为直线BC经过B(2,1)和C(-2,3)两点,
高考数学一轮复习 第八章 平面解析几何 8.1 直线的倾斜角与斜率、直线的方程课件 理
公式 k=_t_a_n_θ__
k y1 y2 x1 x2
3.两直线的平行、垂直与其斜率的关系
条 件 两直线位置关系
斜率的关系
两条不重合 的直线l1,l2, 斜率分别为 k1,k2
平行 垂直
_k_1_=_k_2 k1与k2都不存在
_______ k1与k2一k1k个2=为-1零、 另一个不存在
直线在x轴、
_yy_2_y_y1_1 __x_x2__xx_11 ___________ (x1 x2, y1 y2)
不含直线x=x1 (x1=x2)和直线 y=y1(y1=y2)
不含垂直于坐
y轴上的截距 分别为a,b
____xa______by____1____
标轴和过原点 的直线
(a 0,b 0)
第八章 平面解析几何 第一节 直线的倾斜角与斜率、
直线的方程
【知识梳理】 1.直线的倾斜角 (1)定义:
相交
平行 重合
x轴 0
(2)范围:直线的倾斜角α的取值范围是:_[_0_,_π__)_.
2.直线的斜率
条件 直线的倾斜角θ,且θ≠90° 直线过点A(x1,y1),B(x2,y2) 且x1≠x2
4.直线方程的五种形式
名 称 已知条件
点斜式 斜截式
斜率k与点 (x1,y1) 斜率k与直 线在y轴上 的截距b
方程
适用范围
_y_-_y_1_=_k_(_x_-_x_1)_ 不含直线x=x1
_______ y=kx+b
不含垂直于x 轴的直线
名 称 已知条件
方程
适用范围
两点式 截距式
两点(x1,y1), (x2,y2)
C.0或
D.
高考数学一轮复习第8章平面解析几何第1节直线的倾斜角与斜率直线的方程课件
直线的倾斜角和斜率
(1)直线 x-ycos θ+1=0(θ∈R)的倾斜角 α 的取值范围是 ________.
(2)(2017·舟山模拟)若直线 l 过点 P(-3,2),且与以 A(-2,-3), B(3,0)为端点的线段相交,则直线 l 的斜率的取值范围是________.
(1)π4,34π (2)-5,-13 [(1)当 θ=kπ+π2(k∈Z)时,cos θ=0,直线为 x+1 =0,其倾斜角为π2.
令-3<1-2k<3,解不等式得 k<-1 或 k>12. (2)直线 l 的斜率 k=13+-m22=1+m2≥1,所以 k=tan α≥1. 又 y=tan α 在0,π2上是增函数,因此π4≤α<π2.]
2.第(2)问求解要注意两点: (1)斜率公式的正确计算; (2)数形结合写出斜率的范围,切莫误认为 k≤-5 或 k≥-13.
[变式训练 1] (1)直线 l 经过点 A(1,2),在 x 轴上的截距的取值范围是(-3,3),
则其斜率 k 的取值范围是( )
A.-1<k<15
B.k>1 或 k<12
2.(教材改编)若直线 l 与直线 y=1,x=7 分别交于点 P,Q,且线段 PQ 的
中点坐标为(1,-1),则直线 l 的斜率为( )
1 A.3
B.-13
C.-32
2 D.3
B [设 P(x,1),Q(7,y),则x+2 7=1,y+2 1=-1,
∴x=-5,y=-3,即 P(-5,1),Q(7,-3),
当 θ≠kπ+π2(k∈Z)时,直线 l 的斜率为
tan α=co1s θ∈(-∞,-1]∪[1,+∞),
所以直线 l 的倾斜角的取值范围是π4,π2∪π2,34π.
高考数学一轮复习 第八章 平面解析几何 81 直线的倾斜角与斜率、直线方程课件 理
2021/12/8
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斜率取值范围的两种求法 1.数形结合法:作出直线在平面直角坐标系中可能的位置,借助图形, 结合正切函数的单调性确定。 2.函数图象法:根据正切函数图象,由倾斜角范围求斜率范围,反之 亦可。
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答案 (1)0,4π∪34π,π
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(2)已知两点 M(2,-3),N(-3,-2),斜率为 k 的直线 l 过点 P(1,1)且 与线段 MN 相交,则 k 的取值范围是________。
解析 (2)因为 kPM=1-1--23=-4,kPN=11- -- -23=34,所以 k 的取值 范围为(-∞,-4]∪34,+∞。
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3.直线方程的五种形式
名称
条件
点斜式 斜率 k 与点(x0,y0)
斜截式 斜率 k 与截距 b
两点式 两点(x1,y1), (x2,y2)
方程 y-y0=k(x-x0)
y=kx+b yy2--yy11=xx2--xx11
适用范围
不含直线 x=x0
不含垂直于 x 轴 的直线 不含直线 x= x1(x1=x2)和直线 y=y1(y1=y2)
答案 (2)(-∞,-4]∪34,+∞
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考点二 直线的方程 【例 2】 (1)求过点 A(1,3),斜率是直线 y=-4x 的斜率的13的直线方程。 (2)求经过点 A(-5,2),且在 x 轴上的截距等于在 y 轴上截距的 2 倍的直 线方程。
解 (1)设所求直线的斜率为 k,依题意 k=-4×13=-43。又直线经过点 A(1,3),因此所求直线方程为 y-3=-43(x-1),即 4x+3y-13=0。
2025版高考数学一轮总复习第八章平面解析几何8.1直线的倾斜角斜率与方程课件
2.直线的斜率
正切
(1)定义:我们把一条直线的倾斜角 的______值叫做这条直线的斜率,斜率
tan
常用小写字母表示,即 =______.
(2)过两点直线的斜率公式:过两点1 1 , 1 ,2 2 , 2 1 ≠ 2 的直线的斜
率公式为
2 −12 −ຫໍສະໝຸດ 1=______.倾斜角分别为1 ,2 ,3 ,则下列选项正确的是(
A.1 < 3 < 2
√
B.3 < 2 < 1
C.1 < 3 < 2
D.3 < 2 < 1
√
解:由题图,知2 > 3 > 0,1 < 0,则1 < 3 < 2 .故
π
2
)
> 2 > 3 > 0,且1 为钝角,则3 < 2 < 1 .故选AD.
= 2,所以直线的点斜式方程为 − 3 = 2 − 1 ,即 = 2 + 1.
③由题意,得直线的截距式方程为
−3
+
−1
= 1,即 + 3 + 3 = 0.
1
④由题意,得直线的斜率为 ,所以直线的方程为
2
−1=
1
2
− 0 ,即 =
1
2
+ 1.
(2)设直线的方程为 2 − 2 − 3 − 22 + − 1 + 6 − 2 = 0.若直线在
一般式
方程的形式
+ =1
__________
常数的几何意义
适用范围
两点式
高考数学一轮复习第8章平面解析几何第1节直线的倾斜角与斜率直线的方程课件
4.已知直线斜率的绝对值等于1,则直线的倾斜角为________. π4或34π [设直线的倾斜角为α,则|tan α|=1,∴tan α=±1. 又α∈[0,π),∴α=π4或34π.]
1234
02
细研考点·突破题型
考点一 考点二 考点三
直线的倾斜角与斜率 直线方程的求法 直线方程的综合应用
1234
ABC [对于A选项,该方程不能表示过点P且垂直于x轴的直线, 即点斜式只能表示斜率存在的直线,所以A不正确;对于B选项,该 方程不能表示过点P且平行于x轴的直线,即该方程不能表示斜率为零 的直线,所以B不正确;对于C选项,斜截式不能表示斜率不存在的直 线,所以C不正确;对于D选项,经过任意两个不同的点P1(x1,y1), P2(x2,y2)的直线都可以用方程(y-y1)(x2-x1)=(x-x1)(y2-y1)表示,是 正确的,该方程没有任何限制条件,所以D正确.]
选A.]
1234
3.(多选)下面说法中错误的是( ) A.经过定点P(x0,y0)的直线都可以用方程y-y0=k(x-x0)表示 B.经过定点P(x0,y0)的直线都可以用方程x-x0=m(y-y0)表示 C.经过定点A(0,b)的直线都可以用方程y=kx+b表示 D.经过任意两个不同的点P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线都可以用 方程(y-y1)(x2-x1)=(x-x1)(y2-y1)表示
截距式 一般式
纵、横截距
不过原点,且与两坐 ___ax_+__by_=__1__ 标轴均不垂直的直线 Ax+By+C=0 平面内所有直线都适 (A2+B2≠0) 用
提醒:“截距”是直线与坐标轴交点的坐标值,它可正、可负, 也可以是零,而“距离”是一个非负数.
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=k,解得k=-2,所以直线l的方程为
x -2
+
-y4=1,即2x+y+4=0.
答案 解析
经典题型冲关
题型一 直线的倾斜角与斜率
1.直线xsinα+y+2=0的倾斜角的范围是( )
A.[0,π)
C.0,π4 答案 B
B.0,π4∪34π,π D.0,π4∪π2,π
1 2
2b|-b|=14b2,且b≠0,因为
1 4
b2≤1,所以b2≤4,所以b的取值范围是[-2,0)
∪(0,2].
解析
角度2 与直线方程有关的最值问题 2.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A,交y轴正半轴于B,△AOB的面积为S(O为 坐标原点),求S的最小值并求此时直线l的方程.
解 (1)证明:直线l的方程可化为k(x+2)+(1-y)=0,
令x1+-2y= =00, , 解得yx==1-. 2,
∴无论k取何值,直线总经过定点(-2,1).
(2)由方程知,当k≠0时,直线在x轴上的截距为-
1+2k k
,在y轴上的截
距为1+2k,要使直线不经过第四象限,则必须有 -1+k2k≤-2, 1+2k≥1,
解得k
>0;当k=0时,直线为y=1,符合题意,故k的取值范围为[0,+∞).
答案
(3)由题意可知k≠0,再由l的方程,
得A-1+k 2k,0,B(0,1+2k).
依题意得-1+k 2k<0, 1+2k>0,
解得k>0.
∵S=12·|OA|·|OB|=12·1+k 2k·|1+2k|
答案
题型三 直线方程的综合应用
角度1 由直线方程求参数问题
1.若直线x-2y+b=0与两坐标轴所围成的三角形的面积不大于1,那
么b的取值范围是( )
A.[-2,2]
B.(-∞,-2]∪[2,+∞)
C.[-2,0)∪(0,2] D.(-∞,+∞)
答案 C
答案
解析
令x=0,得y=
b 2
,令y=0,得x=-b,所以所求三角形面积为
-y-12-00=23x++55,即x+13y+5=0.
,∴BC边上中线所在直线方程为
答案 解析
2.(1)求过点A(1,3),斜率是直线y=-4x的斜率的13的直线方程; (2)求经过点A(-5,2),且在x轴上的截距等于在y轴上的截距的2倍的直 线方程. 解 (1)设所求直线的斜率为k, 依题意k=-4×13=-43. 又直线经过点A(1,3), 因此所求直线方程为y-3=-43(x-1), 即4x+3y-13=0.
答案
=12·1+k2k2=124k+1k+4 ≥12×(2×2+4)=4, “=”成立的条件是k>0且4k=1k,即k=12, ∴Smin=4,此时直线l的方程为x-2y+4=0.
解析
与直线方程有关问题的常见类型及解题策略 (1)求解与直线方程有关的最值问题,先设出直线方程,建立目标函 数,再利用基本不等式求解最值或用函数的单调性解决. (2)求参数值或范围.注意点在直线上,则点的坐标适合直线的方程, 再结合函数的单调性或基本不等式求解.
答案 解析
(3)已知直线l经过点P(-2,5),且斜率为-34,则直线l的方程为(
)
A.3x+4y-14=0 B.3x-4y+14=0
C.4x+3y-14=0 D.4x-3y+14=0
答案 A 解析 由题意得直线l的点斜式方程为y-5=-34[x-(-2)],整理得3x+ 4y-14=0.
答案 解析
答案
点斜式方程为y-3=7(x-1), 整理得7x-y-4=0.
答案
给定条件求直线方程的思路 (1)求直线方程常用的两种方法 ①直接法:根据已知条件,直接写出直线的方程,如举例说明2(1)求 直线方程,则直接利用斜截式即可. ②待定系数法:即设定含有参数的直线方程,结合条件列出方程 (组),求出参数,再代入直线方程即可.必要时要注意分类讨论,如举例 说明2(2)中不要忽略过原点的情况,否则会造成漏解.
1.若方程(2m2+m-3)x+(m2-m)y-4m+1=0表示一条直线,则参数
m满足的条件是( )
A.m≠-32
B.m≠0
C.m≠0且m≠1 D.m≠1
答案 D
解析 由2mm2-2+mm=-03,=0, 解得m=1,故m≠1时方程表示一条直线.
答案 解析
2.过点P(4,1)作直线l分别交x轴、y轴正半轴于A,B两点,O为坐标原 点.
基础知识过关
1.直线的斜率
□ (1)当α≠90°时,tanα表示直线l的斜率,用k表示,即 01 k=tanα .当
α=90°时,直线l的斜率k不存在. (2)斜率公式 给定两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2),经过P1,P2两点的直线的斜率
□ 公式为 02 k=yx22- -yx11 .
A.y-1=3(x-3) B.y-1=-3(x-3) C.y-3=3(x-1) D.y-3=-3(x-1) 答案 D 解析 因为AO=AB,所以直线AB的斜率与直线AO的斜率互为相反 数,所以kAB=-kOA=-3,所以直线AB的点斜式方程为y-3=-3(x- 1).故选D.
答案 解析
2.已知直线l与两坐标轴围成的三角形的面积为3,分别求满足下列条 件的直线l的方程:
根据正切函数k=tanα的单调性,如图所示:
(1)当α取值在
0,π2
内,由0增大到
π 2
α≠π2
时,k由0增ຫໍສະໝຸດ 大并趋向于正无穷大;(2)当α取值在
π2,π
内,由
π 2
α≠π2
增大到π(α≠π)时,k由负无穷大增大
并趋近于0.
3.三点共线问题 若已知三个点中的两个坐标,可以先通过这两个已知点求出直线方 程,然后将第三个点代入求解;也可利用斜率相等或向量共线的条件解 决.
(2)设直线方程的常用技巧 ①已知直线纵截距b时,常设其方程为y=kx+b. ②已知直线横截距a时,常设其方程为x=my+a. ③已知直线过点(x0,y0),且k存在时,常设y-y0=k(x-x0).
1.在等腰三角形AOB中,AO=AB,点O(0,0),A(1,3),点B在x轴的正 半轴上,则直线AB的方程为( )
答案 (-∞,- 3]∪[1,+∞)
答案
解析 如图,∵kAP=12- -01=1,
kBP= 03--10=- 3, ∴k∈(-∞,- 3]∪[1,+∞).
解析
1.直线的倾斜角与其斜率的关系
斜率k k=tanα>0 k=0
倾斜角α 锐角
0°
k=tanα<0 钝角
不存在 90°
2.倾斜角变化时斜率的变化规律
答案 A 解析 若A,B,C三点共线,则有kAB=kAC,即a2-2--1 a=a3-3--1 a,
整理得a(a2-2a-1)=0,解得a=0或a=1± 2.
答案 解析
3.直线l过点P(1,0),且与以A(2,1),B(0, 点,则直线l斜率的取值范围为________.
3 )为端点的线段有公共
2.直线方程的五种形式
1.概念辨析 (1)直线的斜率为tanα,则其倾斜角为α.( × ) (2)斜率相等的两直线的倾斜角不一定相等.( × ) (3)经过点P(x0,y0)的直线都可以用方程y-y0=k(x-x0)表示.( × ) (4)经过任意两个不同的点P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线都可以用方程(y -y1)(x2-x1)=(x-x1)(y2-y1)表示.( √ )
(1)过定点A(-3,4);(2)斜率为16. 解 (1)由题意知,直线l存在斜率. 设直线l的方程为y=k(x+3)+4, 它在x轴、y轴上的截距分别为-4k-3,3k+4, 由已知,得(3k+4)4k+3=±6,
答案
解得k1=-23或k2=-83. 故直线l的方程为2x+3y-6=0或8x+3y+12=0. (2)设直线l在y轴上的截距为b,则直线l的方程是y= 16 x+b,则它在x轴上 的截距是-6b, 由已知,得|-6b·b|=6,∴b=±1. ∴直线l的方程为x-6y+6=0或x-6y-6=0.
解析 设直线的倾斜角为θ,则有tanθ=-sinα,又sinα∈[-1,1],θ∈
[0,π),所以0≤θ≤π4或34π≤θ<π.
答案 解析
2.(2018·安阳模拟)若平面内三点A(1,-a),B(2,a2),C(3,a3)共
线,则a=( )
A.1± 2或0 B.2-2 5或0
2± 5 C. 2
D.2+2 5或0
[考纲解读] 1.理解直线的倾斜角和斜率的概 念,掌握过两点的直线斜率的计算公式,并 能根据两条直线的斜率判断这两条直线的平 行或垂直关系.(重点) 2.掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式 及一般式等),并了解斜截式与一次函数的关 系.(难点)
[考向预测] 从近三年高考情况来看,本讲是 命题的热点,但很少独立命题.预测2020年 高考对本讲内容的考查:①考查直线倾斜角 与斜率的关系、斜率公式;②直线平行与垂 直的判定或应用,求直线的方程.试题常以 客观题形式考查,难度不大.
2.小题热身
(1)已知直线l过点(0,0)和(3,1),则直线l的斜率为( )
A.3
B.13
C.-13
D.-3
答案 B
解析 直线l的斜率为k=13- -00=13.
答案 解析
(2)在平面直角坐标系中,直线 3x+y-3=0的倾斜角是( )
π A.6
B.π3
C.56π
D.23π
答案 D
解析 直线 3x+y-3=0的斜率为- 3,所以倾斜角为23π.
(4)已知直线l的斜率为k(k≠0),它在x轴,y轴上的截距分别为k,2k,则