内容正文:
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
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°,180°)。
2.直线的斜率
(1)定义:若直线的倾斜角θ不是90°,则斜率k=tanθ;若直线的倾斜角θ=90°,则斜率不存在。
(2)计算公式:若由A(x1,y1),B(x2,y2)确定的直线不垂直于x轴,则k=。(x1≠x2)
3.直线方程的五种形式
名称
条件
方程
适用范围
点斜式
斜率k与点(x0,y0)
y-y0=k(x-x0)
不含直线x=x0
斜截式
斜率k与截距b
y=kx+b
不含垂直于x轴的直线
两点式
两点(x1,y1),(x2,y2)
=
不含直线x=x1(x1=x2)和直线y=y1(y1=y2)
续表
名称
条件
方程
适用范围
截距式
截距a与b
+=1(ab≠0)
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
1.直线倾斜角和斜率的关系
(1)直线都有倾斜角,但不一定都有斜率。
(2)不是倾斜角越大,斜率k就越大,因为k=tanα,当α∈时,α越大,斜率k就越大,同样α∈时也是如此,但当α∈[0,π)且α≠时就不是了。
2.截距和距离的不同之处
“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。
一、走进教材
1.(必修2P89A组T4改编)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.4 C.1或3 D.1或4
解析 由题意得=1,解得m=1。
答案 A
2.(必修2P100A组T9改编)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+=1,则+=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
二、走近高考
3.(2017·浙江高考)如图,已知抛物线x2=y,点A,B,抛物线上的点P(x,y),过点B作直线AP的垂线,垂足为Q,则直线AP斜率的取值范围是________。
解析 设P(x,x2),直线AP的斜率为k,则k==x-。因为-<x<,所以直线AP斜率的取值范围是(-1,1)。
答案 (-1,1)
三、走出误区
微提醒:①由直线方程求斜率的思路不清;②忽视斜率和截距对直线位置的影响;③忽视直线斜率不存在的情况。
4.直线l:xsin30°+ycos150°+a=0的斜率为( )
A. B.
C.- D.-
解析 设直线l的斜率为k,则k=-=。
答案 A
5.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->0,在y轴上的截距->0,故直线经过第一、二、四象限,不经过第三象限。
答案 C
6.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k≠0,设其方程为y-2=k(x-2),令y=0,得x=2-,依题意有××2=2,即=1,解得k=,所以直线m的方程为y-2=(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=2
考点一 直线的斜率与倾斜角
【例1】 (1)直线x+(a2+1)y+1=0的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C.∪ D.∪
(2)已知线段PQ两端点的坐标分别为P(-1,1)和Q(2,2),若直线l:mx+y+1=0与线段PQ有交点,则实数m的取值范围是________。
解析 (1)由直线方程可得该直线的斜率为-,又-1≤-<0,所以倾斜角的取值范围是。
(2)l:mx+y+1=0可写成y=-mx-1,即l过定点R(0,-1),直线PR的斜率k1==-2,直线QR的斜率k2=
=。因为直线l与线段PQ有交点,所以斜率k≥或k≤-2。又因为k=-m,所以m≤-或m≥2。
答案 (1)B (2)∪[2,+