(一)直线的倾斜角与斜率复习课
金榜e讲堂高三人教版数学理一轮复习直线的倾斜角与斜率直线的方程优质课赛课一等奖市公开课获奖课件
[跟踪训练] 3.(2014·江苏扬州一模)如图,射线 OA,OB 分别与 x 轴正半轴成
45°和 30°角,过点 P(1,0)作直线 AB 分别交 OA,OB 于 A, B 两点,当 AB 的中点 C 恰好落在直线 y=12x 上时,求直线 AB 的方程.
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解析 由题意可得 kOA=tan 45°=1,
都有倾斜角,但不一定每条直线都存在斜率. 2.由斜率求倾斜角,一是要注意倾斜角范围;二是要考虑
正切函数单调性. 3.用截距式写方程时,应先判断截距是否为0,若不确定,
则需要分类讨论.
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直线倾斜角与斜率
[典题导入]
(1)(2014·岳阳模拟)经过两点 A(4,2y+1),B(2,-3)的直
线的倾斜角为34π,则 y=
kOB=tan(180°-30°)=- 33,
所以直线
lOA:y=x,lOB:y=-
3 3 x.
设 A(m,m),B(- 3n,n),
所以 AB 的中点 Cm-2 3n,m+2 n,
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由点 C 在直线 y=12x 上,且 A,P,B 三点共线得
mmm+- -2 n01==12-·mn--3n20-3n1,,解得 m= 3,所以 A( 3, 3). 又 P(1,0),所以 kAB=kAP= 3-3 1=3+2 3, 所以 lAB:y=3+2 3(x-1), 即直线 AB 的方程为(3+ 3)x-2y-3- 3=0.
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[体验高考] (·江苏高考)如图,在平面直角坐标系xOy中, 点A(0,3),直线l:y=2x-4.设圆C半径为1, 圆心在l上. (1)若圆心C也在直线y=x-1上,过点A作圆C 切线,求切线方程; (2)若圆C上存在点M,使MA=2MO,求圆心C 横坐标a取值范围.
直线与方程章末复习课件
[例 1] (1)点( 3,4)在直线 l:ax-y+1=0 上,则
直线 l 的倾斜角为( )
A.30°
B.45°
C.60°
D.120°
(2)已知在平行四边形 ABCD 中,A(1,2),B(2,1),
中心 E(3,3).
①判断平行四边形 ABCD 是否为正方形;
②点 P(x,y)在平行四边形 ABCD 的边界及内部运动,
(2)单调性. 当 α 由 0°→90°→180°(不含 180°)变化时,k 由 0(含 0)逐渐增大到+∞(不存在),然后由-∞(不存在)逐渐增 大到 0(不含 0). 经过 A(x1,y1),B(x2,y2)(x1≠x2)两点的直线的斜率 公式是 k=xy22--xy11,应用时注意其适用的条件是 x1≠x2, 当 x1=x2 时,直线的斜率不存在.
解:由点M(3,5)及直线l:x-2y+2= 0,可求得点M关于l的对称点M1(5,1),
同理可得点M关于y轴的对称点M2(- 3,5),如图所示.
根据M1,M2两点可得直线M1M2的方程为x+2y-7=0. 令x=0,得直线M1M2与y轴的交点Q0,72, 解方程组xx+-22yy-+72==00,,得两直线的交点P52,94. 所以点P52,94与点Q0,72即为所求.
归纳升华 利用直接求解法比较烦琐时,可从图形方面考虑, 利用数形结合的方法来求解,从而使问题变得形象、直 观,利于求解.
[变式训练] 点P(-2,-1)到直线l:(1+3λ)x+(1+ λ)y-2-5λ=0的距离为d,则d的最大值为________.
解析:直线l的方程可化为x+y-2+λ(3x+y-5)=0,
[例 2] 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,b 的值:
直线的倾斜角与斜率知识点
直线的倾斜角与斜率知识点直线是数学中最基本的图形之一,在几何学和代数学中都有广泛的应用。
直线的倾斜角和斜率是描述直线特征的重要概念,在解决直线问题时起到了至关重要的作用。
本文将介绍直线的倾斜角和斜率的概念、计算方法和应用场景。
一、直线的倾斜角直线的倾斜角是指直线与正 x 轴之间的夹角。
它通常用角度或弧度来度量。
倾斜角可以表达直线的上升或下降趋势,以及直线的陡峭程度。
倾斜角的取值范围为 [-90°, 90°] 或 [-π/2, π/2],其中正值表示线段向右上方倾斜,负值表示线段向右下方倾斜。
要计算直线的倾斜角,需要从直线上选择两个确定点。
假设直线的两个点分别是 P1(x1, y1) 和 P2(x2, y2),则倾斜角可以通过求解以下公式得出:倾斜角 = arctan((y2 - y1) / (x2 - x1))其中,arctan 表示反正切函数,计算结果可以用角度或弧度来表示。
二、直线的斜率直线的斜率是用来表示直线上点之间的变化率的数值。
斜率可以告诉我们直线的陡峭程度和方向。
通常情况下,斜率被定义为直线上任意两点之间纵坐标的差值与横坐标的差值之比。
对于直线上的两个点 P1(x1, y1) 和 P2(x2, y2),斜率可以通过以下公式来计算:斜率 = (y2 - y1) / (x2 - x1)斜率可以用分数形式来表示,分母表示直线上两个点之间的水平距离,分子表示两个点之间的垂直距离。
斜率也可以是整数、小数或无穷大。
当斜率为正时,直线向上倾斜;当斜率为负时,直线向下倾斜;当斜率为0时,表示直线为水平线。
三、直线倾斜角与斜率的转换关系直线的倾斜角和斜率有一个重要的转换关系。
斜率可以通过直线的倾斜角计算得到,也可以通过斜率计算得到直线的倾斜角。
通过倾斜角计算斜率的公式如下:斜率 = tan(倾斜角)其中,tan 表示正切函数。
通过斜率计算倾斜角的公式如下:倾斜角 = arctan(斜率)这两个公式可以帮助我们在直线的描述中灵活地使用斜率和倾斜角。
第二章 2.2.1 第1课时 直线的倾斜角与斜率
§2.2 直线及其方程 2.2.1 直线的倾斜角与斜率 第1课时 直线的倾斜角与斜率学习目标 1.理解直线的倾斜角、斜率的概念,掌握过两点的直线的斜率公式.2.体会用斜率和倾斜角刻画直线的倾斜程度,并掌握它们之间的关系.知识点一 直线的倾斜角定义:一般地,给定平面直角坐标系中的一条直线,如果这条直线与x 轴相交,将x 轴绕着它们的交点按逆时针方向旋转到与直线重合时所转的最小正角记为θ,则称θ为这条直线的倾斜角.(1)倾斜角θ的取值范围是0°~180°.(2)直线与x 轴平行或重合时,直线的倾斜角为0°;直线与x 轴垂直时,直线的倾斜角为90°. (3)每一条直线都有唯一的倾斜角.思考 当直线的倾斜角为锐角时,直线一定经过哪些象限?当直线的倾斜角为钝角时,直线一定经过哪些象限?答案 当直线的倾斜角为锐角时,直线一定经过一、三象限,当直线的倾斜角为钝角时,直线一定经过二、四象限. 知识点二 直线的斜率1.定义:一般地,如果直线l 的倾斜角为θ,则当θ≠90°时,称k =tan θ为直线l 的斜率;当θ=90°时,直线l 的斜率不存在. 2.两点的斜率公式若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)是直线l 上两个不同的点,则当x 1≠x 2时,直线l 的斜率为k =y 2-y 1x 2-x 1,当x 1=x 2时,直线l 的斜率不存在;当y 1=y 2时,直线l 的斜率为0. 思考 每一条直线都有倾斜角和斜率吗?答案 每一条直线都有唯一确定的倾斜角,但并不是所有直线都有斜率,垂直于x 轴的直线,倾斜角为90°,斜率不存在,其它直线既有倾斜角,又有斜率.1.斜率相等的两直线的倾斜角不一定相等.(×)2.直线的倾斜角越大,它的斜率就越大.(×)3.若一条直线的倾斜角为α,则它的斜率k=tan α.(×)4.任何一条直线有且只有一个斜率和它对应.(×)一、直线的倾斜角例1(1)已知直线l的倾斜角为θ-25°,则角θ的取值范围为()A.25°≤θ<155°B.-25°≤θ<155°C.0°≤θ<180°D.25°≤θ<205°答案 D解析因为直线l的倾斜角为θ-25°,所以0°≤θ-25°<180°,所以25°≤θ<205°.(2)已知直线l经过第二、四象限,则直线l的倾斜角α的取值范围是()A.0°≤α<90°B.90°≤α<180°C.90°<α<180°D.0°<α<180°答案 C解析直线倾斜角的取值范围是0°≤α<180°,又直线l经过第二、四象限,所以直线l的倾斜角α的取值范围是90°<α<180°.反思感悟(1)解答本类题要注意根据倾斜角的概念及倾斜角的取值范围来解答.(2)求直线的倾斜角主要根据定义来求,其关键是根据题意画出图形,找准倾斜角,有时要根据情况分类讨论.跟踪训练1已知直线l向上方向与y轴正向所成的角为30°,则直线l的倾斜角为.答案60°或120°解析有两种情况:①如图(1),直线l向上方向与x轴正向所成的角为60°,即直线l的倾斜角为60°.②如图(2),直线l向上方向与x轴正向所成的角为120°,即直线l的倾斜角为120°.二、直线的斜率例2经过下列两点的直线的斜率是否存在?如果存在,求其斜率,并确定直线的倾斜角α.(1)A(2,3),B(4,5);(2)C(-2,3),D(2,-1);(3)P(-3,1),Q(-3,10).解(1)存在.直线AB的斜率k AB=5-34-2=1,即tan α=1,又0°≤α<180°,所以倾斜角α=45°.(2)存在.直线CD的斜率k CD=-1-32-(-2)=-1,即tan α=-1,又0°≤α<180°,所以倾斜角α=135°.(3)不存在.因为x P=x Q=-3,所以直线PQ的斜率不存在,所以倾斜角α=90°.反思感悟(1)利用斜率公式求直线的斜率应注意的事项①运用公式的前提条件是“x1≠x2”,即直线不与x轴垂直,因为当直线与x轴垂直时,斜率是不存在的;②斜率公式与两点P1,P2的先后顺序无关,也就是说公式中的x1与x2,y1与y2可以同时交换位置.(2)在0°≤α<180°范围内的一些特殊角的正切值要熟记.倾斜角α0°30°45°60°120°135°150°斜率k 03313-3-1-33跟踪训练2(1)若直线的倾斜角为60°,则直线的斜率为()A. 3 B.- 3 C.33D.-33答案 A(2)已知过A(3,1),B(m,-2)的直线的斜率为1,则m的值为.答案0三、直线的倾斜角、斜率的应用例3(1)如果三点A(2,1),B(-2,m),C(6,8)在同一条直线上,则m=. 答案-6解析k AB=m-1-2-2=1-m4,k AC=8-16-2=74,∵A,B,C三点共线,∴k AB=k AC,即1-m4=74,∴m=-6.(2)已知直线l的斜率为k,倾斜角为α,若45°<α<135°,则k的取值范围为()A.(-1,1)B.(-∞,-1)∪(1,+∞)C.[-1,1]D.(-∞,-1]∪[1,+∞)答案 B解析∵k=tan α,45°<α<135°,由正切函数图像知当45°<α<135°时,tan α∈(-∞,-1)∪(1,+∞),∴k的取值范围是(-∞,-1)∪(1,+∞).反思感悟(1)斜率是反映直线相对于x轴正方向的倾斜程度的.直线上任意两点所确定的方向不变,即同一直线上任何不同的两点所确定的斜率相等,这正是利用斜率相等可证点共线的原因.(2)由k=tan α可知直线的倾斜角与斜率,知一求一.由一个的范围,求另一个的范围时应画出正切函数的图像,注意倾斜角的范围.跟踪训练3已知直线l经过A(2,1),B(1,m2)(m∈R)两点,则直线l的倾斜角θ的取值范围是()A.0°≤θ≤45°B.0°<θ<180°C.0°≤θ≤45°或90°<θ<180°D.0°≤θ≤45°或135°≤θ<180°答案 C解析 k AB =m 2-11-2=-m 2+1≤1,由正切函数y =tan x 的图像知,当tan θ∈(-∞,1)时,0°≤θ≤45°或90°<θ<180°, 故选C.数形结合法求倾斜角或斜率范围典例 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,求直线l 的斜率和倾斜角的取值范围. 解 如图所示.设直线l 的斜率为k ,倾斜角为α, ∵k AP =1-02-1=1,k BP =3-00-1=-3,∴k ∈(-∞,-3]∪[1,+∞), ∴45°≤α≤120°.[素养提升] (1)已知两点求斜率,由斜率公式k =y 2-y 1x 2-x 1(x 1≠x 2)求得;由倾斜角(范围)求斜率(范围)利用定义式k =tan α(α≠90°)解决.(2)涉及直线与线段的交点问题常利用数形结合及公式求解,培养学生直观想象的数学核心素养.1.(多选)给出下列四个选项,其中正确的是( ) A .若α是直线l 的倾斜角,则0°≤α<180° B .若k 是直线的斜率,则k ∈RC .任意一条直线都有倾斜角,但不一定有斜率D .任意一条直线都有斜率,但不一定有倾斜角 答案 ABC2.下面选项中,两点确定的直线的斜率不存在的是( ) A .(4,2)与(-4,1) B .(0,3)与(3,0) C .(3,-1)与(2,-1) D .(-2,2)与(-2,5) 答案 D解析 D 项,因为x 1=x 2=-2,所以直线垂直于x 轴,倾斜角为90°,斜率不存在. 3.若经过A (m ,3),B (1,2)两点的直线的倾斜角为45°,则m 等于( ) A .2 B .1 C .-1 D .-2 答案 A解析 由tan 45°=2-31-m=1,得m =2.4.已知直线l 过点A (3-3,6-3),B (3+23,3-3),则直线l 的斜率为 ,倾斜角为 . 答案 -33150° 解析 k AB =(3-3)-(6-3)(3+23)-(3-3)=-333=-33,设倾斜角为θ,又0°≤θ<180°,且tan θ=-33. ∴θ=150°.5.已知直线l 经过点A (1,2),且不经过第四象限,则直线l 的斜率k 的取值范围为 .答案 [0,2]解析 如图所示,直线l 过点A 且不经过第四象限,则直线l 在l 2与l 1之间,∴2l k ≤k l ≤1l k , 又2l k =0,1l k =2,∴0≤k l ≤2.1.知识清单: (1)直线的倾斜角.(2)直线的斜率以及两点的斜率公式. 2.方法归纳:数形结合.3.常见误区:垂直于x 轴的直线斜率不存在,倾斜角存在且为90°.1.已知点A (3,1),B (33,3),则直线AB 的倾斜角是( ) A .60° B .30° C .120° D .150° 答案 B 解析 k AB =3-133-3=33, ∴tan θ=33且0°≤θ<180°, ∴θ=30°.2.已知经过点P (3,m )和点Q (m ,-2)的直线的斜率为2,则m 的值为( ) A .-1 B .1 C .2 D.43答案 D解析 由m -(-2)3-m =2,得m =43.3.若图中直线l 1,l 2,l 3的斜率分别为k 1,k 2,k 3,则( )A .k 1<k 2<k 3B .k 3<k 1<k 2C .k 3<k 2<k 1D .k 1<k 3<k 2答案 D解析 由题图可知,k 1<0,k 2>0,k 3>0, 且l 2比l 3的倾斜角大.∴k 1<k 3<k 2.4.直线l 过原点(0,0),且不过第三象限,那么l 的倾斜角α的取值范围是( ) A .0°≤α≤90°B .90°≤α<180°C .90°≤α<180°或α=0°D .90°≤α≤135°答案 C5.(多选)已知直线l 的斜率的绝对值为3,则直线l 的倾斜角为( ) A .60° B .30° C .120° D .150° 答案 AC解析 由题意知|tan α|=3,即tan α=3或tan α=-3, ∴直线l 的倾斜角为60°或120°. 故选AC.6.(多选)已知点A (2,-1),若在坐标轴上存在一点P ,使直线P A 的倾斜角为45°,则点P 的坐标为( ) A .(0,1) B .(-1,0) C .(3,0) D .(0,-3) 答案 CD解析 若设点P 的坐标为P (x ,0), 则k =0-(-1)x -2=tan 45°=1,∴x =3,即P (3,0). 若设点P 的坐标为P (0,y ), 则k =y -(-1)0-2=tan 45°=1,∴y =-3,即P (0,-3).故选CD.7.已知直线PQ 的斜率为-3,将直线绕点P 顺时针旋转60°所得的直线的斜率是 . 答案3解析 设直线PQ 的倾斜角为θ,则0°≤θ<180°,∵k PQ =-3,∴tan θ=-3,则θ=120°. 将直线绕点P 顺时针旋转60°, 所得直线的倾斜角为60°, ∴其斜率为tan 60°= 3.8.已知经过坐标平面内两点A (1,2),B (-2,2m -1)的直线的倾斜角α满足45°<α<60°,则实数m 的取值范围为 . 答案 ⎝⎛⎭⎪⎫3-332,0解析 k AB =(2m -1)-2-2-1=3-2m 3=1-23m ,又k AB =tan α且45°<α<60°, ∴1<tan α<3,即1<1-23m <3,解得3-332<m <0.9.已知直线l 经过两点A (-1,m ),B (m ,1),问:当m 取何值时, (1)直线l 与x 轴平行? (2)直线l 与y 轴平行? (3)直线l 的斜率为13?(4)倾斜角为锐角?解 (1)当m =1时,l 与x 轴平行. (2)当m =-1时,l 与y 轴平行. (3)k l =1-m m +1=13,解得m =12.(4)k l =1-mm +1>0,即(m -1)(m +1)<0,解得-1<m <1.10.若A (2,2),B (a ,0),C (0,b )(ab ≠0)三点共线,求证:1a +1b =12.证明 由于A ,B ,C 三点共线,所以此直线的斜率既可用A ,C 两点的坐标表示,也可用B ,C 两点的坐标表示,于是b -2-2=b -a, 由此可得a +b =12ab ,两边同时除以ab ,得1a +1b =12.11.已知直线l 1过点A (-1,-1)和B (1,1),直线l 2的倾斜角是直线l 1的倾斜角的2倍,则直线l 2的斜率是( ) A .1 B .-1 C .2 D .不存在答案 D解析 1l k =1-(-1)1-(-1)=1,∴l 1的倾斜角为45°, 故l 2的倾斜角为90°, 故l 2的斜率不存在,故选D.12.若某直线的斜率k ∈(-∞,3],则该直线的倾斜角α的取值范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤0,π3 B.⎣⎡⎦⎤π3,π2 C.⎣⎡⎦⎤0,π3∪⎝⎛⎭⎫π2,π D.⎣⎡⎭⎫π3,π 答案 C解析 ∵直线的斜率k ∈(-∞,3], ∴k ≤tan π3,又α∈[0,π),∴该直线的倾斜角α的取值范围是⎣⎡⎦⎤0,π3∪⎝⎛⎭⎫π2,π.故选C. 13.已知直线l 1的倾斜角为α(α≠0),若直线l 2与l 1关于x 轴对称,则直线l 2的倾斜角为 ,两直线l 1与l 2的斜率之和为 . 答案 π-α 0解析 如图,∵l 1与l 2关于x 轴对称,∴α=β=γ.又θ+α+β=π,∴θ+α=π-β=π-α.故l 2的倾斜角为π-α.所以1l k +2l k =tan α+tan (π-α)=tan α-tan α=0.14.已知两点A (-3,4),B (3,2),过点P (2,-1)的直线l 与线段AB 有公共点,则直线l 的斜率k 的取值范围为 .答案 (-∞,-1]∪[3,+∞)解析 ∵直线l 与线段AB 有公共点,∴直线l 的倾斜角介于直线PB 与P A 的倾斜角之间,当l 的倾斜角小于90°时,k ≥k PB ;当l 的倾斜角大于90°时,k ≤k P A .∵k P A =-1-42-(-3)=-1,k PB =-1-22-3=3, ∴直线l 的斜率k 的取值范围是(-∞,-1]∪[3,+∞).15.若三点A (3,1),B (-2,k ),C (8,1)能构成三角形,则实数k 的取值范围为 . 答案 (-∞,1)∪(1,+∞)解析 k AB =k -1-2-3=1-k 5,k AC =1-18-3=05=0. 要使A ,B ,C 三点能构成三角形,需三点不共线,即k AB ≠k AC ,∴1-k 5≠0,∴k ≠1. 16.已知实数x ,y 满足y =x 2-2x +2(-1≤x ≤1),求y +3x +2的最大值和最小值.解 因为y +3x +2=y -(-3)x -(-2), 故y +3x +2表示曲线y =x 2-2x +2(-1≤x ≤1)上的点P (x ,y )与点Q (-2,-3)连成直线的斜率k PQ . 画出y =x 2-2x +2(-1≤x ≤1)的图像,如图所示.所以k QA ≤k PQ ≤k QB .由已知得A (1,1),B (-1,5), 所以k QA =43,k QB =8.所以43≤k PQ ≤8,故y +3x +2的最大值为8,最小值为43.。
课件2:2.2.1 第1课时 直线的倾斜角与斜率
【新知初探】
1.直线的倾斜角 (1)倾斜角的定义 一般地,给定平面直角坐标系中的一条直线,如果这条直线与 x 轴 相交,将 x 轴绕着它们的交点按 逆时针方向旋转到与直线重合时所 转的最小正角记为 θ,则称 θ 为这条直线的倾斜角. (2)当直线与 x 轴平行或重合时,规定该直线的倾斜角为 0°. (3)倾斜角 α 的范围为 [0°,180°) .
的应用.(难点) 核心素养.
5.掌握直线的方向向量和法向量.(重点)
【情境引入】
我们知道,经过两点有且只有(确定)一条直线,那么,经过一点 P 的直线 l 的位置能确定吗?如图所示,过一点 P 可以作无数多条直 线 a,b,c,…我们可以看出这些直线都过点 P,但它们的“倾斜 程度”不同,怎样描述这种“倾斜程度”的不同呢?
[跟进训练] 1.已知直线 l1 的倾斜角为 α1=15°,直线 l1 与 l2 的交点为 A,直线 l1 和 l2 向上的方向之间所成的角为 120°,如图所示,求直线 l2 的倾斜角.
[解] ∵l1 与 l2 向上的方向之间所成的角为 120°,l2 与 x 轴交于点 B, ∴倾斜角∠ABx=120°+15°=135°.
【初试身手】
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)倾斜角是描述直线的倾斜程度的唯一方法. ( ) (2)任何一条直线有且只有一个斜率和它对应. ( ) (3)一个倾斜角 α 不能确定一条直线. ( ) (4)斜率公式与两点的顺序无关. ( ) (5)直线的方向向量与法向量不唯一. ( ) [答案] (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
[跟进训练] 2.已知坐标平面内三点 A(-1,1),B(1,1),C(2, 3+1). (1)求直线 AB、BC、AC 的斜率和倾斜角; (2)若 D 为△ABC 的边 AB 上一动点,求直线 CD 斜率 k 的变化范围.
高考数学大一轮复习 10.1 直线的倾斜角与斜率、直线的方程课件 理
程为________.
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(2)若A(1,-2),B(5,6),直线l经过AB的中点M且在两坐标轴上的截 距相等(xiāngděng),则直线l的方程为________.
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【解析】(1)所求直线的斜率k=-2,直线方程(fāngchéng)为
第三页,共八十二页。
(2)范围:直线l倾斜角α的取值范围是 ______[_0,_π_)_(或__{_α_|_0_°_≤_α_<_1_8_0_°__})____. 2.直线的斜率 (1)定义:一条(yī tiáo)直线的倾斜角α正的切__(_zh_èn_gq_iē_)值叫做这条直线 的斜率.斜率常用小写字母k表示,即k=_____t_a,倾nα斜角
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2.若直线l :(a-2)x+(a+1)y+6=0,则直线l恒过定点________. 【解析】直线l的方程变形(biàn xíng)为a(x+y)-2x+y+6=0,由
解x得xy==20,y,=-2,所以直线l恒过定点(2,-2).
答案2x:(2,y-2) 6=0,
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【解析】设直线l在y轴上的截距为b,则在x轴上的截距 为3b. ………………设元 ①若b=0,则直线过原点(0,0), 此时直线斜率(xiélǜ)k=1- ,直线方程为x+2y=0.
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②若b≠0,设直线方程为 =x1. y
3b b
由于(yóuyú)点P(2,-1)在直线上,所以b=- . 1
直线的倾斜角、斜率与直线的方程考点和题型归纳
直线的倾斜角、斜率与直线的方程考点和题型归纳一、基础知识1.直线的倾斜角(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l 向上方向之间所成的角叫做直线 l 的倾斜角.(2)规定:当直线l 与x 轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0. (3)范围:直线l 倾斜角的取值范围是[0,π). 2.斜率公式(1)定义式:直线l 的倾斜角为α⎝⎛⎭⎫α≠π2,则斜率k =tan α. (2)坐标式:P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)在直线l 上, 且x 1≠x 2,则l 的斜率 k =y 2-y 1x 2-x 1.3.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) 不含垂直于x 轴的直线 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不含直线x =x 1(x 1≠x 2)和直线y =y 1(y 1≠y 2)截距式 x a +y b=1 不含垂直于坐标轴和过原点的直线一般式 Ax +By +C =0,A 2+B 2≠0平面内所有直线都适用二、常用结论特殊直线的方程(1)直线过点P 1(x 1,y 1),垂直于x 轴的方程为x =x 1; (2)直线过点P 1(x 1,y 1),垂直于y 轴的方程为y =y 1; (3)y 轴的方程为x =0; (4)x 轴的方程为y =0. 考点一 直线的倾斜角与斜率[典例] (1)直线2x cos α-y -3=0⎝⎛⎭⎫α∈⎣⎡⎦⎤π6,π3的倾斜角的取值范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤π6,π3 B.⎣⎡⎦⎤π4,π3 C.⎣⎡⎦⎤π4,π2D.⎣⎡⎦⎤π4,2π3(2)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________.[解析] (1)直线2x cos α-y -3=0的斜率k =2cos α, 因为α∈⎣⎡⎦⎤π6,π3,所以12≤cos α≤32, 因此k =2·cos α∈[1, 3 ].设直线的倾斜角为θ,则有tan θ∈[1, 3 ]. 又θ∈[0,π),所以θ∈⎣⎡⎦⎤π4,π3, 即倾斜角的取值范围是⎣⎡⎦⎤π4,π3.(2) 设P A 与PB 的倾斜角分别为α,β,直线P A 的斜率是k AP =1,直线PB 的斜率是k BP=-3,当直线l 由P A 变化到与y 轴平行的位置PC 时,它的倾斜角由α增至90°,斜率的取值范围为[1,+∞).当直线l 由PC 变化到PB 的位置时,它的倾斜角由90°增至β,斜率的变化范围是(-∞,- 3 ].故直线l 斜率的取值范围是(-∞,- 3 ]∪[1,+∞). [答案] (1)B (2)(-∞,- 3 ]∪[1,+∞)[变透练清]1.(变条件)若将本例(1)中的条件变为:平面上有相异两点A (cos θ,sin 2 θ),B (0,1),则直线AB 的倾斜角α的取值范围是________.解析:由题意知cos θ≠0,则斜率k =tan α=sin 2θ-1cos θ-0=-cos θ∈[-1,0)∪(0,1],所以直线AB 的倾斜角的取值范围是⎝⎛⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫3π4,π. 答案:⎝⎛⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫3π4,π 2.(变条件)若将本例(2)中P (1,0)改为P (-1,0),其他条件不变,则直线l 斜率的取值范围为________.解析:设直线l 的斜率为k ,则直线l 的方程为y =k (x +1),即kx -y +k =0. ∵A ,B 两点在直线l 的两侧或其中一点在直线l 上, ∴(2k -1+k )(-3+k )≤0,即(3k -1)(k -3)≤0,解得13≤k ≤ 3.即直线l 的斜率的取值范围是⎣⎡⎦⎤13,3. 答案:⎣⎡⎦⎤13,33.若点A (4,3),B (5,a ),C (6,5)三点共线,则a 的值为________.解析:因为k AC =5-36-4=1,k AB =a -35-4=a -3.由于A ,B ,C 三点共线,所以a -3=1,即a =4.答案:4考点二 直线的方程[典例] (1)若直线经过点A (-5,2),且在x 轴上的截距等于在y 轴上的截距的2倍,则该直线的方程为________________.(2)若直线经过点A (-3,3),且倾斜角为直线3x +y +1=0的倾斜角的一半,则该直线的方程为________________.(3)在△ABC 中,已知A (5,-2),B (7,3),且AC 的中点M 在y 轴上,BC 的中点N 在x 轴上,则直线MN 的方程为________________.[解析] (1)①当横截距、纵截距均为零时,设所求的直线方程为y =kx ,将(-5,2)代入y =kx 中,得k =-25,此时,直线方程为y =-25x ,即2x +5y =0.②当横截距、纵截距都不为零时, 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,此时,直线方程为x +2y +1=0.综上所述,所求直线方程为x +2y +1=0或2x +5y =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A (-3,3),所以所求直线方程为y -3=3(x +3),即3x -y +6=0. (3)设C (x 0,y 0),则M ⎝⎛⎭⎪⎫5+x 02,y 0-22,N ⎝ ⎛⎭⎪⎫7+x 02,y 0+32.因为点M 在y 轴上,所以5+x 02=0,所以x 0=-5.因为点N 在x 轴上,所以y 0+32=0,所以y 0=-3,即C (-5,-3), 所以M ⎝⎛⎭⎫0,-52,N (1,0), 所以直线MN 的方程为x 1+y-52=1,即5x -2y -5=0.[答案] (1)x +2y +1=0或2x +5y =0 (2)3x -y +6=0 (3)5x -2y -5=0[题组训练]1.过点(1,2),倾斜角的正弦值是22的直线方程是________________. 解析:由题知,倾斜角为π4或3π4,所以斜率为1或-1,直线方程为y -2=x -1或y -2=-(x -1),即x -y +1=0或x +y -3=0.答案:x -y +1=0或x +y -3=02.过点P (6,-2),且在x 轴上的截距比在y 轴上的截距大1的直线方程为________________.解析:设直线方程的截距式为x a +1+y a =1,则6a +1+-2a =1,解得a =2或a =1,则直线的方程是x 2+1+y 2=1或x 1+1+y1=1,即2x +3y -6=0或x +2y -2=0.答案:2x +3y -6=0或x +2y -2=0考点三 直线方程的综合应用[典例] 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,求当|MA ―→|·|MB ―→|取得最小值时直线l 的方程.[解] 设A (a,0),B (0,b ),则a >0,b >0,直线l 的方程为x a +yb =1,所以2a +1b=1.|MA ―→|·| MB ―→|=-MA ―→·MB ―→=-(a -2,-1)·(-2,b -1) =2(a -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,此时直线l 的方程为x +y -3=0.[解题技法]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.(2)求直线方程.弄清确定直线的两个条件,由直线方程的几种特殊形式直接写出方程. (3)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,再结合函数的性质或基本不等式求解.[题组训练]1.若直线ax +by =ab (a >0,b >0)过点(1,1),则该直线在x 轴,y 轴上的截距之和的最小值为( )A .1B .2C .4D .8解析:选C ∵直线ax +by =ab (a >0,b >0)过点(1,1), ∴a +b =ab ,即1a +1b =1,∴a +b =(a +b )⎝⎛⎭⎫1a +1b =2+b a +ab≥2+2b a ·ab=4, 当且仅当a =b =2时上式等号成立.∴直线在x 轴,y 轴上的截距之和的最小值为4.2.已知直线l :x -my +3m =0上存在点M 满足与A (-1,0),B (1,0)两点连线的斜率k MA 与k MB 之积为3,则实数m 的取值范围是( )A .[-6, 6 ] B.⎝⎛⎭⎫-∞,-66∪⎝⎛⎭⎫66,+∞ C.⎝⎛⎦⎤-∞,-66∪⎣⎡⎭⎫66,+∞ D.⎣⎡⎦⎤-22,22 解析:选C 设M (x ,y ),由k MA ·k MB =3,得y x +1·y x -1=3,即y 2=3x 2-3.联立⎩⎪⎨⎪⎧x -my +3m =0,y 2=3x 2-3,得⎝⎛⎭⎫1m 2-3x 2+23m x +6=0(m ≠0), 则Δ=⎝⎛⎭⎫23m 2-24⎝⎛⎭⎫1m 2-3≥0,即m 2≥16,解得m ≤-66或m ≥66. ∴实数m 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,-66∪⎣⎡⎭⎫66,+∞.[课时跟踪检测]1.(2019·合肥模拟)直线l :x sin 30°+y cos 150°+1=0的斜率是( ) A.33B.3 C .- 3D .-33解析:选A 设直线l 的斜率为k ,则k =-sin 30°cos 150°=33.2.倾斜角为120°,在x 轴上的截距为-1的直线方程是( ) A.3x -y +1=0 B.3x -y -3=0 C.3x +y -3=0D.3x +y +3=0解析:选D 由于倾斜角为120°,故斜率k =- 3.又直线过点(-1,0),所以直线方程为y =-3(x +1),即3x +y +3=0.3.已知△ABC 的三个顶点坐标为A (1,2),B (3,6),C (5,2),M 为AB 的中点,N 为AC 的中点,则中位线MN 所在直线的方程为( )A .2x +y -12=0B .2x -y -12=0C .2x +y -8=0D .2x -y +8=0解析:选C 由题知M (2,4),N (3,2),则中位线MN 所在直线的方程为y -42-4=x -23-2,整理得2x +y -8=0.4.方程y =ax -1a表示的直线可能是( )解析:选C 当a >0时,直线的斜率k =a >0,在y 轴上的截距b =-1a <0,各选项都不符合此条件;当a <0时,直线的斜率k =a <0,在y 轴上的截距b =-1a >0,只有选项C符合此条件.故选C.5.在等腰三角形MON 中,MO =MN ,点O (0,0),M (-1,3),点N 在x 轴的负半轴上,则直线MN 的方程为( )A .3x -y -6=0B .3x +y +6=0C .3x -y +6=0D .3x +y -6=0解析:选C 因为MO =MN ,所以直线MN 的斜率与直线MO 的斜率互为相反数,所以k MN =-k MO =3,所以直线MN 的方程为y -3=3(x +1),即3x -y +6=0,选C.6.若直线mx +ny +3=0在y 轴上的截距为-3,且它的倾斜角是直线3x -y =33的倾斜角的2倍,则( )A .m =-3,n =1B .m =-3,n =-3C .m =3,n =-3D .m =3,n =1解析:选D 对于直线mx +ny +3=0,令x =0得y =-3n ,即-3n =-3,n =1.因为3x -y =33的斜率为60°,直线mx +ny +3=0的倾斜角是直线3x -y =33的2倍,所以直线mx +ny +3=0的倾斜角为120°,即-mn=-3,m = 3.7.当0<k <12时,直线l 1:kx -y =k -1与直线l 2:ky -x =2k 的交点在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限解析:选B 由⎩⎪⎨⎪⎧ kx -y =k -1,ky -x =2k 得⎩⎪⎨⎪⎧x =kk -1,y =2k -1k -1.又∵0<k <12,∴x =kk -1<0,y =2k -1k -1>0,故直线l 1:kx -y =k -1与直线l 2:ky -x =2k 的交点在第二象限.8.若直线l :kx -y +2+4k =0(k ∈R)交x 轴负半轴于A ,交y 轴正半轴于B ,则当△AOB 的面积取最小值时直线l 的方程为( )A .x -2y +4=0B .x -2y +8=0C .2x -y +4=0D .2x -y +8=0解析:选B由l 的方程,得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2+4k k ,0,B (0,2+4k ).依题意得⎩⎨⎧-2+4k k <0,2+4k >0,解得k >0.因为S =12|OA |·|OB |=12⎪⎪⎪⎪⎪⎪2+4k k ·|2+4k |=12·(2+4k )2k =12⎝⎛⎭⎫16k +4k +16≥12(2×8+16)=16,当且仅当16k =4k ,即k =12时等号成立.此时l 的方程为x -2y +8=0.9.以A (1,1),B (3,2),C (5,4)为顶点的△ABC ,其边AB 上的高所在的直线方程是________________.解析:由A ,B 两点得k AB =12,则边AB 上的高所在直线的斜率为-2,故所求直线方程是y -4=-2(x -5),即2x +y -14=0.答案:2x +y -14=010.已知直线l 过点(1,0),且倾斜角为直线l 0:x -2y -2=0的倾斜角的2倍,则直线l 的方程为________________.解析:由题意可设直线l 0,l 的倾斜角分别为α,2α, 因为直线l 0:x -2y -2=0的斜率为12,则tan α=12,所以直线l 的斜率k =tan 2α=2tan α1-tan 2α=2×121-⎝⎛⎭⎫122=43, 所以由点斜式可得直线l 的方程为y -0=43(x -1),即4x -3y -4=0. 答案:4x -3y -4=011.直线l 经过点A (1,2),在x 轴上的截距的取值范围是(-3,3),则其斜率的取值范围是________________.解析:由题意知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y -2=k (x -1),直线l 在x 轴上的截距为1-2k ,令-3<1-2k <3,解不等式得k >12或k <-1.答案:(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎫12,+∞12.设点A (-1,0),B (1,0),直线2x +y -b =0与线段AB 相交,则b 的取值范围是________.解析:b 为直线y =-2x +b 在y 轴上的截距,如图,当直线y =-2x +b 过点A (-1,0)和点B (1,0)时,b 分别取得最小值和最大值.∴b 的取值范围是[-2,2].答案:[-2,2]13.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)设直线l 的方程为y =k (x +3)+4,它在x 轴,y 轴上的截距分别是-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 的方程为y =16x +b ,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.。
直线的倾斜角与斜率复习
下列命题正确的是 ①直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为tanα; ②任意一直线都有倾斜角,但不一定都有斜率; ③直线的斜率为tanθ,则直线的倾斜角为θ; ④直线的斜率越大其倾斜角就越大.
考点1:直线的倾斜角与斜率
【例1】已知点A(2,1) , ①若B(1,m2) ,求直线 AB的倾斜角θ的取值范围; ②若B(n,3),且直线AB的倾斜角θ取值范围是 45 135 求m的取值范围.
y
A 2
C B 0
x
例 1 变式训练 2 图
考点2:两条直线平行和垂直的判定
【例 2】已知 A(5,-1) ,B(1,y) ,C(x,3) . (1)若 y=1,且 A、B、C 三点在同一直线上,求 x 的值; (2)若 y=1,且 AB BC ,求 x 的值; (3)若 x=1,且 ABC 为直角三角形,求 y 的值.
引申:已知矩形ABCD的周长为18,E,F分别是边 AB,BC上的点,且AE=BF=1.若EF⊥BD,求这个 矩形的面积.
D C
F A E B
练习:
1.已知 a, b, c 是两两不等的实数,求经过下列两点直线的倾斜角: (1) A(a, c), B(b, c) ; (2) A(a, b), B(a, c) ; (3) A(b, b c), B(a, c a) .
2.已知四边形ABCD的四个顶点分别为A(0,0),B(2,),
C(4,2),D(2,3),试判断四边形ABCD的形状,并给出
证明。
小结:
0 0 1.直线的倾斜角的取值范围: 0 ,180 2.倾斜角不是900的直线,它的倾斜角的正切
叫做这条直线的斜率,常用k来表示.
直线的倾斜角与斜率-分知识点复习
复习一 直线的倾斜角一、直线的倾斜角就是从x 轴开始,按 时针方向旋转,碰到直线的时候,所形成的弧度。
二、直线的倾斜角可以是 角、 角和 角,当直线与x 轴平行或者是重合的时候,直线的倾斜角为 度。
所以,直线的倾斜角的数值范围是 。
当直线与y 轴平行或者是重合的时候,直线的倾斜角是 度,此时,直线与x 轴 。
练习判断下列说法是否正确。
1.若两直线的倾斜角相等,则两直线平行或重合。
( )2.若一直线的倾斜角为150°,则次直线关于y 轴的对称直线的倾斜角为30°。
( )3.若α,2α,3α分别为三条直线的倾斜角,则α不大于60°。
( )4.若倾斜角α=90°,则此直线与坐标轴垂直。
( )5.直线y=5的倾斜角为 。
6.直线x=-1的倾斜角是 。
复习二 直线的斜率三、我们把一条直线的倾斜角α的 叫做这条直线的斜率,常用字母k 表示,即k= 。
倾斜角是90°的直线 斜率。
练习判断下列说法是否正确。
7.任一条直线都有倾斜角。
( )8.任一条直线都有斜率。
( )9.若直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为tan α。
( )10.直线的倾斜角越大,它的斜率就越大。
( )11.直线的倾斜角为α∈[,π)π()π,220 时,直线斜率分别在这两个区间上单调递增。
( ) 12.直线x=1的倾斜角和斜率分别是( )。
A.45°,1B.135°,-1C.90°,不存在D.180°,不存在13.已知直线m 和n 关于直线y=x 对称,若直线m 的斜率为3,则直线n 的斜率为 .复习三 直线的斜率公式 四、经过两点)21222111x x y x P y x P ≠)(,(),,(的直线的斜率公式是 。
练习14.在直角坐标系中,过点A(0,3),B(3,0)的直线的斜率为 ,倾斜角为 。
15.经过点(2,m)和(1,-1)的直线的倾斜角等于3π,则m= 。
直线倾斜角与斜率习题课
1.直线的倾斜角与斜率
(1)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,x轴正向 与直线l 向上
方向之间所成的角叫做直线l的倾斜角.当直线l与x轴平行或重合时,规定它的
0°
倾斜角为
.
②倾斜角的范围为0°≤
<180°
.
(2)直线的斜率
①定义:一条直线的倾斜角的 正切值 叫做这条直线的斜率,斜率常用小写
-1
等于_______;如果它们的斜率之积等于-1,那么它们
互相垂直
[破疑点] 当直线l1⊥直线l2时,可能它们的斜率都存在且乘积为定值
-1,也可能一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为0;较大
的倾斜角总是等于较小倾斜角与直角的和.
1.对斜率与倾斜角的理解
1.过点M(-2,m),N(m,4)的直线的斜率等于1,则m的值为
→
→
是否存在 率公式”求出相关系斜率 是否相等
(1)不平行
(2)平行
(3)平行或重合
2.直线平行与垂直
判断下列各题中的直线 l1,l2 是否垂直:
(1)l1 经过点 A(-1,-2),B(1,2),l2 经过点 P(-2,-1),
Q(2,1);
(2)l2 经过点 A(3,4),B(3,6),l2 经过点 P(-5,20),Q(5,20);
,l1∥l2⇔k1=k2,k1=
,
,得
=
,
-3
a-5
a-5 -3
解得 a=
13 ± 33
2
3、已知直线 l1 经过点 A(3,a),B(a-2,3),直线 l2 经过点
C(2,3),D(-1,a-2),若 l1⊥l2,求 a 的值.
直线的倾斜角和斜率(复习)
则a的值为 [
]
A.-4
B.-3
C.-2
D.4
谢谢观看!
( ,)
练习
1.如图1,直线l1,l2,l3的斜率分别是k1,k2,k3,则有 [
]
A.k1<k2<k3 C.k3<k2<k1
B.k3<k1<k2 D.k1<k3<k2
2.已知点A(2,-3),B(-3,-2),直线l过点P(1,1)且与线段AB相交, 那么l的斜率k的取值范围是
3.若点A(3,3),B(2,4),C(a,10),三点在一条直线上,
解:由直线L的方程y=x ● tanα+2,知直线的斜率k= tanα
令直线L的倾斜角为θ,则一定有θ∈[0, π),且tan θ=k 若α ∈[0, π),则α一定是直线L的倾斜角,
若α [0, π),则α一定不是直线L的倾斜角,
由上述知, α不一定是直线L的倾斜角.故选D
例2.下列命题: ①直线的倾斜角是θ,则这条直线的斜率是tan θ; ②直线的斜率是k,则此直线的倾斜角是arctank ; ③任一直线都有倾斜角,但不一定有斜率; ④直线的斜率是tan θ,则直线的倾斜角是θ.
.
B
x P
例5. 求经过两点A(2,1),B(m,2) (m ∈ R)的直线 的斜率, . 并求出其倾斜角及其取值范围
解. 当m=2时, ∴直线 垂直于 x轴,故其斜率不存在,此时,倾斜角
.2
当m
2时,k=
当m>2时,k >0 此时 =arctg
(0, )
当m<2时,k <0 此时 = +arctg
• 实验:为使直线l与线段AB有公共点,则直线l的倾斜角应介于直线PB的倾 斜角与直线PA的倾斜角之间,所以,当l的倾斜角小于90°时,
高三数学复习(理):第1讲 直线的倾斜角与斜率、直线的方程
第1讲直线的倾斜角与斜率、直线的方程[学生用书P164]1.直线的倾斜角(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)范围:直线l的倾斜角α的取值范围是[0°,180°).2.斜率公式(1)若直线l的倾斜角α≠90°,则斜率k=tan_α.(2)P1(x1,y1),P2(x2,y2)在直线l上且x1≠x2,则l的斜率k=y2-y1 x2-x1.3.直线方程的五种形式名称已知条件方程适用范围点斜式斜率k与点(x1,y1)y-y1=k(x-x1)不含直线x=x1斜截式斜率k与直线在y轴上的截距by=kx+b不含垂直于x轴的直线两点式两点(x 1,y 1),(x 2,y 2)y -y 1y 2-y 1=x -x 1x 2-x 1 (x 1≠x 2,y 1≠y 2)不含直线x =x 1(x 1=x 2)和直线y =y 1(y 1=y 2) 截距式 直线在x 轴、y 轴上的截距分别为a ,bx a +y b =1 (a ≠0,b ≠0) 不含垂直于坐标轴和过原点的直线 一般式Ax +By +C =0 (A 2+B 2≠0)平面直角坐标系内的直线都适用常用结论1.直线倾斜角和斜率的关系不是倾斜角越大,斜率k 就越大,因为k =tan α,当α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2时,α越大,斜率k 就越大,同样α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π时也是如此,但当α∈[0,π)且α≠π2时就不是了.2.五种特殊位置的直线方程 (1)x 轴:y =0. (2)y 轴:x =0.(3)平行于x 轴的直线:y =b (b ≠0). (4)平行于y 轴的直线:x =a (a ≠0). (5)过原点且斜率存在的直线:y =kx .一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)直线的倾斜角越大,其斜率就越大.( ) (2)直线的斜率为tan α,则其倾斜角为α.( ) (3)斜率相等的两直线的倾斜角不一定相等.( )(4)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.( )(5)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.()答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√二、易错纠偏常见误区|K(1)对倾斜角的概念掌握不牢;(2)由直线方程求斜率的思路不清;(3)忽视直线斜率不存在的情况;(4)忽视截距为0的情况.1.若直线x=2的倾斜角为α,则α=________;若直线y=2的倾斜角为β,则β=________.答案:90°0°2.直线l:x sin 30°+y cos 150°+a=0的斜率为________.解析:设直线l的斜率为k,则k=-sin 30°cos 150°=33.答案:3 33.过直线l:y=x上的点P(2,2)作直线m,若直线l,m与x轴围成的三角形的面积为2,则直线m的方程为________.解析:①若直线m的斜率不存在,则直线m的方程为x=2,直线m,直线l和x轴围成的三角形的面积为2,符合题意;②若直线m的斜率k=0,则直线m与x轴没有交点,不符合题意;③若直线m的斜率存在且不为0,设其方程为y-2=k(x-2),令y=0,得x=2-2k,依题意有12×⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-2k×2=2,即⎪⎪⎪⎪⎪⎪1-1k=1,解得k=12,所以直线m的方程为y-2=12(x-2),即x-2y+2=0.综上可知,直线m的方程为x-2y+2=0或x=2.答案:x-2y+2=0或x=24.过点P(2,3)且在两坐标轴上截距相等的直线方程为________.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. 答案:3x -2y =0或x +y -5=0[学生用书P165]直线的倾斜角与斜率(典例迁移)(1)直线x sin α+y +2=0的倾斜角的取值范围是( ) A.[)0,π B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,πC.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π(2)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________.【解析】 (1)设直线的倾斜角为θ,则有tan θ=-sin α.因为sin α∈[-1,1],所以-1≤tan θ≤1,又θ∈[0,π),所以0≤θ≤π4或3π4≤θ<π,故选B.(2)如图,因为k AP =1-02-1=1,k BP =3-00-1=-3,所以直线l 的斜率k ∈(]-∞,-3∪[)1,+∞. 【答案】 (1)B (2)(]-∞,-3∪[)1,+∞【迁移探究1】 (变条件)若将本例(2)中P (1,0)改为P (-1,0),其他条件不变,求直线l 斜率的取值范围.解:因为P (-1,0),A (2,1),B (0,3), 所以k AP =1-02-(-1)=13,k BP =3-00-(-1)= 3.如图可知,直线l 斜率的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,3.【迁移探究2】 (变条件)若将本例(2)中的B 点坐标改为(2,-1),其他条件不变,求直线l 倾斜角的范围.解:如图,直线P A 的倾斜角为45°,直线PB 的倾斜角为135°,由图象知l 的倾斜角的范围为[0°,45°]∪[135°,180°).(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;②利用三角函数的单调性,借助图象,确定倾斜角α的取值范围. (2)斜率的求法①定义法:若已知直线的倾斜角α或α的某种三角函数值,一般根据k =tanα求斜率;②公式法:若已知直线上两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),一般根据斜率公式k =y 2-y 1x 2-x 1(x 1≠x 2)求斜率.[提醒] 直线倾斜角的范围是[)0,π,而这个区间不是正切函数的单调区间,因此根据斜率求倾斜角的范围时,要分⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2,π2与⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π三种情况讨论.由正切函数图象可以看出,当倾斜角α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2时,斜率k ∈[)0,+∞;当α=π2时,斜率不存在;当α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π时,斜率k ∈()-∞,0.1.若点A (4,3),B (5,a ),C (6,5)三点共线,则a 的值为________. 解析:因为k AC =5-36-4=1,k AB =a -35-4=a -3.由于A ,B ,C 三点共线,所以a -3=1,即a =4.答案:42.已知点(-1,2)和⎝ ⎛⎭⎪⎫33,0在直线l :ax -y +1=0(a ≠0)的同侧,则直线l倾斜角的取值范围是________.解析:点(-1,2)和⎝ ⎛⎭⎪⎫33,0在直线l :ax -y +1=0同侧的充要条件是(-a-2+1)⎝ ⎛⎭⎪⎫33a +1>0,解得-3<a <-1,即直线l 的斜率的范围是(-3,-1),故其倾斜角的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,3π4.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,3π4求直线的方程(师生共研)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1010;(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),且与原点的距离为5.【解】(1)由题设知,该直线的斜率存在,故可采用点斜式.设倾斜角为α,则sin α=1010(0≤α<π),从而cos α=±31010,则k=tan α=±13.故所求直线方程为y=±13(x+4),即x+3y+4=0或x-3y+4=0.(2)由题设知纵横截距不为0,设直线方程为xa+y12-a=1,又直线过点(-3,4),从而-3a+412-a=1,解得a=-4或a=9.故所求直线方程为4x-y+16=0或x+3y-9=0.(3)当斜率不存在时,所求直线方程为x-5=0满足题意;当斜率存在时,设其为k,则所求直线方程为y-10=k(x-5),即kx-y+10-5k=0.由点到直线的距离公式,得|10-5k|k2+1=5,解得k=34.故所求直线方程为3x-4y+25=0.综上,所求直线方程为x-5=0或3x-4y+25=0.求直线方程的注意事项(1)在求直线方程时,根据题目的条件选择适当的形式.(2)对于点斜式、截距式方程使用时要注意分类与整合思想的运用(若采用点斜式,应先考虑斜率不存在的情况;若采用截距式,应先判断截距是否为零).(3)重视直线方程一般形式的应用,因为它具有广泛的适用性.求满足下列条件的直线方程:(1)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;(2)经过点B(3,4),且与两坐标轴围成一个等腰直角三角形.解:(1)当直线不过原点时,设所求直线方程为x2a+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.(2)由题意可知,所求直线的斜率为±1.又过点(3,4),由点斜式得y-4=±(x-3).所求直线的方程为x-y+1=0或x+y-7=0.直线方程的综合问题(典例迁移)(一题多解)已知直线l过点P(3,2),且与x轴、y轴的正半轴分别交于A、B两点,如图所示,求△ABO的面积的最小值及此时直线l的方程.【解】方法一:设直线l的方程为xa +yb=1(a>0,b>0),将点P(3,2)代入得3 a +2b=1≥26ab,得ab≥24,从而S△AOB=12ab≥12,当且仅当3a=2b时等号成立,这时k=-ba =-23,从而所求直线l的方程为2x+3y-12=0.所以△ABO 的面积的最小值为12,所求直线l 的方程为2x +3y -12=0. 方法二:依题意知,直线l 的斜率k 存在且k <0, 可设直线l 的方程为y -2=k (x -3)(k <0), 则A ⎝ ⎛⎭⎪⎫3-2k ,0,B (0,2-3k ),S △ABO =12(2-3k )⎝ ⎛⎭⎪⎫3-2k =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+(-9k )+4(-k ) ≥12⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+2(-9k )·4(-k )=12×(12+12)=12, 当且仅当-9k =4(-k ),即k =-23时,等号成立.此时直线l 的方程为2x+3y -12=0.所以△ABO 的面积的最小值为12,所求直线l 的方程为2x +3y -12=0. 【迁移探究1】 (变问法)若本例条件不变,求|OA |+|OB |的最小值及此时直线l 的方程.解:方法一:由原例题方法一知3a +2b =1. 因为|OA |+|OB |=a +b ,所以(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫3a +2b =5+3b a +2a b ≥5+2 6.当且仅当2a =3b ,且3a +2b =1, 即a =3+6,b =2+6时, |OA |+|OB |的最小值为5+2 6. 此时,直线l 的方程为x 3+6+y2+6=1, 即6x +3y -6-36=0. 方法二:由原例题方法二知|OA |+|OB |=3-2k +2-3k (k <0) =5+⎝ ⎛⎭⎪⎫-2k +(-3k )≥5+2⎝ ⎛⎭⎪⎫-2k ·(-3k )=5+2 6.当且仅当-2k =-3k ,即k =-63时, |OA |+|OB |取最小值5+2 6.此时直线l 的方程为y -2=-63(x -3), 即6x +3y -6-36=0.【迁移探究2】 (变问法)若本例条件不变,求P A →·PB →的最大值及此时直线l 的方程.解:由原例题方法二知A (3-2k ,0),B (0,2-3k ),P A →·PB →=(-2k ,-2)·(-3,-3k )=6k +6k =-[(-6k )+(-6k )]≤-2 (-6k )·(-6k )=-12,当且仅当-6k =-6k 时,即k =-1时等号成立,此时直线l 的方程为x +y -5=0.所以P A →·PB →的最大值为-12,所求直线l 的方程为x +y -5=0.(1)给定条件求直线方程的思路①考虑问题的特殊情况,如斜率不存在的情况,截距等于零的情况; ②在一般情况下准确选定直线方程的形式,用待定系数法求出直线方程; ③重视直线方程一般形式的应用,因为它具有广泛的适用性. (2)与直线有关的最值问题的解题思路①借助直线方程,用y 表示x (或用x 表示y ); ②将问题转化成关于x (或y )的函数;③利用函数的单调性或基本不等式求最值.已知直线l 1:ax -2y =2a -4,l 2:2x +a 2y =2a 2+4,当0<a <2时,直线l 1,l 2与两坐标轴围成一个四边形,当四边形的面积最小时,实数a =________.解析:由题意知直线l 1,l 2恒过定点P (2,2),直线l 1的纵截距为2-a ,直线l 2的横截距为a 2+2,所以四边形的面积S =12×2×(2-a )+12×2×(a 2+2)=a 2-a +4=⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+154,当a =12时,面积最小.答案:12[学生用书P167]核心素养系列17 直观想象——妙用斜率求解问题一、比较大小已知函数f (x )=log 2(x +1),且a >b >c >0,则f (a )a ,f (b )b ,f (c )c 的大小关系为________.【解析】作出函数f (x )=log 2(x +1)的大致图象,如图所示,可知当x >0时,曲线上各点与原点连线的斜率随x 的增大而减小,因为a >b >c >0,所以f (a )a <f (b )b <f (c )c . 【答案】f (a )a <f (b )b <f (c )c对于函数f(x)图象上的两点(a,f(a)),(b,f(b)),比较f(a)a与f(b)b的大小时,可转化为这两点与原点连线的斜率来比较大小.二、求最值已知实数x,y满足y=x2-2x+2(-1≤x≤1),试求y+3x+2的最大值和最小值.【解】如图,作出y=x2-2x+2(-1≤x≤1)的图象(曲线段AB),则y+3x+2表示定点P(-2,-3)和曲线段AB上任一点(x,y)的连线的斜率k,连接P A,PB,则k P A ≤k≤k PB.易得A(1,1),B(-1,5),所以k P A=1-(-3)1-(-2)=43,k PB=5-(-3)-1-(-2)=8,所以43≤k≤8,故y+3x+2的最大值是8,最小值是43.对于求形如k=y2-y1x2-x1,y=c+dxa+bx的最值问题,可利用定点与动点的相对位置,转化为求直线斜率的范围,借助数形结合进行求解.三、证明不等式已知a,b,m∈(0,+∞),且a<b,求证:a+mb+m>ab.【证明】如图,设点P,M的坐标分别为(b,a),(-m,-m).因为0<a<b,所以点P在第一象限,且位于直线y=x的下方.又m>0,所以点M在第三象限,且在直线y=x上.连接OP,PM,则k OP=ab,k MP=a+m b+m.因为直线MP的倾斜角大于直线OP的倾斜角,且两条直线的倾斜角都是锐角,所以k MP>k OP,即a+mb+m > a b.根据所证不等式的特点,寻找与斜率公式有关的信息,从而转变思维角度,构造直线斜率解题,这也是解题中思维迁移的一大技巧,可取得意想不到的效果.[学生用书P401(单独成册)][A级基础练]1.倾斜角为120°,在x轴上的截距为-1的直线方程是()A.3x-y+1=0B.3x-y-3=0C.3x+y-3=0D.3x+y+3=0解析:选D.由于倾斜角为120°,故斜率k =- 3.又直线过点(-1,0),所以方程为y =-3(x +1),即3x +y +3=0.2.直线ax +by +c =0同时要经过第一、第二、第四象限,则a ,b ,c 应满足( )A .ab >0,bc <0B .ab >0,bc >0C .ab <0,bc >0D .ab <0,bc <0解析:选A.由于直线ax +by +c =0经过第一、二、四象限,所以直线存在斜率,将方程变形为y =-a b x -c b .易知-a b <0且-cb >0,故ab >0,bc <0.3.两直线x m -y n =a 与x n -ym =a (其中a 为不为零的常数)的图象可能是( )解析:选B.直线方程x m -y n =a 可化为y =n m x -na ,直线x n -ym =a 可化为y =mn x -ma ,由此可知两条直线的斜率同号.4.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 .(-∞,+∞)解析:选C.令x =0,得y =b2, 令y =0,得x =-b ,所以所求三角形的面积为12⎪⎪⎪⎪⎪⎪b 2|-b |=14b 2,且b ≠0,14b 2≤1,所以b 2≤4,所以b 的取值范围是[-2,0)∪(0,2].5.若直线ax +by =ab (a >0,b >0)过点(1,1),则该直线在x 轴,y 轴上的截距之和的最小值为( )A .1B .2C .4D .8解析:选C.因为直线ax +by =ab (a >0,b >0)过点(1,1), 所以a +b =ab ,即1a +1b =1, 所以a +b =(a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b=2+b a +a b ≥2+2b a ·a b =4, 当且仅当a =b =2时上式等号成立.所以直线在x 轴,y 轴上的截距之和的最小值为4.6.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________.解析:设直线的斜率为k ,则直线方程为y -2=k (x -1),直线在x 轴上的截距为1-2k .令-3<1-2k <3,解不等式得k <-1或k >12. 答案:k <-1或k >127.已知直线l :ax +y -2-a =0在x 轴和y 轴上的截距相等,则a 的值是________.解析:由题意可知a ≠0.当x =0时,y =a +2. 当y =0时,x =a +2a .所以a +2a =a +2,解得a =-2或a =1. 答案:-2或18.设点A (-1,0),B (1,0),直线2x +y -b =0与线段AB 相交,则b 的取值范围是________.解析:b 为直线y =-2x +b 在y 轴上的截距,如图,当直线y =-2x +b 过点A (-1,0)和点B (1,0)时,b 分别取得最小值和最大值.所以b 的取值范围是[-2,2]. 答案:[-2,2]9.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)设直线l 的方程为y =k (x +3)+4,它在x 轴,y 轴上的截距分别是-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 ,它在x 轴上的截距是-6b ,由已知,得|-6b ·b |=6, 所以b =±1.所以直线l 的方程为x -6y +6=0或x -6y -6=0.10.已知射线l 1:y =4x (x ≥0)和点P (6,4),试在l 1上求一点Q 使得PQ 所在直线l 和l 1以及直线y =0在第一象限围成的面积达到最小值,并写出此时直线l 的方程.解:设点Q 坐标为(a ,4a ),PQ 与x 轴正半轴相交于M 点. 由题意可得a >1,否则不能围成一个三角形. PQ 所在的直线方程为y -4=4a -4a -6(x -6),令y =0,x =5aa -1, 因为a >1,所以S △OQM =12×4a ×5aa -1,则S △OQM =10a 2a -1=10⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫a 2-2a +1+2a -2+1a -1= 10⎣⎢⎡⎦⎥⎤(a -1)+1a -1+2≥40, 当且仅当(a -1)2=1时取等号. 所以a =2时,Q 点坐标为(2,8), 所以此时直线l 的方程为x +y -10=0.[B 级 综合练]11.已知直线(a -1)x +y -a -3=0(a >1),当此直线在x ,y 轴上的截距和最小时,实数a 的值是( )A .1B . 2C .2D .3解析:选D.当x =0时,y =a +3,当y =0时,x =a +3a -1,令t =a +3+a +3a -1=5+(a -1)+4a -1.因为a >1,所以a -1>0.所以t ≥5+2(a -1)·4(a -1)=9.当且仅当a -1=4a -1,即a =3时,等号成立.12.若直线l :kx -y +2+4k =0(k∈R )交x 轴负半轴于点A ,交y 轴正半轴于点B ,则当△AOB 的面积取最小值时直线l 的方程为( )A .x -2y +4=0B .x -2y +8=0C .2x -y +4=0D .2x -y +8=0解析:选 B.由l 的方程,得A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2+4k k ,0,B (0,2+4k ).依题意得⎩⎪⎨⎪⎧-2+4k k <0,2+4k >0,解得k >0.因为S =12|OA |·|OB |=12⎪⎪⎪⎪⎪⎪2+4k k ·|2+4k |=12·(2+4k )2k =12⎝ ⎛⎭⎪⎫16k +4k +16≥12(2×8+16)=16,当且仅当16k =4k ,即k =12时等号成立.此时l的方程为x -2y +8=0.13.已知动直线l :ax +by +c -2=0(a >0,c >0)恒过点P (1,m )且点Q (4,0)到动直线l 的最大距离为3,则12a +2c 的最小值为________.解析:因为动直线l :ax +by +c -2=0(a >0,c >0)恒过点P (1,m ),所以a +bm +c -2=0,又点Q (4,0)到动直线l 的最大距离为3,所以(4-1)2+(-m )2=3,解得m =0,所以a +c =2,则12a +2c =12(a +c )·⎝ ⎛⎭⎪⎫12a +2c =12⎝ ⎛⎭⎪⎫52+c 2a +2a c ≥12(52+2c 2a ·2a c )=94,当且仅当c =2a =43时取等号. 答案:9414.如图,射线OA ,OB 分别与x 轴正半轴成45°和30°角,过点P (1,0)作直线AB 分别交OA ,OB 于A ,B 两点,当AB 的中点C 恰好落在直线y =12x 上时,求直线AB 的方程.解:由题意可得k OA =tan 45°=1, k OB =tan(180°-30°)=-33, 所以直线l OA :y =x ,l OB :y =-33x . 设A (m ,m ),B (-3n ,n ), 所以AB 的中点C ⎝ ⎛⎭⎪⎫m -3n 2,m +n 2,由点C 在直线y =12x 上,且A ,P ,B 三点共线得⎩⎪⎨⎪⎧m +n 2=12·m -3n 2,m -0m -1=n -0-3n -1,解得m =3,所以A (3,3). 又P (1,0),所以k AB =k AP =33-1=3+32,所以l AB :y =3+32(x -1),即直线AB 的方程为(3+3)x -2y -3-3=0.[C 级 提升练]15.我国魏晋时期的数学家刘徽创立了割圆术,也就是圆内接正多边形去逐步逼近圆,即圆内接正多边形边数无限增加时,其周长就越逼近圆的周长,这种用极限思想解决数学问题的方法是数学史上的一项重大成就.现作出圆x 2+y 2=2的一个内接正八边形,使该正八边形的其中4个顶点在坐标轴上,则下列4条直线中不是该正八边形的一条边所在直线的为( )A .x +(2-1)y -2=0B .(1-2)x -y +2=0C .x -(2+1)y +2=0D .(2-1)x -y +2=0解析:选C.如图所示可知A (2,0),B (1,1),C (0,2),D (-1,1), 所以直线AB ,BC ,CD 的方程分别为y AB =1-01-2(x -2),y BC =(1-2)x +2, y CD =(2-1)x + 2. 整理为一般式即 x +(2-1)y -2=0, (1-2)x -y +2=0, (2-1)x -y +2=0.16.已知直线l :x -my +3m =0上存在点M 满足与两点A (-1,0),B (1,0)连线的斜率k MA 与k MB 之积为3,则实数m 的取值范围是____________.解析:设M (x ,y ),由k MA ·k MB =3,得y x +1·yx -1=3,即y 2=3x 2-3.联立⎩⎪⎨⎪⎧x -my +3m =0,y 2=3x 2-3,得⎝ ⎛⎭⎪⎫1m 2-3x 2+23m x +6=0.要使直线l :x -my +3m =0上存在点M 满足与两点A (-1,0),B (1,0)连线的斜率k MA 与k MB 之积为3,则Δ=⎝⎛⎭⎪⎫23m 2-24⎝ ⎛⎭⎪⎫1m 2-3≥0,即m 2≥16. 所以实数m 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-66∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫66,+∞.答案:⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-66∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫66,+∞。
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2.已知过点A(-2,m)和B(m,4)的直线与直线2x+y-1=0平行,
则m的值为( )
ห้องสมุดไป่ตู้A.-8
B.0
C.2
D.10
解析:∵4m-+m2=-2,∴m=-8.
答案:A
3.“a=1”是“直线x+y=0和直线x-ay=0互相垂直”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
(数)也能刻画直线的倾斜程度,这个过程中主 要体现了什么数学思想?
两点 ---方向
直线
倾斜角
斜率
对直线的倾斜角和斜率及两直线位置关系的考查主要有: (1)求已知直线的倾斜角,特别要注意斜率k不存在,即倾斜角为90° 的情形. (2)利用斜率知识解决三点共线问题. (3)将两直线平行或垂直的条件与充要条件的判断相结合,这是近几 年高考的热点.解决时要注意平行或垂直满足的充要条件.
所以12≤cos α≤ 23,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].
答案:B
直线的斜率及其应用
已知两点A(-1,-5)、B(3,-2),直线l的倾斜角是直线
两条直线的平行与垂直
例3、若直线l经过点(a-2,-1)和(-a-2,1),且与经过点 (-2,1),斜率为- 的直线垂直,则实数a的值为_____. 解析:由条件可知= 即3a=-2,∴a=- 答案:-
例4 (12分)已知直线l1:ax+2y+6=0和直线l2:x+(a-1)y
+a2-1=0. 试判断l1与l2是否平行?
2.两条直线垂直 如果两条直线l1,l2斜率存在,设为k1,k2,则l1⊥l2⇔ k1·k2=-1.
提示:由两直线的斜率之积为-1,可以得出两直线垂直,反过来,两直线垂直,斜率之积
不一定为-1.如果l1、l2中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0时,l1与l2互相垂直.
所以斜率之积为-1是两直线l1、l2垂直的充分而不必要条件.
2.已知点A(-1,-5),B(3,-2),直线l的倾斜角是直线AB的倾 斜角的2倍,求直线l的斜率.
解析:∵由于 A(-1,-5),B(3,-2), ∴kAB=-3+ 2+15=34. 设直线 AB 的倾斜角 θ, 即 tan θ=34, 直线 l 的倾斜角为 2θ, ∴tan 2θ=1-2tatannθ2 θ=274. 即 l 的斜率为274.
综上可知,倾斜角 θ 的取值范围为[π4,34π].
1.直线 2xcos α-y-3=0(α∈[π6,π3])的倾斜角的变化范围是( )
A.[π6,π3]
B.[π4,π3]
C.[π4,π2]
D.[π4,23π]
解析:直线 2xcos α-y-3=0 的斜率 k=2cos α,由于 α∈[π6,π3],
两条直线l1,l2方程分别为A1x+B1y+C1=0 A2x+B2y+C2=0,则l1⊥l∥2的充要条件是什么?
提示:A1A2+B1B2=0.
1.直线 3x+ 3y-1=0 的倾斜角大小为( )
A.30°
B.60°
C.120°
D.150°
解析:∵k=- 3 =- 3.∴α=120°. 3
答案:C
__(-___∞__,__0_) _.
3.斜率k与倾斜角α之间关系的图象
k=tanα(α∈[ 0,π2 ) ∪ (π2, π ) ).
思考感悟 直线的倾斜角与斜率是一一对应的吗?
提示: 不是.若倾斜角是90°时,该直线的斜率不存在.
43.直线的斜率公式
过两点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线的斜率公式 y2-y1
直线的倾斜角与斜率、直线方程一般不单独考查,多与 导数、圆、圆锥曲线交汇命题,因直线的斜率分存在和不存在 两种情况,故在设直线方程时,应分两种情况讨论.体现了分 类讨论的数学思想.
课堂小结
(1)在本节课中,你掌握了哪些概念?他们
之间有什么关系? (2)怎样求出已知两点的直线的斜率? (3)从倾斜角(形)能刻画直线的倾斜程度,到斜率
解析:由1×1-a=0,得a=1,∴为充要条件.
答案:C
4.若三点A(2,2),B(a,0),C(0,4)共线,则a的值等于________.
解析:
解得:a=4.
答案:4
5.已知l1的倾斜角为45°,l2经过点P(-2,-1),Q(3,m),若 l1⊥l2,则实数m=________.
解析:由已知得k2=-1,
k=___x_2_-__x_1____ (x1≠x2).
注:x1≠x2,
斜率公式中:分母中含有字母时,要讨论分 母是否为零
二、两条直线平行与垂直的判定
1.两条直线平行 对于两条不重合的直线l1,l2,其斜率分别为k1,k2,则有
l1∥l2⇔ k1=k2 .特别地,当直线l1、l2的斜率都不存在时l1与l2 的关系 为 平行.
预测角度一 直线倾斜角与斜率的综合应用
1.若直线 l 的斜率 k 的变化范围是[-1, 3],则它的倾斜角的变
化范围是( )
A.[-π4+kπ,π3+kπ](k∈Z)
B.[-π4,π3]
C.[-π3,-34π]
D.[0,π3]∪[34π,π)
解析:由-1≤k≤ 3,
即-1≤tan α≤ 3,又 α∈[0,π),
y2-y1 x2-x1
2.直线的斜率 倾斜角不是_9_0_°_的直线,它的倾斜角 α 的_正__切__值__ 叫做这条直线的斜率,直线的斜率常用 k 表示,即 k=_t_a_n_α__.
当 α∈0,π2时,k∈_[_0_,__+__∞__)__;当 α=π2时,直
线 的 斜 率 _不__存__在___ ; 当 α ∈ π2,π 时 , k ∈
第一节 直线的倾斜角与斜率
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一、直线的倾斜角与斜率
1.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,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)倾斜角的范围为 [0., π)
∴
=-1,∴m+1=-5,∴m=-6.
答案:-6
直线的倾斜角
求直线 x+tan α·y+1=0(α∈[-π4,π4])的倾斜角 θ 的取值范围.
[听课记录] ①当 α=0 时,tan α=0,直线方程为 x+1=0, 其倾斜角 θ=π2;
②当 α∈[-π4,0)∪(0,π4]时,直线的斜率 k=tan θ=-tan1 α∈ (-∞,-1]∪[1,+∞),借助正切函数在[0,π)上的图象可知,θ ∈[π4,π2)∪(π2,34π];
AB的倾斜角的一半,求l的斜率.
[听课记录] 设直线 l 的倾斜角为 α,则直线 AB 的倾斜角为 2α, 由题意可知:tan 2α=-3-2---15=34.
∴1-2tatannα2 α=34,整理得 3tan2 α+8tan α-3=0. 解得 tan α=13或 tan α=-3, ∵tan 2α=34>0,∴0°<2α<90°, ∴0°<α<45°, ∴tan α>0, 故直线 l 的斜率为13.
[思路流程] 分别明确直线的斜率 → 运用位置关系建立等式 →
得结果
[规范解答]
已知直线 l 的倾斜角为34π,直线 l1 经过点 A(3,2),B(a, -1),且直线 l1 与 l 垂直,直线 l2:2x+by+1=0 与直线 l1 平行,求 a+b 的值.
【解】 依题意知,直线 l 的斜率为-1, ∵直线 l1 与 l 垂直, ∴直线 l1 的斜率为 1. 又直线 l1 过点 A(3,2),B(a,-1), 于是有32-+a1=1,∴a=0, 由于直线 l2 与 l1 平行,且直线 l2 的方程为 2x+by+1=0, ∴-2b=1,b=-2, 所以 a+2=0-2=-2.
∴α∈[0,π3]∪[34π,π). 答案:D
预测角度二 直线的位置关系与充要条件的判断
2.“m=-1”是“直线mx+(2m-1)y+1=0和直线3x+my+3=0 垂直”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 解析:当m=-1时,两条直线方程为x+3y-1=0和3x-y+3=0, 显然两直线垂直,充分性成立.反之,当这两直线垂直时,3m+m(2m -1)=0得m=0或-1,必要性不成立. 答案:A