内容正文:
3.1 直线的倾斜角与斜率
3.1.1 倾斜角与斜率
学 习 目 标
核 心 素 养
1.理解直线的斜率和倾斜角的概念.
2.理解直线倾斜角的唯一性及直线斜率的存在性.
3.了解斜率公式的推导过程,会应用斜率公式求直线的斜率.
1. 通过倾斜角概念的学习,提升直观想象的数学素养.
2. 通过斜率的学习,培养逻辑推理和数学运算的数学素养.
1.倾斜角的相关概念
(1)两个前提:
①直线l与x轴相交;
②一个标准:取x轴作为基准,x轴正方向与直线l向上方向之间所成的角;
③范围:0°≤α<180°,并规定与x轴平行或重合的直线的倾斜角为0°.
(2)作用:
①表示平面直角坐标系内一条直线的倾斜程度;
②确定平面直角坐标系中一条直线位置的几何要素:直线上的一个定点以及它的倾斜角,二者缺一不可.
思考:下图中标的倾斜角α对不对?
[提示] 都不对.
2.斜率的概念及斜率公式
(1)定义:倾斜角α(α≠90°)的正切值.
(2)记法:k=tan α.
(3)斜率与倾斜角的对应关系.
图示
倾斜角(范围)
α=0°
0°<α<90°
α=90°
90°<α<180°
斜率
(范围)
0
(0,+∞)
不存在
(-∞,0)
(4)经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式:k=.
思考:所有直线都有斜率吗?若直线没有斜率,那么这条直线的倾斜角为多少?
[提示] 不是.若直线没斜率,则其倾斜角为90°.
1.如图所示,直线l与y轴的夹角为45°,则l的倾斜角为( )
A.45° B.135° C.0° D.无法计算
B [根据倾斜角的定义知,l的倾斜角为135°.]
2.已知一条直线过点(3,-2)与点(-1,-2),则这条直线的倾斜角是( )
A.0° B.45° C.60° D.90°
A [∵k==0,∴θ =0°.]
3.已知经过两点(5,m)和(m,8)的直线的斜率等于1,则m的值是( )
A.5 B.8 C. D.7
C [由斜率公式可得.]=1,解之得m=
4.已知直线l的倾斜角为30°,则直线l的斜率为( )
A. C.1 D. B.
A [由题意可知,k=tan 30°=.]
直线的倾斜角
【例1】 设直线l过坐标原点,它的倾斜角为α,如果将l绕坐标原点按逆时针方向旋转45°,得到直线l1,那么l1的倾斜角为( )
A.α+45°
B.α-135°
C.135°-α
D.当0°≤α<135°时,倾斜角为α+45°;当135°≤α<180°时,倾角为α-135°
D [根据题意,画出图形,如图所示:
因为0°≤α<180°,显然A,B,C未分类讨论,均不全面,不合题意.通过画图(如图所示)可知:
当0°≤α<135°,l1的倾斜角为α+45°;
当135°≤α<180°时,l1的倾斜角为45°+α-180°=α-135°.故选D.]
求直线的倾斜角的方法及两点注意
(1)方法:结合图形,利用特殊三角形(如直角三角形)求角.
(2)两点注意:①当直线与x轴平行或重合时,倾斜角为0°,当直线与x轴垂直时,倾斜角为90°.
②注意直线倾斜角的取值范围是0°≤α<180°.
1.一条直线l与x轴相交,其向上的方向与y轴正方向所成的角为α(0°<α<90°),则其倾斜角为( )
A.α
B.180°-α
C.180°-α或90°-α
D.90°+α或90°-α
D [如图,当l向上方向的部分在y轴左侧时,倾斜角为90°+α;当l向上方向的部分在y轴右侧时,倾斜角为90°-α.
故选D.]
直线的斜率
【例2】 (1)已知点A的坐标为(3,4),在坐标轴上有一点B,若kAB=4,则点B的坐标为( )
A.(2,0)或(0,-4)
B.(2,0)或(0,-8)
C.(2,0)
D.(0,-8)
(2)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的取值范围是( )
A.(-1,0]
B.[0,1]
C.[1,2]
D.[0,2]
(1)B (2)D [(1)设B(x,0)或(0,y),∵kAB==4,∴x=2,y=-8,∴点B的坐标为(2,0)或(0,-8).=4或,∴或kAB=
(2)由图可知当直线位于如图阴影部分所示的区域内时,满足题意,所以直线l的斜率满足0≤k≤2.故选D.]
解决斜率问题的方法
(1)由倾斜角(或范围)求斜率(或范围)利用定义式k=tan α(α≠90°)解决.
(2)由两点坐标求斜率运用两点斜率公式k=(x1≠x2)求解.
(3)涉及直线与线段有交点问题常利用数形结合列公式求解.
2.(1)已知过两点A(4,y),B(2,-3)的直线的倾斜角为135