坐标系中斜率公式
一、直线斜率公式的定义。
1. 倾斜角与斜率的关系。
- 在平面直角坐标系中,对于一条与x轴相交的直线,如果把x轴绕着交点按逆时针方向旋转到和直线重合时所转的最小正角记为α(α≠90^∘),那么直线的斜率k = tanα。
- 当直线与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角α = 0^∘,此时斜率k = 0。
- 当直线垂直于x轴时,倾斜角α = 90^∘,此时直线的斜率不存在。
2. 过两点的直线斜率公式。
- 设直线上两点P_1(x_1,y_1),P_2(x_2,y_2)(x_1≠ x_2),则直线的斜率k=(y_2 - y_1)/(x_2 - x_1)。
- 这个公式的推导基于正切函数的定义以及相似三角形的性质。我们可以把直线看作是直角三角形的斜边,Δ y=y_2 - y_1和Δ x=x_2 - x_1分别是直角三角形的两条直角边,斜率k=tanα=(Δ y)/(Δ x)=(y_2 - y_1)/(x_2 - x_1)。
二、斜率公式的应用示例。
1. 判断直线的倾斜程度。
- 例:已知直线l_1过点A(1,2)和B(3,6),直线l_2过点C( - 1,3)和D(2, - 1),比较两条直线的倾斜程度。
- 解:对于直线l_1,根据斜率公式k_1=(y_2 - y_1)/(x_2 - x_1),这里x_1 =
1,y_1 = 2,x_2 = 3,y_2 = 6,则k_1=(6 - 2)/(3 - 1)=(4)/(2)=2。
- 对于直线l_2,x_1=-1,y_1 = 3,x_2 = 2,y_2=-1,则k_2=(-1 - 3)/(2-(-1))=(-4)/(3)=-(4)/(3)。 - 因为k_1 = 2>0,k_2=-(4)/(3)<0,且| k_1| = 2,| k_2|=(4)/(3),2>(4)/(3),所以直线l_1的倾斜程度比直线l_2大。