高考数学一轮复习 直线的倾斜角斜率
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专题53:直线与方程精讲温故知新1、 直线的斜率与倾斜角(1)斜率:两点的斜率公式:1122(,),(,)P x y Q x y ,则212121()PQ y y k x x x x -=≠-(2)直线的倾斜角范围:)0,180⎡⎣(3)斜率与倾斜角的关系:tan (90)k αα=≠注:(1)每条直线都有倾斜角,但不是每条直线都有斜率;(2)特别地,倾斜角为0的直线斜率为0;倾斜角为90的直线斜率不存在。
例1:1.(2022·福建·模拟预测)已知角α终边所在直线的斜率为2-,则2sin 2cos cos 2ααα-=( ) A .5-B .5C .53-D .532.(2022·全国·高考真题)图1是中国古代建筑中的举架结构,,,,AA BB CC DD ''''是桁,相邻桁的水平距离称为步,垂直距离称为举,图2是某古代建筑屋顶截面的示意图.其中1111,,,DD CC BB AA 是举,1111,,,OD DC CB BA 是相等的步,相邻桁的举步之比分别为11111231111,0.5,,DD CC BB AAk k k OD DC CB BA ====.已知123,,k k k 成公差为0.1的等差数列,且直线OA 的斜率为0.725,则3k =( )A .0.75B .0.8C .0.85D .0.93.如图,设直线1l ,2l ,3l 的斜率分别为1k ,2k ,3k ,则1k ,2k ,3k 的大小关系为( )A .123k k k <<B .132k k k <<C .213k k k <<D .321k k k <<举一反三1.(2021·广东揭阳·模拟预测)已知倾斜角为θ的直线l 与直线3410x y --=垂直,则cos θ的值为( ) A .35 B .45-C .35D .452.(2022·上海·高考真题)已知方程组2168x my mx y +=⎧⎨+=⎩有无穷解,则m 的值为________3.设直线l 的斜率为k ,且31k -≤,则直线l 的倾斜角α的取值范围是( ) A .π2π0,,π43⎡⎤⎛⎫⋃ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭B .π3π0,,π64⎡⎫⎡⎫⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭C .π2π,43⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .π3π,34⎛⎤ ⎥⎝⎦2、直线方程(1)点斜式:00()y y k x x -=-;适用于斜率存在的直线 (2)斜截式:y kx b =+;适用于斜率存在的直线注:b 为直线在y 轴上的截距,截距不是距离,截距可正,可负,可为零(3)两点式:1112122121(,)x x y y x x y y x x y y --=≠≠--;适用于斜率存在且不为零的直线(4)截距式:1x ya b+=;适用于斜率存在,且不为零且不过原点的直线 (5)一般式:0Ax By C ++=(,A B 不同时为0)(6)特殊直线方程①斜率不存在的直线(与y 轴垂直):0x x =;特别地,y 轴:0x =②斜率为0的直线(与x 轴垂直):0y y =;特别地,x 轴:0y = ③在两轴上截距相等的直线:(Ⅰ)y x b =-+;(Ⅱ)y kx = 在两轴上截距相反的直线:(Ⅰ)y x b =+;(Ⅱ)y kx =在两轴上截距的绝对值相等的直线:(Ⅰ)y x b =-+;(Ⅱ)y x b =+;(Ⅲ)y kx = 例2:1.(2015·山东·高考真题)如下图,直线l 的方程是( )A 330x y -=B 3230x y -=C 3310x y --=D .310x -=2.(2022·江苏·模考)过两点()2,4-和()41-,的直线在y 轴上的截距为( ) A .145B .145-C .73D .73-3.(2022·湖北黄冈·一模(文))过点2(1)A ,的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( ) A .10x y -+=B .30x y +-=C .20x y -=或+30x y -=D .20x y -=或10x y -+=4.若直线l 的方程a cy x b b=--中,0ab >,0ac <,则此直线必不经过( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限6.已知过定点直线40kx y k -+-=在两坐标轴上的截距都是正值,且截距之和最小,则直线的方程为( )A .270x y --=B .270x y -+=C .260x y +-=D .260x y +-=举一反三 1.(2022·江西·临川一中模拟预测(文))数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心,重心,垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半.这条直线被后人称为三角形的欧拉线.已知ABC 的顶点()()2,0,0,1A B ,且AC BC =,则ABC 的欧拉线的方程为( ) A .2430x y +-= B .230x y --= C .230x y --=D .4230--=x y2.已知直线l 过点()1,3G -,()2,1H -,则直线l 的方程为( ) A .470x y ++=B .23110x y --=C .4350x y ++=D .43130x y +-=3.过点()2,3P -且与两坐标轴上的截距相等的直线共有( ) A .1条B .2条C .3条D .4条4.已知直线l 的倾斜角为60,且l 在y 轴上的截距为1-,则直线l 的方程为( )A .1y =-B .1y =+C .1y =-D .1y =+3、平面上两直线的位置关系及判断方法 (1)111222:;:l y k x b l y k x b =+=+①平行:12k k =且12b b ≠(注意验证12b b ≠) ②重合:12k k =且12b b =③相交:12k k ≠ 特别地,垂直:121k k =- (2)11112222:0;:0l A x B y C l A x B y C ++=++= ①平行:1221A B A B =且1221A C A C ≠(验证) ②重合:1221A B A B =且1221A C A C =③相交:1221A B A B ≠ 特别地,垂直:12120A A B B +=(3)与直线0Ax By C ++=平行的直线可设为:0Ax By m ++=与直线0Ax By C ++=垂直的直线可设为:0Bx Ay n -+=例3:1.(2014·四川·高考真题(文))设m R ∈,过定点A 的动直线0x my +=和过定点B 的动直线30mx y m --+=交于点(,)P x y ,则PA PB +的取值范围是A. B. C. D.2.(2022·北京·潞河中学三模)设a R ∈,若直线10ax y +-=与直线10x ay ++=平行,则a 的值是( ) A .1B .1,1-C .0D .0,13.已知()111,P a b 与()222,P a b 是直线1y kx =+(k 为常数)上两个不同的点,则关于x 和y 的方程组112211a x b y a x b y +=⎧⎨+=⎩的解的情况是( )A .无论k ,1P ,2P 如何,方程组总有解B .无论k ,1P ,2P 如何,方程组总有唯一解C .存在k ,1P ,2P ,方程组无解D .存在k ,1P ,2P ,方程组无穷多解 举一反三1.(2022·四川·绵阳中学实验学校模拟预测(文))设a 为实数,若直线20x ay a ++=与直线10ax y a +++=平行,则a 值为( ) A .1-B .1C .±1D .22.(2022·山东淄博·三模)已知条件:p 直线210x y +-=与直线()2110a x a y ++-=平行,条件:q 1a =,则p 是q 的( ) A .充要条件 B .充分不必要条件 C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件3.直线220ax y +-= 与直线2(3)20x a y --+=互相垂直,且两直线交点位于第三象限,则实数a 的值为( ) A .1 B .3 C .-1 D .-34、其他公式(1)平面上两点间的距离公式:1122(,),(,)A x y B x y ,则AB =2)线段中点坐标公式:1122(,),(,)A x y B x y ,则,A B 中点的坐标为1212(,)22x x y y ++ (3)三角形重心坐标公式:112233(,),(,),(,)A x y B x y C x y ,则三角形ABC 的重心坐标公式为:123123(,)33x x x y y y ++++ (4)点00(,)P x y 到直线:0l Ax By C ++=的距离公式:0022Ax By C d A B++=+(5)两平行线112212:0;:0()l Ax By C l Ax By C C C ++=++=≠间的距离:2122C C d A B-=+(用此公式前要将两直线中,x y 的系数统一)(6)点A 关于点P 的对称点B 的求法:点P 为,A B 中点(7)点A 关于直线l 的对称点B 的求法:利用直线AB 与直线l 垂直以及AB 的中点在直线l 上,列出方程组,求出点B 的坐标。
河北省正定中学2013届高考数学一轮复习 直线的倾斜角和斜率学案 理(无答案)一、 直线的倾斜角和斜率 自主整理1.直线的倾斜角:在平面直角坐标系中,对于一条 的直线,如果把x 轴绕着交点按 方向旋转到和直线重合时所转的 记为α,那么α就叫做直线的倾斜角。
当直线和x 轴 时,我们规定直线的倾斜角为0°。
可见,直线倾斜角的取值范围是 。
2.直线的斜率:倾斜角α不是90°的直线,它的 叫做这条直线的斜率,常用k 表示,即k = (α≠90°)。
倾斜角是 的直线没有斜率,斜率的取值范围是 。
3.直线的斜率公式:设P 1(x 1,y 1)、P 2(x 2,y 2)是直线上不同的两点,当x 1 ≠x 2时这条直线的斜率是 ,当x 1 = x 2时,直线的斜率 。
向量21P P =(x 2-x 1,y 2-y 1)及与它 的向量称为直线的方向向量。
向量121x x -21F F =(1,1212x x y y --)=(1,k )也是该直线的方向向量,k 是直线的斜率.特别地,垂直于x 轴的直线的一个方向向量为a=(0,1)4.直线的倾斜角、斜率、方向向量都是刻划、描述直线的倾斜程度的,每一条直线都有倾斜角和方向向量,但不是每一条直线都有斜率,要注意三者之间的内在联系。
典例解析1.直线x tan7π+y =0的倾斜角是( ) A.-7π B.7π C.7π5 D.7π62直线x cos α+3y +2=0的倾斜角范围是( )A [6π,2π)∪(2π,6π5] B [0,6π]∪[6π5,π) C [0,6π5] D [6π,6π5]3.设直线ax +by +c =0的倾斜角为α,且sin α+cos α=0,则a 、b 满足( ) A.a +b =1 B.a -b =1 C.a +b =0 D .a -b =04.已知直线l 1:x -2y +3=0,那么直线l 1的方向向量a 1为____________(注:只需写出一个正确答案即可);l 2的方向向量为a 2,且a 1·a 2=0,则l 2的方向向量为____________.5.已知两点A (-1,2)、B (m ,3),m ∈[-33-1,3-1],求直线AB 的倾斜角α的取值范围.【提炼总结】直线的倾斜角、斜率及直线在坐标轴上的截距是刻画直线位置状态的基本量,应正确理解和运用。
高考数学一轮复习 第九章 平面解析几何9.1 直线的方程考试要求 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.根据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).知识梳理 1.直线的倾斜角(1)定义:当直线l 与x 轴相交时,我们以x 轴为基准,x 轴正向与直线l 向上的方向之间所成的角α叫做直线l 的倾斜角.(2)范围:直线的倾斜角α的取值范围为0°≤α<180°. 2.直线的斜率(1)定义:把一条直线的倾斜角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(α≠90°). (2)过两点的直线的斜率公式如果直线经过两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)(x 1≠x 2),其斜率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(x 1≠x 2,y 1≠y 2) 不含直线x =x 1 和直线y =y 1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(A2+B2≠0)平面直角坐标系内的直线都适用常用结论直线的斜率k与倾斜角α之间的关系α0°0°<α<90°90°90°<α<180°k 0k>0不存在k<0牢记口诀:1.“斜率变化分两段,90°是分界线;遇到斜率要谨记,存在与否要讨论”.2.“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.应注意过原点的特殊情况是否满足题意.3.直线Ax+By+C=0(A2+B2≠0)的一个法向量v=(A,B),一个方向向量a=(-B,A).思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)根据直线的倾斜角的大小不能确定直线的位置.(√)(2)若一条直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为tan α.(×)(3)斜率相等的两直线的倾斜角不一定相等.(×)(4)截距可以为负值.(√)教材改编题1.若过点M(-2,m),N(m,4)的直线的斜率等于1,则m的值为()A.1 B.4C.1或3 D.1或4答案 A解析 由题意得m -4-2-m=1,解得m =1.2.倾斜角为135°,在y 轴上的截距为-1的直线方程是( ) A .x -y +1=0 B .x -y -1=0 C .x +y -1=0 D .x +y +1=0答案 D解析 直线的斜率为k =tan 135°=-1,所以直线方程为y =-x -1,即x +y +1=0. 3.过点P (2,3)且在两坐标轴上截距相等的直线方程为________________. 答案 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.题型一 直线的倾斜角与斜率例1 (1)直线2x cos 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.⎣⎡⎦⎤π4,2π3答案 B解析 直线2x cos 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)过函数f (x )=13x 3-x 2的图象上一个动点作函数图象的切线,则切线倾斜角的取值范围为( ) A.⎣⎡⎦⎤0,3π4 B.⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π C.⎣⎡⎭⎫3π4,π D.⎣⎡⎦⎤π2,3π4答案 B解析 设切线的倾斜角为α,则α∈[0,π), ∵f ′(x )=x 2-2x =(x -1)2-1≥-1, ∴切线的斜率k =tan α≥-1, 则α∈⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π. 教师备选1.(2022·安阳模拟)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 的取值范围是( ) A .k ≥12B .k ≤-2C .k ≥12或k ≤-2D .-2≤k ≤12答案 D解析 直线l :y =k (x -2)+1经过定点P (2,1),∵k P A =3-11-2=-2,k PB =-1-1-2-2=12, 又直线l :y =k (x -2)+1与线段AB 相交, ∴-2≤k ≤12.2.若直线l 的斜率为k ,倾斜角为α,且α∈⎣⎡⎭⎫π6,π4∪⎣⎡⎭⎫2π3,π,则k 的取值范围是________. 答案 [-3,0)∪⎣⎡⎭⎫33,1解析 当α∈⎣⎡⎭⎫π6,π4时,k =tan α∈⎣⎡⎭⎫33,1; 当α∈⎣⎡⎭⎫2π3,π时,k =tan α∈[-3,0). 综上得k ∈[-3,0)∪⎣⎡⎭⎫33,1.思维升华 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与⎝⎛⎭⎫π2,π两种情况讨论. 跟踪训练1 (1)直线x +(a 2+1)y +1=0的倾斜角的取值范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤0,π4 B.⎣⎡⎭⎫3π4,π C.⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎝⎛⎭⎫π2,π D.⎣⎡⎭⎫π4,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π答案 B解析 依题意,直线的斜率k =-1a 2+1∈[-1,0),因此其倾斜角的取值范围是⎣⎡⎭⎫3π4,π. (2)若正方形一条对角线所在直线的斜率为2,则该正方形的两条邻边所在直线的斜率分别为______,______. 答案 13-3解析 如图,在正方形OABC 中,对角线OB 所在直线的斜率为2,建立如图所示的平面直角坐标系.设对角线OB 所在直线的倾斜角为θ,则tan θ=2,由正方形的性质可知,直线OA 的倾斜角为θ-45°,直线OC 的倾斜角为θ+45°,故k OA =tan(θ-45°)=tan θ-tan 45°1+tan θtan 45°=2-11+2=13, k OC =tan(θ+45°)=tan θ+tan 45°1-tan θtan 45°=2+11-2=-3. 题型二 求直线的方程例2 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. (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.教师备选1.已知A (-1,1),B (3,1),C (1,3),则△ABC 的边BC 上的高所在的直线方程为( ) A .x +y =0 B .x -y +2=0 C .x +y +2=0 D .x -y =0答案 B解析 因为B (3,1),C (1,3),所以k BC =3-11-3=-1,故BC 边上的高所在直线的斜率k =1,又高线经过点A (-1,1),所以其所在的直线方程为x -y +2=0.2.已知点M 是直线l :2x -y -4=0与x 轴的交点,将直线l 绕点M 按逆时针方向旋转45°,得到的直线方程是( ) A .x +y -3=0 B .x -3y -2=0 C .3x -y +6=0 D .3x +y -6=0 答案 D解析 设直线l 的倾斜角为α,则tan α=k =2,直线l 绕点M 按逆时针方向旋转45°,所得直线的斜率k ′=tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=2+11-2×1=-3, 又点M (2,0),所以y =-3(x -2),即3x +y -6=0. 思维升华 求直线方程的两种方法(1)直接法:由题意确定出直线方程的适当形式.(2)待定系数法:先由直线满足的条件设出直线方程,方程中含有待定的系数,再由题设条件求出待定系数.跟踪训练2 (1)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答案 C解析 由题知M (2,4),N (3,2),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.(2)过点(2,1)且在x 轴上截距与在y 轴上截距之和为6的直线方程为______________. 答案 x +y -3=0或x +2y -4=0 解析 由题意可设直线方程为x a +yb =1.则⎩⎪⎨⎪⎧a +b =6,2a +1b=1,解得a =b =3或a =4,b =2.故所求直线方程为x +y -3=0或x +2y -4=0.题型三 直线方程的综合应用例3 已知直线l 过点M (2,1),且分别与x 轴的正半轴、y 轴的正半轴交于A ,B 两点,O 为原点,当△AOB 面积最小时,求直线l 的方程. 解 方法一 设直线l 的方程为y -1=k (x -2)(k <0), 则A ⎝⎛⎭⎫2-1k ,0,B (0,1-2k ), S △AOB =12(1-2k )·⎝⎛⎭⎫2-1k =12⎣⎡⎦⎤4+-4k +⎝⎛⎭⎫-1k ≥12×(4+4)=4, 当且仅当-4k =-1k ,即k =-12时,等号成立.故直线l 的方程为y -1=-12(x -2),即x +2y -4=0.方法二 设直线l :x a +yb =1,且a >0,b >0,因为直线l 过点M (2,1), 所以2a +1b =1,则1=2a +1b≥22ab,故ab ≥8, 故S △AOB 的最小值为12×ab =12×8=4,当且仅当2a =1b =12时取等号,此时a =4,b =2,故直线l 的方程为x 4+y2=1,即x +2y -4=0.延伸探究 1.在本例条件下,当|OA |+|OB |取最小值时,求直线l 的方程. 解 由本例方法二知,2a +1b=1,a >0,b >0,所以|OA |+|OB |=a +b =(a +b )·⎝⎛⎭⎫2a +1b =3+a b +2ba≥3+22,当且仅当a =2+2,b =1+2时等号成立,所以当|OA |+|OB |取最小值时,直线l 的方程为x +2y =2+ 2.2.本例中,当|MA |·|MB |取得最小值时,求直线l 的方程. 解 方法一 由本例方法一知A ⎝⎛⎭⎫2k -1k ,0,B (0,1-2k )(k <0).所以|MA |·|MB |=1k 2+1·4+4k 2 =2×1+k 2|k |=2⎣⎡⎦⎤-k +1-k ≥4.当且仅当-k =-1k ,即k =-1时取等号.此时直线l 的方程为x +y -3=0.方法二 由本例方法二知A (a ,0),B (0,b ),a >0,b >0,2a +1b =1.所以|MA |·|MB |=|MA →|·|MB →| =-MA →·MB →=-(a -2,-1)·(-2,b -1) =2(a -2)+b -1=2a +b -5 =(2a +b )⎝⎛⎭⎫2a +1b -5 =2⎝⎛⎭⎫b a +a b ≥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. 教师备选如图所示,为了绿化城市,拟在矩形区域ABCD 内建一个矩形草坪,但△EF A 内部为文物保护区,不能占用,经测量AB =100 m ,BC =80 m ,AE =30 m ,AF =20 m ,应如何设计才能使草坪面积最大?解 如图所示,以A 为坐标原点建立平面直角坐标系,则E (30,0),F (0,20),∴直线EF 的方程为x 30+y20=1.易知当矩形草坪的两邻边在BC ,CD 上,且一个顶点在线段EF 上时,可使草坪面积最大,在线段EF 上取点P (m ,n ),作PQ ⊥BC 于点Q ,PR ⊥CD 于点R , 设矩形PQCR 的面积为S , 则S =|PQ |·|PR |=(100-m )(80-n ), 又m 30+n20=1(0≤m ≤30), ∴n =20-23m ,∴S =(100-m )⎝⎛⎭⎫80-20+23m =-23(m -5)2+18 0503(0≤m ≤30),∴当m =5时,S 有最大值,此时|EP ||PF |=5,∴当矩形草坪的两邻边在BC ,CD 上,一个顶点P 在线段EF 上,且|EP |=5|PF |时,草坪面积最大.思维升华 直线方程综合问题的两大类型及解法(1)与函数相结合的问题:解决这类问题,一般是利用直线方程中x ,y 的关系,将问题转化为关于x (或y )的函数,借助函数的性质解决.(2)与方程、不等式相结合的问题:一般是利用方程、不等式的有关知识来解决. 跟踪训练3 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. (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l 总经过定点(-2,1). (2)解 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 的取值范围是[0,+∞). (3)解 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 |=12·1+2k 2k=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.课时精练1.已知直线l 过点(-2,1),且倾斜角是π2,则直线l 的方程是( )A .x +y +1=0B .y =-12xC .x +2=0D .y -1=0答案 C解析 由于直线l 过点(-2,1),且倾斜角是π2,则直线l 的方程为x =-2,即x +2=0.2.(2022·清远模拟)倾斜角为120°且在y 轴上的截距为-2的直线方程为( ) A .y =-3x +2 B .y =-3x -2 C .y =3x +2 D .y =3x -2答案 B解析 斜率为tan 120°=-3,利用斜截式直接写出方程,即y =-3x -2. 3.直线l 经过点(1,-2),且在两坐标轴上的截距相等,则直线l 的方程为( ) A .x -y -1=0或x -2y =0 B .x +y +1=0或x +2y =0 C .x -y +1=0或2x -y =0 D .x +y +1=0或2x +y =0 答案 D解析 若直线l 过原点, 设直线l 的方程为y =kx , 则k =-2,此时直线l 的方程为y =-2x , 即2x +y =0; 若直线l 不过原点, 设直线l 的方程为x a +ya =1,则1a -2a =1,解得a =-1, 此时直线l 的方程为x +y +1=0.综上所述,直线l的方程为x+y+1=0或2x+y=0.4.若直线y=ax+c经过第一、二、三象限,则有()A.a>0,c>0 B.a>0,c<0C.a<0,c>0 D.a<0,c<0答案 A解析因为直线y=ax+c经过第一、二、三象限,所以直线的斜率a>0,在y轴上的截距c>0. 5.(2022·衡水模拟)1949年公布的《国旗制法说明》中就五星的位置规定:大五角星有一个角尖正向上方,四颗小五角星均各有一个角尖正对大五角星的中心点.有人发现,第三颗小星的姿态与大星相近.为便于研究,如图,以大星的中心点为原点,建立直角坐标系,OO1,OO2,OO3,OO4分别是大星中心点与四颗小星中心点的连接线,α≈16°,则第三颗小星的一条边AB所在直线的倾斜角约为()A.0°B.1°C.2°D.3°答案 C解析∵O,O3都为五角星的中心点,∴OO3平分第三颗小星的一个角,又五角星的内角为36°,可知∠BAO3=18°,过O3作x轴的平行线O3E,如图,则∠OO 3E =α≈16°,∴直线AB 的倾斜角为18°-16°=2°.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),则其斜率的取值范围是( ) A .-1<k <15B .k >1或k <12C .k >1或k <15D .k >12或k <-1答案 D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,解不等式可得k >12或k <-1.7.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].8.若直线ax +by =ab (a >0,b >0)过点(1,1),则该直线在x 轴与y 轴上的截距之和的最小值为( )A .1B .2C .3D .4 答案 D解析 因为直线ax +by =ab (a >0,b >0), 当x =0时,y =a ,当y =0时,x =b ,所以该直线在x 轴与y 轴上的截距分别为b ,a , 又直线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 ·ab=4, 当且仅当a =b =2时等号成立.所以直线在x 轴与y 轴上的截距之和的最小值为4.9.过点M (-3,5)且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程为________________. 答案 5x +3y =0或x -y +8=0解析 ①当直线过原点时,直线方程为y =-53x ,即5x +3y =0;②当直线不过原点时,设直线方程为x a +y-a =1,即x -y =a ,代入点(-3,5),得a =-8,即直线方程为x -y +8=0.综上,直线方程为5x +3y =0或x -y +8=0.10.直线l 过(-1,-1),(2,5)两点,点(1 011,b )在l 上,则b 的值为________. 答案 2 023解析 直线l 的方程为y --15--1=x --12--1,即y +16=x +13,即y =2x +1. 令x =1 011,得y =2 023, ∴b =2 023.11.设直线l 的方程为2x +(k -3)y -2k +6=0(k ≠3),若直线l 的斜率为-1,则k =________;若直线l 在x 轴、y 轴上的截距之和等于0,则k =______. 答案 5 1解析 因为直线l 的斜率存在,所以直线l 的方程可化为y =-2k -3x +2,由题意得-2k -3=-1,解得k =5.直线l 的方程可化为x k -3+y2=1,由题意得k -3+2=0,解得k =1.12.已知点M 是直线l :y =3x +3与x 轴的交点,将直线l 绕点M 旋转30°,则所得到的直线l ′的方程为________________________. 答案 x =-3或y =33(x +3) 解析 在y =3x +3中,令y =0,得x =-3,即M (-3,0).因为直线l 的斜率为3,所以其倾斜角为60°.若直线l 绕点M 逆时针旋转30°,则得到的直线l ′的倾斜角为90°,此时直线l ′的斜率不存在,故其方程为x =-3;若直线l 绕点M 顺时针旋转30°,则得到的直线l ′的倾斜角为30°,此时直线l ′的斜率为tan 30°=33,故其方程为y =33(x +3).13.直线(1-a 2)x +y +1=0的倾斜角的取值范围是( ) A.⎣⎡⎭⎫π4,π2 B.⎣⎡⎭⎫0,3π4 C.⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,πD.⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎝⎛⎦⎤π2,3π4 答案 C解析 直线的斜率k =-(1-a 2)=a 2-1, ∵a 2≥0,∴k =a 2-1≥-1. 倾斜角和斜率的关系如图所示,∴该直线倾斜角的取值范围为⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π. 14.已知直线2x -my +1-3m =0,当m 变动时,直线恒过定点( ) A.⎝⎛⎭⎫-12,3 B.⎝⎛⎭⎫12,3 C.⎝⎛⎭⎫12,-3 D.⎝⎛⎭⎫-12,-3 答案 D解析 直线方程可化为2x +1-m (y +3)=0,令⎩⎪⎨⎪⎧2x +1=0,y +3=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-12,y =-3,∴直线恒过定点⎝⎛⎭⎫-12,-3.15.已知直线x sin α+y cos α+1=0(α∈R ),则下列命题正确的是( ) A .直线的倾斜角是π-αB .无论α如何变化,直线始终过原点C .直线的斜率一定存在D .当直线和两坐标轴都相交时,它和坐标轴围成的三角形的面积不小于1 答案 D解析 根据直线倾斜角的范围为[0,π),而π-α∈R ,所以A 不正确;当x =y =0时,x sin α+y cos α+1=1≠0,所以直线必不过原点,B 不正确;当α=π2时,直线斜率不存在,C 不正确;当直线和两坐标轴都相交时,它和坐标轴围成的三角形的面积为S =12⎪⎪⎪⎪1-sin α·⎪⎪⎪⎪1-cos α=1|sin 2α|≥1,所以D 正确. 16.若ab >0,且A (a ,0),B (0,b ),C (-2,-2)三点共线,则ab 的最小值为________. 答案 16解析 根据A (a ,0),B (0,b )确定直线的方程为x a +yb =1,又因为C (-2,-2)在该直线上, 故-2a +-2b=1, 所以-2(a +b )=ab . 又因为ab >0,故a <0,b <0.根据基本不等式ab =-2(a +b )≥4ab ,从而ab ≤0(舍去)或ab ≥4,故ab ≥16,当且仅当a =b =-4时取等号,即ab 的最小值为16.。
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、直线的⽅程课时提升作业理直线的倾斜⾓与斜率、直线的⽅程(25分钟50分)⼀、选择题(每⼩题5分,共35分)1.直线x+y+1=0的倾斜⾓是( )A. B. C. D.【解析】选D.由直线的⽅程得直线的斜率为k=-,设倾斜⾓为α,则tanα=-,⼜α∈[0,π),所以α=.2.设直线ax+by+c=0的倾斜⾓为α,且sinα+cosα=0,则a,b满⾜( )A.a+b=1B.a-b=1C.a+b=0D.a-b=0【解析】选D.由题意得sinα=-cosα,显然cosα≠0,则tanα=-1,所以-=-1,a=b,a-b=0.3.下列命题中,正确的是( )A.直线的斜率为tanα,则直线的倾斜⾓是αB.直线的倾斜⾓为α,则直线的斜率为tanαC.直线的倾斜⾓越⼤,则直线的斜率就越⼤D.直线的倾斜⾓α∈∪时,直线的斜率分别在这两个区间上单调递增【解析】选D.因为直线的斜率k=tanα,且α∈∪时,α才是直线的倾斜⾓,所以A不对; 因为任⼀直线的倾斜⾓α∈[0,π),⽽当α=时,直线的斜率不存在,所以B不对;当α∈时,斜率⼤于0;当α∈时,斜率⼩于0,C不对.4.倾斜⾓为120°,在x轴上的截距为-1的直线的⽅程是( )A.x-y+1=0B.x-y-=0C.x+y-=0D.x+y+=0【解析】选 D.由于倾斜⾓为120°,故斜率k=-.⼜直线过点(-1,0),所以⽅程为y=-(x+1),即x+y+=0.5.已知直线l:ax+y-2-a=0在x轴和y轴上的截距相等,则实数a的值是( )A.1B.-1C.-2或-1D.-2或1【解析】选D.显然a≠0,由题意得a+2=,解得a=-2或1.6.(2016·西安模拟)点A(1,1)到直线xcosθ+ysinθ-2=0的距离的最⼤值是( )A.2B.2-C.2+D.4【解析】选C.由点到直线的距离公式,得d==2-sin,⼜θ∈R,所以d max=2+.7.已知a,b均为正数,且直线ax+by-6=0与直线2x+(b-3)y+5=0互相平⾏,则2a+3b的最⼩值为( )A.5B.25C.13D.15【解析】选B.因为直线ax+by-6=0与直线2x+(b-3)y+5=0互相平⾏,所以a(b-3)-2b=0,且5a+12≠0,所以3a+2b=ab,即+=1,⼜a,b均为正数,则2a+3b=(2a+3b)=4+9++≥13+2=25.当且仅当a=b=5时上式等号成⽴.⼆、填空题(每⼩题5分,共15分)8.已知直线的倾斜⾓是60°,在y轴上的截距是5,则该直线的⽅程为.【解析】因为直线的倾斜⾓是60°,所以直线的斜率为k=tan60°=.⼜因为直线在y轴上的截距是5,由斜截式得直线的⽅程为y=x+5.即x-y+5=0.答案:x-y+5=0【加固训练】过点A(-1,-3),斜率是直线y=3x的斜率的-的直线的⽅程为. 【解析】设所求直线的斜率为k,依题意k=-×3=-.⼜直线经过点A(-1,-3),因此所求直线⽅程为y+3=-(x+1),即3x+4y+15=0.答案:3x+4y+15=09.已知A(3,5),B(4,7),C(-1,x)三点共线,则x= .【解析】因为k AB==2,k AC==-.⼜A,B,C三点共线,所以k AB=k AC,即-=2,解得x=-3.答案:-310.(2016·平顶⼭模拟)与直线x+y-1=0垂直的直线的倾斜⾓为.【解析】因为直线x+y-1=0的斜率为k1=-,所以与直线x+y-1=0垂直的直线的斜率为k2=-=.所以它的倾斜⾓为.答案:(20分钟40分)1.(5分)(2016·保定模拟)直线y=tan的倾斜⾓等于( )A. B. C. D.0【解析】选D.因为tan=,所以y=tan即y=,表⽰⼀条与x轴平⾏的直线,因此直线y=tan的倾斜⾓等于0.2.(5分)已知点A(-1,0),B(cosα,sinα),且|AB|=,则直线AB的⽅程为( )A.y=x+或y=-x-B.y=x+或y=-x-C.y=x+1或y=-x-1D.y=x+或y=-x-【解析】选B.|AB|===,所以cosα=,sinα=±,所以k AB=±,即直线AB的⽅程为y=±(x+1),所以直线AB的⽅程为y=x+或y=-x-.【加固训练】已知直线l过点(0,2),且其倾斜⾓的余弦值为,则直线l的⽅程为( )A.3x-4y-8=0B.3x+4y-8=0C.3x+4y+8=0D.3x-4y+8=0【解析】选D.因为cosα=,α∈[0,π),所以sinα=,k=tanα=,所以直线l的⽅程为y-2=x,即3x-4y+8=0.3.(5分)过点(1,3)作直线l,若经过点(a,0)和(0,b),且a∈N*,b∈N*,则可作出的直线l的条数为( )A.1B.2C.3D.4【解析】选B.由题意得+=1?(a-1)(b-3)=3.⼜a∈N*,b∈N*,故有两个解或4.(12分)已知直线l过点P(0,1),且与直线l1:x-3y+10=0和l2:2x+y-8=0分别交于点A,B(如图).若线段AB被点P平分,求直线l的⽅程.【解析】因为点B在直线l2:2x+y-8=0上,故可设点B的坐标为(a,8-2a).因为点P(0,1)是线段AB的中点,得点A的坐标为(-a,2a-6).⼜因为点A在直线l1:x-3y+10=0上,故将A(-a,2a-6)代⼊直线l1的⽅程,得-a-3(2a-6)+10=0,解得a=4.所以点B的坐标是(4,0).因此,过P(0,1),B(4,0)的直线l的⽅程为+=1,即x+4y-4=0.【加固训练】已知直线l经过A(cosθ,sin2θ)和B(0,1)不同的两点,求直线l倾斜⾓的取值范围.【解析】当cosθ=0时,sin2θ=1-cos2θ=1,此时A,B重合.所以cosθ≠0.所以k==-cosθ∈[-1,0)∪(0,1].因此倾斜⾓的取值范围是∪.5.(13分)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轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,O为坐标原点,设△AOB的⾯积为S,求S的最⼩值及此时直线l的⽅程.【解析】(1)⽅法⼀:直线l的⽅程可化为y=k(x+2)+1,故⽆论k取何值,直线l总过定点(-2,1). ⽅法⼆:设直线l过定点(x0,y0),则kx0-y0+1+2k=0对任意k∈R恒成⽴,即(x0+2)k-y0+1=0恒成⽴,所以x0+2=0,-y0+1=0,解得x0=-2,y0=1,故直线l总过定点(-2,1).(2)直线l的⽅程为y=kx+2k+1,则直线l在y轴上的截距为2k+1,要使直线l不经过第四象限,则解得k的取值范围是[0,+∞).(3)依题意,直线l在x轴上的截距为-,在y轴上的截距为1+2k,所以A,B(0,1+2k).⼜-<0且1+2k>0,所以k>0.故S=|OA||OB|=×(1+2k)=≥(4+4)=4,当且仅当4k=,即k=时,取等号.故S的最⼩值为4,此时直线l的⽅程为x-2y+4=0.。
直线的倾斜角与斜率、直线的方程基础练一、选择题1.直线l :x sin30°+y cos150°+1=0的斜率是( )A.33B. 3 C .-3D .-332.[2021·秦皇岛模拟]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=0 C.3x +y -3=0D.3x +y +3=03.若经过两点A (4,2y +1),B (2,-3)的直线的倾斜角为3π4,则y 等于( )A .-1B .-3C .0D .2 4.[2021·河南安阳模拟]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0B.2-52或0C.2±52D.2+52或05.[2021·湖南衡阳八中月考]已知直线l 的倾斜角为θ且过点(3,1),其中sin ⎝⎛⎭⎫θ-π2=12,则直线l 的方程为( )A.3x -y -2=0B.3x +y -4=0 C .x -3y =0D.3x +3y -6=0 6.[2021·安徽四校联考]直线l 经过点(1,3)且与两坐标轴的正半轴围成的三角形面积为6,则直线l 的方程是( )A .3x +y -6=0B .3x -y =0C .x +3y -10=0D .x -3y +8=07.一次函数y =-m n x +1n的图象同时经过第一、三、四象限的必要不充分条件是( )A .m >1,且n <1B .mn <0C .m >0,且n <0D .m <0,且n <08.直线Ax +By -1=0在y 轴上的截距是-1,而且它的倾斜角是直线3x -y =33的倾斜角的2倍,则( )A .A =3,B =1B .A =-3,B =-1C .A =3,B =-1D .A =-3,B =19.直线2x cos α-y -3=0⎝⎛⎭⎫α∈⎣⎡⎦⎤π6,π3的倾斜角的变化范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤π6,π3B.⎣⎡⎦⎤π4,π3 C.⎣⎡⎦⎤π4,π2D.⎣⎡⎦⎤π4,2π310.经过点(0,-1)且与直线2x +3y -4=0平行的直线方程为( ) A .2x +3y +3=0B .2x +3y -3=0 C .2x +3y +2=0D .3x -2y -2=0二、填空题11.若三点A (2,3),B (3,2),C ⎝⎛⎭⎫12,m 共线,则实数m =________. 12.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________.13.[2021·贵州遵义四中月考]过点(2,3)且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程为________.14.一条直线经过点A (-2,2),并且与两坐标轴围成的三角形的面积为1,则此直线的方程为________. 能力练15.[2021·湖北孝感调研]已知点A (2,-3),B (-3,-2),直线l 的方程为-kx +y +k -1=0,且与线段AB 相交,则直线l 的斜率k 的取值范围为( )A .k ≥34或k ≤-4 B.k ≥34或k ≤-14C .-4≤k ≤34D.34≤k ≤416.[2021·山西大同重点中学模拟]数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,这条直线被后人称为三角形的欧拉线,已知△ABC 的顶点A (4,0),B (0,2),且AC =BC ,则△ABC 的欧拉线方程为( )A .x -2y +3=0B .2x +y -3=0C .x -2y -3=0D .2x -y -3=0 17.[2021·百所名校单元示范卷]直线l 经过A (2,1),B (1,m 2),m ∈R 两点,那么直线l 的倾斜角α的取值范围为________.参考答案:1.解析:设直线l 的斜率为k ,则k =-sin30°cos150°=33.故选A.答案:A2.解析: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.故选D.答案:D3.解析:由k =-3-2y -12-4=tan 3π4=-1.得-4-2y =2,∴y =-3.故选B. 答案:B4.解析:∵平面内三点A (1,-a ),B (2,a 2),C (3,a 3)共线, ∴k AB =k AC , 即a 2+a 2-1=a 3+a 3-1,即a (a 2-2a -1)=0, 解得a =0或a =1±2.故选A. 答案:A5.解析:∵sin ⎝⎛⎭⎫θ-π2=12,∴cos θ=-12,θ=2π3,则tan θ=-3,直线的方程为y -1=-3(x -3),即3x +y -4=0,故选B.答案:B6.解析:解法一 设直线l 的斜率为k (k <0),则直线l 的方程为y -3=k (x -1).x =0时,y =3-k ;y =0时,x =1-3k .所以直线与坐标轴所围成的三角形的面积S =12×(3-k )⎝⎛⎭⎫1-3k =6,整理得k 2+6k +9=0,解得k =-3,所以直线l 的方程为y -3=-3(x -1),即3x +y -6=0,故选A.解法二 依题意,设直线方程为x a +y b =1(a >0,b >0),则可得1a +3b =1且ab =12,解得a=2,b =6,则直线l 的方程为x 2+y6=1,即3x +y -6=0,故选A.答案:A7.解析:因为y =-m n x +1n 的图象同时经过第一、三、四象限,故-m n >0,1n<0,即m >0,n <0,但此为充要条件,因此,其必要不充分条件为mn <0.故选B.答案:B8.解析:将直线Ax +By -1=0化成斜截式y =-A B x +1B.∵1B=-1,∴B =-1,故排除A ,D. 又直线3x -y =33的倾斜角α=π3,∴直线Ax +By -1=0的倾斜角为2α=2π3,∴斜率-A B =tan 2π3=-3,∴A =-3,故选B. 答案:B9.解析:直线2x cos 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0≤θ<π,tan θ∈[1,3].所以θ∈⎣⎡⎦⎤π4,π3, 即倾斜角的变化范围是⎣⎡⎦⎤π4,π3.故选B. 答案:B10.解析:∵直线2x +3y -4=0的斜率为-23,与直线2x +3y -4=0平行的直线的斜率也为-23,∴经过点(0,-1)且斜率为-23的直线,其斜截式方程为y =-23x -1,整理得2x +3y +3=0,故选A.答案:A11.解析:由题意得k AB =2-33-2=-1,k AC =m -312-2.∵A ,B ,C 三点共线,∴k AB =k AC , ∴m -312-2=-1,解得m =92. 答案:9212.解析:如图,因为k AP =1-02-1=1, k BP =3-00-1=-3, 所以k ∈(-∞,-3]∪[1,+∞). 答案:(-∞,-3]∪[1,+∞)13.解析:当直线过原点时,直线斜率为3-02-0=32,故直线方程为y =32x ,即3x -2y =0.当直线不过原点时,设直线方程为x a +y-a=1,把(2,3)代入可得a =-1,故直线的方程为x -y+1=0.综上,所求直线方程为3x -2y =0或x -y +1=0.答案:3x -2y =0或x -y +1=014.解析:设所求直线的方程为x a +yb =1,∵A (-2,2)在直线上,∴-2a +2b=1 ①又因为直线与坐标轴围成的面积为1, ∴12|a |·|b |=1 ② 由①②得(1)⎩⎪⎨⎪⎧ a -b =1ab =2或(2)⎩⎪⎨⎪⎧a -b =-1ab =-2由(1)得⎩⎪⎨⎪⎧ a =2b =1或⎩⎪⎨⎪⎧a =-1b =-2,方程组(2)无解,故所求的直线方程为x 2+y 1=1或x -1+y-2=1,即x +2y -2=0或2x +y +2=0. 答案:x +2y -2=0或2x +y +2=0 15.解析:直线l 的方程-kx +y +k -1=0可化为k (1-x )+y -1=0,∴直线l 过定点P (1,1),且与线段AB 相交,如图所示.直线P A 的斜率k P A =-3-12-1=-4,直线PB 的斜率k PB =-2-1-3-1=34,则k ≤-4或k ≥34.故选A.答案:A16.解析:∵线段AB 的中点为M (2,1),k AB =-12,∴线段AB 的垂直平分线方程为y -1=2(x -2),即2x -y -3=0,∵AC =BC ,∴△ABC 的外心,重心,垂心都位于线段AB 的垂直平分线上,∴△ABC 的欧拉线方程为2x -y -3=0,故选D.答案:D17.解析:直线l 的斜率存在且k l =m 2-11-2=1-m 2≤1,又直线l 的倾斜角为α,则有tan α≤1,即tan α<0或0≤tan α≤1,根据正切函数在⎣⎡⎭⎫0,π2与⎝⎛⎭⎫π2,π上的图象,可得π2<α<π或0≤α≤π4,即倾斜角α的取值范围为⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎝⎛⎭⎫π2,π. 答案:⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎝⎛⎭⎫π2,π。
2008高考数学一轮复习 直线的倾斜角斜率
基础训练:
1、直线),(03为常数a R a a y x ∈=+-的倾斜角是 30°。
2、直线L 的方向向量为(-1,2),则其倾斜角为2arctan -π,斜率为 -2 。
3、过点A (1,2)作直线,使直线在两坐标轴上的截距相等,则此直线的斜率为( C )
A 、-1
B 、±1,
C 、-1或2
D 、±1或2
4、若三点A (2,2),B (a ,0),C (0,4)共线,则实数a= 4
典型例题:
例1、已知两点A (-1,2),B (m ,3)求:
(1) 直线AB 的斜率和倾斜角;
(2) 当]13,13
3[---∈m 时,求直线AB 倾斜角的取值范围。
[解析]:本题主要考查直线斜率和倾斜角计算,涉及字母时分类讨论这一数学思想。
解:(1)当m=-1时,直线AB 的斜率不存在,倾斜角为90°
当1-≠m 时,斜率k=1
1+m ; 当1->m 时倾斜角为1
1arctan
+=m α; 当1-<m 时,倾斜角为11arctan ++=m πα。
(2)当m=-1时倾斜角为2π
α=,
∵ k=11+m ),3
3[]3,(+∞⋃--∞∈ ∴]32,2()2,6[ππππα⋃∈ 综上所得,直线AB 的倾斜角的取值范围是]32,6[π
π
例2、求直线023cos =++y x θ的倾斜角取值范围。
【解析】先求出直线的斜率的取值范围,再结合直线的倾斜角的范围及正切函数的单调性求出倾斜角的范围。
【解】:设直线的倾斜角为α,由已知条件知,直线的斜率k=tan α=θcos 3
3- 所以3
3tan 33≤≤-α 因此),65[]6,0[πππα⋃∈。
例3、直线L 过点M (-1,2)且与以点P (-2,-3)、Q (4,0)为端点的线段PQ 恒相交,求直线L 的斜率的取值范围。
【解】:如图,过点M 作y 轴的平行线与线段PQ
相交于点N 。
52,5-==MQ PM k k 当直线L 从MP 开始绕M 按逆时针方向旋转到MN
时,倾斜角在增大,斜率也在增大,这时,5≥k 。
当直线L 从MN 开始逆时针旋转到MQ 时,因为正切函数在),2(ππ
上仍为增函数,所以斜率从∞-开始增加,增大到52-
=MQ k ,所以直线L 的斜率的取值范围是),5[]52,(+∞⋃--∞。
例4、若圆0104422=---+y x y x 上至少有三个不同点到直线0:=+by ax l 的距离为22,求直线l 的倾斜角的取值范围。
【解】:将圆的方程化为222)23()2()2(=-+-y x ,所以圆心为(2,2),半径为23,要求圆上至少有三个不同的点到直线0:=+by ax l 的距离为22,则圆心到直线的距离应小于2,01)(4)(,22222
2≤++∴≤++∴b a b a b a b a ,b a k b a -=+-≤≤--∴,3232, 3232+≤≤-∴k ,直线l 的倾斜角的取值范围是]125,12[π
π。
针对训练:
1、若直线过点(1,2),(4, 32+),则此直线的倾斜角为:( C )
A 、
6π B 、4π C 、3π D 、2
π 2、已知直线的倾斜角为α且5
4sin =α,则此直线的斜率是( C ) A 、34 B 、34- C 、34± D 、43± 3、设直线ax+by+c=0的倾斜角为α,且sin α+cos α=0,则a,b 满足( D ) A、a+b=1 B、a-b=1 C、a+b=0 D、a-b=0
4、下列命题中正确的是 (2)
(1)若两直线的倾斜角相等,则它们的斜率也一定相等;
(2)若两直线的斜率相等,则它们的倾斜角也一定相等;
(3)若两直线的倾斜角不相等,则它们中倾斜角大的,其斜率也大;
(4)若两直线的斜率不相等,则它们中斜率大的,其倾斜角也大。
5、已知M (2m+3,m ),N(m-2,1),当m ∈),1()5,(+∞⋃--∞时,直线MN 的倾斜角为锐角;当m= -5 时,直线MN 的倾斜角为直角;当m ∈(-5,1)时,直线MN 的倾斜角为钝角。
6、直线05tan =+y x π的倾斜角是5
4π。
7、斜率为2的直线经过点A(3,5),B(a,7),C(-1,b)三点,则实数a 、b 的值分别为a=4,b=-3。
8、过点P(6,3)的直线L与x 轴、y 轴分别交于A、B两点,若PB AP 21=
,求直线L的斜率和倾斜角。
【解】:设点A (a ,0),B (0,b ),则)3,6(),3,6(--=-=b PB a AP ,由21=得.3
3,33,9-=-=∴==a b k b a 所以直线L 的倾斜角为150°。
9、过P(-1,-3)的直线L与y 轴的正半轴
没有公共点,求直线L的倾斜角的取值范围。
【解】:由数形结合,如图,可知直线L 的倾斜角的取值范围是),2[]3,
0[πππ⋃。
10、如果直线L沿x 轴的负方向平移3个单位,再沿y 轴的正方向平移1个单位后,又回到原来的位置,求直线L的斜率。
【解】:设直线L 的方程为:b kx y +=,依题意有:平移后的直线方程为b x k y +++=1)3( 与b kx y +=表示同一条直线,所以3
1,13-=∴=++k b b k 。