直线的倾斜角、斜率、方程
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直线的倾斜角和斜率,直线方程一、直线的倾斜角和斜率1.直线的倾斜角概念的注意点:1)注意旋转方向:逆时针2)规定平行x轴(或与x轴重合)的直线倾斜角为0°3)直线倾斜角的范围是0°≤<180°2.直线的倾率:直线的倾斜角的正切值tan(倾斜角不为90°时)。
概念注意点:1)倾斜角为90°的直线无斜率2)斜率k可以是任何实数,每条直线都存在唯一的倾斜角,但不是每条直线都有斜率3)=0°时,k=0;0°<<90°时,k>0;=90°时,k不存在;90°<<180°时,k<0。
3.斜率公式:设直线l的倾斜角为(≠90°),P1(x1,y2),P2(x2,y2)(x1≠x2)是直线l上不同两点,直线l的斜率为k,则:k=tan=,当=90°时,或x1=x2时,直线l垂直于x轴,它的斜率不存在。
例1.求过A(-2,0),B(-5,3)两点的直线的斜率和倾斜角。
解:k==-1,即tan=-1,∵0°≤<180°,∴=135°。
点评:已知直线的斜率,可以直接得出直线的倾斜角,但要注意角的范围。
例2.设直线l的斜率为k,且-1<k<1,求直线倾斜角的范围。
解法1:当-1<k<0时,∈(),则,当k=0时,=0,当0<k<1时,∈(0,),则0<<解法2:作k=tan,∈[0,π)时的图形:由上图可知:-1<k<1时,∈[0,)()。
点评:1、当直线的斜率在某一区间内时,要注意对倾斜角范围的讨论。
2、利用正切函数图像中正切来表示倾斜角和斜率关系也是一种很好的方法。
二、直线方程的四种形式1.两个独立的条件确定一条直线,常见的确定直线的方法有以下两种(1)由一个定点和确定的方向可确定一条直线,这在解析几何中表现为直线的点斜式方程及其特例斜截式方程。
直线的倾斜角与斜率1.直线的倾斜角:一条与x 轴相交的直线,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α叫做直线 的倾斜角.当直线和x 轴平行或重合时,规定直线的倾斜角为0°.直线的倾斜角的范围为 [)π,0.2、直线的斜率:当直线的倾斜角α≠90°时,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率,常用k 表示,即该直线的斜率k =tan α;注意:当直线的倾斜角等于90°时,直线的斜率不存在.3.斜率公式:过两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)(x 1≠x 2)的直线的 斜率公式为:()212121x x x x y y k ≠--= . 若x 1=x 2,则直线的斜率不存在,此时直线的倾斜角为90°.注意:直线的斜率tan k α=(2πα≠)关于倾斜角α的函数的图像练习1.经过两点A (4,2y +1),B (2,-3)的直线的倾斜角为3π4,则y = y =-3. 2、已知直线AB 的斜率为34,直线l 的倾斜角是直线AB 的倾斜角的一半,求直线l 的斜率。
133.已知直线l 的倾斜角α满足条件sin α+cos α=15,则l 的斜率为 -434.设直线l 的方程为x +y cos θ+3=0(θ∈R ),则直线l 的倾斜角θ的范围是 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,3π4 解:当cos θ=0时,方程变为x +3=0,其倾斜角为α=π2; 当cos θ≠0时,由直线方程可得斜率k =-1cos θ. ∵cos θ∈[-1,1]且cos θ≠0, ∴ 斜率k ∈(-∞,-1]∪[1,+∞).∴tan α∈(-∞,-1]∪[1,+∞),又α∈[0,π),∴α∈⎣⎡⎭⎫π4,π2∪⎝ ⎛⎦⎥⎤π2,3π4. 综上知,倾斜角α的范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,3π4. 5、设直线12=+my x 的倾斜角为α,若),2[)32,(+∞--∞∈ m ,则倾斜角α的取值范围是5. 已知实数x,y 满足y=x 2-2x+2 (-1≤x ≤1),试求:23++x y 的最大值与最小值.解:由23++x y 的几何意义可知,它表示经过定点P (-2,-3) 与曲线段AB 上任一点(x,y)的直线的斜率k,如图可知:k PA ≤k ≤k PB ,由已知可得:A (1,1),B (-1,5),∴34≤k ≤8,故23++x y 的最大值为8,最小值为34. 5、若直线(m2-1)x -y -2m +1=0不经过第一象限,则实数m 的取值范围是 提示:-2m +1≤0且m 2-1<0 或 m 2-1且-2m +1<0 解得 1/2≤m ≤1x6.若直线l :y =kx -3与直线2x +3y -6=0的交点位于第一象限,则直线l 的倾斜角的取值范围是 ()π6,π2解:直线l :y =kx -3,过定点P (0,-3),又A (3,0),∴k P A =33,则直线P A 的倾斜角为π6, 满足条件的直线l 的倾斜角的范围是⎝⎛⎭⎫π6,π2. 作业1、若直线2:1++=k kx y l 与42:2+-=x y l 的交点在第一象限,则k 取值范围是2、直线2x cos α-y -3=0(α∈[π6,π3])的倾斜角的变化范围是 [π4,π3] 解:∵2x cos α-y -3=0 ,∴y =2cos α·x -3. ∵π6≤α≤π3, ∴12≤cos α≤32, ∴1≤2cos α≤ 3. ∴k ∈[1,3]. ∴θ∈[π4,π3]. 3. 直线ax+y+1=0与连接A(2,3),B(-3,2)的线段相交,则a 的取值范围是 (][)+∞⋃-∞-,12,4、已知点A (-3,4)、B (3,2),过点P (2,-1)的直线l 与线段AB 有公共点。
直线的倾斜角与斜率、直线方程知识点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。
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 倾斜角的范围是[0,π)。
2.直线的斜率(1)定义:若直线的倾斜角θ不是90°,则斜率k =tan θ。
(2)计算公式:若由A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)确定的直线不垂直于x 轴,则k =y 2-y 1x 2-x 1。
3.直线方程的五种形式基础专练一 、走进教材1.直线l :x sin30°+y cos150°+1=0的斜率是( )A.33B.3 C .- 3 D .-332. 已知点A (1,2),B (3,1),则线段AB 的垂直平分线方程为( )A .4x +2y -5=0B .4x -2y -5=0C .x +2y -5=0D .x -2y -5=0走进教材答案1.A ; 2. B ;二、查漏补缺1.过点M (-2,m ),N (m,4)的直线的斜率等于1,则m 的值为( )A .1B .4C .1或3D .1或42.直线x +3y +m =0(m ∈R )的倾斜角为( )A .30°B .60°C .150°D .120°3.已知直线l 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=04.若点A (4,3),B (5,a ),C (6,5)三点共线,则a 的值为__________。
5.过点(-3,4),且在两坐标轴上的截距之和为12的直线方程是________。
查漏补缺答案5.4x -y +16=0或x +3y -9=0直击考点考点一 直线的倾斜角与斜率……母题发散【典例1】 (1)直线2x cos α-y -3=0⎝⎛⎭⎫α∈⎣⎡⎦⎤π6,π3的倾斜角的取值范围是( )A.⎣⎡⎦⎤π6,π3B.⎣⎡⎦⎤π4,π3C.⎣⎡⎦⎤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________。
直线的倾斜角、斜率与直线的方程一、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)2(πα≠,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])3,6[(ππα∈的倾斜角的取值范围是()A.3,6[ππ B.3,4[ππ C.]2,4[ππ D.]32,4[ππ(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∈]3,6[ππ,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∈]3,4[ππ,即倾斜角的取值范围是3,4[ππ.(2)设PA 与PB 的倾斜角分别为α,β,直线PA 的斜率是k AP =1,直线PB 的斜率是k BP =-3,当直线l 由PA 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 2θ),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]4,0(π∪),43[ππ.答案:4,0(π∪),43[ππ.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]3,31[.答案:]3,31[3.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 )22,25(00-+y x ,N )23,27(00++y x .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 25,0(-,N (1,0),所以直线MN 的方程为x1+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+y2=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 +y b =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 ))12(ba +-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 ))12(ba +=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.-my +3m =0,2=3x 2-3,得)31(2-mx 2+23m x +6=0(m ≠0),则Δ=2)32(m -24)31(2-m≥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.3C .-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=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-y =k -1,-x =2k=k k -1,=2k -1k -1.又∵0<k <12,∴x =k k -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 )0,42(k k +-,B (0,2+4k )-2+4kk <0,+4k >0,解得k >0.因为S =12|OA |·|OB |=12|2+4kk |·|2+4k |=12·(2+4k )2k =12)16416(++kk ≥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=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)∪),21(+∞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))34(+k=±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.。
数学直线的倾斜角与斜率公式数学直线是数学中一个重要的概念,在数学的各个领域都有着广泛的应用。
其中直线的斜率与倾斜角也是数学中最基础的概念之一。
下面我们将介绍直线的斜率与倾斜角的基本概念及公式。
一、直线的斜率公式直线的斜率是指直线在平面直角坐标系中的倾斜程度,用于表示其在平面直角坐标系中的方向。
直线的斜率公式如下:斜率 k = (y2 - y1)/ (x2 - x1)其中 (x1, y1) 和 (x2, y2) 分别为直线上的两个点。
在计算斜率时,需要注意的是需要判断两点横坐标是否相等,因为此时斜率是不存在的。
二、直线的倾斜角公式直线的倾斜角是指直线与平面直角坐标系的 x 轴正方向所成的角度。
直线的倾斜角公式如下:倾斜角θ = atan k其中 atan 表示反正切函数,k 为直线的斜率。
需要注意的是,计算倾斜角时需要注意角度的参考系,一般以平面直角坐标系的 x 轴正方向为参考系。
三、斜率与倾斜角的关系斜率与倾斜角是相互关联的。
当我们知道一条直线的斜率时,可以通过求取反正切函数得到该直线的倾斜角。
相反地,当已知一条直线的倾斜角时,可以通过求取正切函数得到对应的斜率。
斜率k = tan θ倾斜角θ = atan k四、直线的性质在数学中,直线有许多重要的性质,这些性质不仅在理论研究中得到应用,也在实践中得到广泛应用。
其中一些性质如下:1. 相互垂直的两条直线的斜率乘积为 -1。
2. 直线的截距是指该直线与 y 轴的交点坐标,可以用斜率和另一个已知点来求解。
3. 两条直线互相平行的斜率相等。
4. 两条直线的夹角公式可以用两条直线的斜率求解。
5. 直线的点斜式表示法可以用已知点和斜率求解。
综上所述,数学直线的斜率与倾斜角是数学中重要的概念,通过斜率和倾斜角可以描述直线的方向和倾斜程度,同时也可以用于求解直线的其他性质。
通过了解这些概念和公式,可以更好地理解和应用数学的基础知识。
直线方程(直线方程完美总结归纳)一、倾斜角与斜率直线的倾斜角是指直线与x轴正方向的夹角。
当直线与x 轴平行或重合时,其倾斜角规定为0度。
倾斜角的范围是小于等于α,且α小于180度。
直线的斜率是指直线倾斜角的正切值,记作k=tanα(α不等于90度)。
当直线与x轴平行或重合时,斜率为0;当直线与x轴垂直时,斜率不存在。
经过两点P的直线的斜率公式是k=(y2-y1)/(x2-x1)。
每条直线都有倾斜角,但并不是每条直线都有斜率。
求斜率的一般方法有两种:已知直线上两点,根据斜率公式k=(y2-y1)/(x2-x1)求斜率;已知直线的倾斜角α或α的某种三角函数,根据k=tanα来求斜率。
利用斜率证明三点共线的方法:已知A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),若x1=x2=x3或kAB=kBC,则有A、B、C三点共线。
考点一:斜率与倾斜角。
例1.已知直线l的斜率的绝对值等于3,则直线的倾斜角为30度或150度。
例2.已知过两点A(m2+2,m2-3),B(3-m2-m,2m)的直线l的倾斜角为45度,求实数m的值。
考点二:三点共线。
已知三点A(a,2)、B(3,7)、C(-2,-9a)在一条直线上,求实数a的值。
考点三:斜率范围。
例1.已知两点A(-2,-3),B(3,0),过点P(-1,2)的直线l与线段AB始终有公共点,求直线l的斜率k的取值范围。
例2.已知实数x、y满足2x+y=8,当2≤x≤3时,求y的最大值与最小值。
二、直线方程直线方程有四种形式:点斜式、斜截式、两点式和截距式。
其中,点斜式的形式为y-y1=k(x-x1),斜截式的形式为y=kx+b,两点式的形式为(y-y1)/(x-x1)=(y2-y1)/(x2-x1),截距式的形式为xy+a+b=0.点斜式的局限性是不包括垂直于x轴的直线,斜率k为斜率。
斜截式的局限性是不包括垂直于x轴和y轴的直线,k为斜率,b是直线在y轴上的截距。
第1讲直线的倾斜角与斜率及直线方程★知识梳理★1、直线的倾斜角与斜率:对于一条与X轴相交的直线,把X轴所在直线绕着它与直线的交点按照逆时针方向旋转到和直线重合时,所转过的最小正角叫倾斜角;倾斜角的取值范用是[0°, 180°)直线的倾斜角α与斜率k的关系:当α ≠ 90°时,k与a的关系是k = tana; « = 90°时,直线斜率不存在:经过两点P I(X If y1)P=(x=,y=)(χ1≠χ=)的直线的斜率公式是R =旦二如:心一召三点A.B.C共线的充要条件是k Al) = kλc2.直线方程的五种形式:点斜式方程是y-y0= ψ-⅞);不能表示的直线为垂直于迟轴的宜线斜截式方程为y = kx+b i不能表示的直线为垂宜于兰轴的宜线两点式方程为=L =上二土:不能表示的直线为垂直于坐标轴的直线y2 - >,ι v2-西截距式方程为- + - = 1:不能表示的宜线为垂直于坐标轴的直线和过原点的直线• a b一般式方程为coc+by + c = 0 .3.几种特殊直线的方程:①过点P(a,b)垂直于X轴的直线方程为空;过Pab)垂直于y轴的直线方程为y≡b②已知直线的纵截距为b ,可设其方程为y = kx+b;③已知直线的横截距为a,可设其方程为x = my + a^④过原点的直线且斜率是k的直线方程为y=kx★重难点突破★重点:理解倾斜角与斜率的对应关系,熟练利用五种形式求直线方程难点:在求直线方程时,条件的转化和设而不求的运用重难点:结合图形,把已知条件转化为确立直线位置的要素,从而顺利求岀直线方程(1)倾斜角与斜率的对应关系涉及这类问题的题型一般有:(1)已知倾斜角(或范用)求斜率(范由)(2)已知斜率(或范围)求倾斜角(或范围),如: 问题1:直线Xtan-+ y + 2 = O的倾斜角&是、兀GltCM TXπA.—B. —C. —D.——3 6 3 3点拨:转化为:已知tana =-tan—,c? ∈[0,Λ∙),求α ,答案:C 问题2:求直线XCOS0 + √3>- + 2 = 0的倾斜角的取值范用点拨:要从k = tana和正切函数的单调性来理解倾斜角与斜率的对应关系,①当α∈[O,-)f⅛, /r∈[0Λ∞), k随α的增大而增大;2②当QE(Z+s)时,k∈ (-≪>,0) I&随Q的增大而增大.2本题可先求出斜率的取值范国,再利用倾斜角与斜率的对应关系,求出倾斜角的取值范囤. k=--cosθ,故:心亜3 3 一一3当05R≤g时,直线的倾斜角α满足:0≤α≤兰3 6当_迺“<0时,直线的倾斜角α满足-≤a<π3 6所以,直线的倾斜角的范围:0≤a≤-和竺SavTr6 6(2)利用直线方程的几何特征确定直线的位置问题3:已知函数f(x) = a∖{a> O且a≠l),当xVo时,f(x) > 1,方程y = ax +丄表aV点拨:这是直线方程中的参数的几何意义问题,可先确龙直线的斜率和截距的范用,再确泄直线的位置,由已知可得a∈ (0,1),从而斜率k∈ (0,1),截距b>∖,故选C(3)选择恰当的形式求直线方程问题4:过点P(-l,-2)的宜线分别交X轴、y轴的负半轴于A,B两点,当IP4I∙IPBI最小时,求直线/的方程。
直线的倾斜角与斜率、直线方程
一、选择题(每小题5分,共30分)
1.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
2.设直线3x +4y -5=0的倾斜角为θ,则该直线关于直线x =m (m ∈R)对称的直线的倾斜角β等于( )
A.π2-θ B .θ-π2
C .2π-θ
D .π-θ 3.直线x +ay +6=0与直线(a -2)x +3y +2a =0平行的一个必要不充分条件是( )
A .a =-1
B .a =3
C .a ≠0
D .-1<a <3
4.如果A ·C <0,且B ·C <0,那么直线Ax +By +C =0不通过( )
A .第一象限
B .第二象限
C .第三象限
D .第四象限
5.直线l 1:3x -y +1=0,直线l 2过点(1,0),且它的倾斜角是l 1的倾斜角的2倍,则直线l 2的方程为( )
A .y =6x +1
B .y =6(x -1)
C .y =34(x -1)
D .y =-34
(x -1) 6.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 ≥12
B .k ≤-2
C .k ≥12或k ≤-2
D .-2≤k ≤12
二、填空题(每小题5分,共15分)
7.已知m ≠0,则过点(1,-1)的直线
ax +3my +2a =0的斜率为__________.
8.直线3x -4y +k =0在两坐标轴上的
截距之和为2,则实数k =__________.
9.若ab >0,且A (a,0),B (0,b ),C (-
2,-2)三点共线,则ab 的最小值为
__________.
三、解答题(共55分)
10.(15分)已知两直线l1:x+y sinθ-1=0和l2:2x sinθ+y+1=0,试求θ的值,使得:(1)l1∥l2;(2)l1⊥l2.
11.(20分)设直线l的方程为(a+1)x+y+2-a=0(a∈R).
(1)若l在两坐标轴上的截距相等,求l的方程;
(2)若l不经过第二象限,求实数a的取值范围.
——探究提升——
12.(20分)当0<a<2时,直线l1:ax-2y=2a-4与l2:2x+a2y=2a2+4和两坐标轴围成一个四边形,问a取何值时,这个四边形面积最小,并求这个最小值.
直线的倾斜角与斜率、直线方程
一、选择题(每小题5分,共30分)
1.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k =4-m m +2=1,得m =1. 答案:A 2.设直线3x +4y -5=0的倾斜角为θ,则该直线关于直线x =m (m ∈R)对称的直线的倾斜角β等于
( ) A.π2-θ B .θ-π2
C .2π-θ
D .π-θ 解析:结合图形可知θ+β=π,故β=π-θ.
答案:D
3.直线x +ay +6=0与直线(a -2)x +3y +2a =0平行的一个必要不充分条件是( )
A .a =-1
B .a =3
C .a ≠0
D .-1<a <3
解析:若两直线平行,则a (a -2)=1×3,且1×2a ≠(a -2)×6,解得a =-1,于是可以推出a ≠0;反之,当a ≠0时,不一定能推出两直线平行. 答案:C
4.如果A ·C <0,且B ·C <0,那么直线Ax +By +C =0不通过( )
A .第一象限
B .第二象限
C .第三象限
D .第四象限
解析:由已知得直线Ax +By +C =0在x 轴上的截距-C A >0,在y 轴上的截距-C B
>0,故直线经过一、二、四象限,不经过第三象限. 答案:C
5.直线l 1:3x -y +1=0,直线l 2过点(1,0),且它的倾斜角是l 1的倾斜角的2倍,则直线l 2的方程为( )
A .y =6x +1
B .y =6(x -1)
C .y =34(x -1)
D .y =-34
(x -1) 解析:由tan α=3可求出直线l 2的斜率 k =tan2α=
2tan α1-tan 2α
=-34, 再由l 2过点(1,0)即可求得直线方程. 答案:D
6.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 ≥12
B .k ≤-2
C .k ≥12或k ≤-2
D .-2≤k ≤12
解析:由已知直线l 恒过定点P (2,1),如右图.若l
与线AB 相交,则k PA ≤k ≤k PB ,∵k PA =-2,k PB =12,∴
-2≤k ≤12
. 答案:D 二、填空题(每小题5分,共15分) 7.已知m ≠0,则过点(1,-1)的直线ax +3my +2a =0的斜率为__________.
解析:依题意知a +3m ·(-1)+2a =0,即m =a . ∴k =-a 3m =-13. 答案:-13
8.(2012·苏州模拟)直线3x -4y +k =0在两坐标轴上的截距之和为2,则实数k =__________.
解析:令x =0,得y =k 4;令y =0,得x =-k 3. 则有k 4-k 3
=2,所以k =-24. 答案:-24 9.(2012·湛江模拟)若ab >0,且A (a,0),B (0,b ),C (-2,-2)三点共线,则ab 的最小值为__________.
解析:根据A (a,0)、B (0,b )确定直线的方程为x a +y b =1,又C (-2,-2)在该直线上,故-2a +-2b
=1,所以-2(a +b )=ab ,又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,即ab 的最小值为16. 答案:16 三、解答题(共55分)
10.(已知两直线l 1:x +y sin θ-1=0和l 2:2x sin θ+y +1=0,试求θ的值,使得:(1)l 1∥l 2;(2)l 1⊥l 2.
解:(1)∵l 1∥l 2,∴2sin 2θ-1=0,得sin 2θ=12, ∴sin θ=±22,又∵sin θ≠-1,得θ=k π±π4
,k ∈Z. ∴当θ=k π±π4
,k ∈Z 时,l 1∥l 2. (2)∵l 1⊥l 2,∴2sin θ+sin θ=0, 即sin θ=0,∴θ=k π(k ∈Z), ∴当θ=k π,k ∈Z 时,l 1⊥l 2.
11.(20分)(2012·西安模拟)设直线l 的方程为(a +1)x +y +2-a =0(a ∈R). (1)若l 在两坐标轴上的截距相等,求l 的方程; (2)若l 不经过第二象限,求实数a 的取值范围.
解:(1)当直线过原点时,设直线在x 轴和y 轴上截距为零,当然相等.∴a =2,方程即为3x +y =0. 当直线不过原点时,由截距存在且均不为0, 得a -2a +1
=a -2,即a +1=1,∴a =0,方程为x +y +2=0. (2)将l 的方程化为y =-(a +1)x +a -2,∴⎩⎨⎧ -(a +1)>0a -2≤0或⎩⎨⎧
-(a +1)=0a -2≤0
.∴a ≤-1. 12.(20分)当0<a <2时,直线l 1:ax -2y =2a -4与l 2:2x +a 2y =2a 2+4和两坐标轴围成一个四边形,问a 取何值时,这个四边形面积最小,并求这个最小值.
解:如图,由已知l 1:a (x -2)-2(y -2)=0,l 2:2(x -2)+a 2(y -2)=0.
∴l 1、l 2都过定点(2,2),且l 1的纵截距为2-a ,l 2的横截距为a 2+2.∴四边形面积
S =12×2×(2-a )+12
×2×(2+a 2)=a 2-a +4 =()a -122+154, 又0<a <2, 故当a =12时,S min =154
.。