内容正文:
1.1 直线的斜率与倾斜角
(1)斜率公式不适用于直线与x轴垂直(x1=x2)的情况,在使用斜率公式时,若两点的横坐标含有参数,则要注意分类讨论.
(2)直线l上P,Q两点的选取是任意的,即P,Q无论怎样选取都不会影响斜率k的最终结果.
(4)若y1=y2,x1≠x2,则直线与x轴平行或重合,斜率k=0.
1.直线x=2 022的斜率为 ( )
A.1 B.0 C.2 022 D.不存在
答案:D
(二)直线的倾斜角
定义 在平面直角坐标系中,对于一条与x轴相交的直线,把x轴绕着交点按 方向旋转到与直线重合时,所转过的 α称为这条直线的倾斜角
规定 当直线l与x轴平行或重合时,直线l的倾斜角为 .因此,直线的倾斜角α的取值范围为___________
逆时针
最小正角
0
{α|0≤α<π}
直线l的倾斜角α与斜率k的对应关系
答案:A
2.下列图形中,α表示直线的倾斜角的是 ( )
答案:B
3.已知直线l向上的方向与y轴正向所成的角为15°,则直线l的倾斜角为________.
答案:105°或75°
[典例] (1)若过点A(4,m),B(2,-3)的直线的倾斜角是135°,则m=________.
(2)若三点A(2,-3),B(4,3),C(5,k)在同一条直线上,则k的值为______.
(3)已知斜率为2的直线l与x轴交于点A,直线l绕点A逆时针旋转60°得到直线l′,则直线l′的斜率为________.
2.设A(m,-m+3),B(2,m-1),C(-1,4),若直线AC的斜率等于直线BC的斜率的3倍,则实数m的值为________.
[典例] 设直线l过原点,其倾斜角为α,将直线l绕坐标原点沿逆时针方向旋转45°,得到直线l1,则直线l1的倾斜角为 ( )
A.α+45°
B.α-135°
C.135°-α
D.α+45°或α-135°
[解析] 由倾斜角的取值范围知,只有当0°≤α+45°<180°(0°≤α<180°),即0°≤α<135°时,l1的倾斜角才是α+45°.而0°≤α<180°,所以当135°≤α<180°时,l1的倾斜角为α-135°(如图).
[答案] D
求直线的倾斜角主要是根据定义来求,解题的关键是根据题意画出示意图,找准倾斜角,同时还要根据旋转方向和旋转大小进行分类讨论.
[对点训练]
1.已知直线l的倾斜角为α,则与l关于x轴对称的直线的倾斜角为 ( )
A.α B.90°-α
C.180°-α D.90°+α
解析:根据倾斜角的定义,并结合图形(图略)知,所求直线的倾斜角为180°-α.
答案:C
2.已知直线l1的倾斜角α1=15°,直线l1与l2的交点为A,直线l1和l2向上的方向之间所成的角为120°,则直线l2的倾斜角为________.
解析:如图,设直线l2的倾斜角为α2,结合图形及三角形外角与内角的关系可得α2=120°+α1=120°+15°=135°,故直线l2的倾斜角为135°.
答案:135°
[典例] 已知两点A(-3,4),B(3,2),过点P(1,0)的直线l与线段AB有公共点.
(1)求直线l的斜率k的取值范围;
(2)求直线l的倾斜角α的取值范围.
解决取值范围问题的策略
斜率k的大小与正切函数之间的关系是用倾斜角α来联系的,因此,可以由倾斜角的变化得出斜率的变化.如图所示,过点P的直线l与线段AB相交时,因为过点P且与x轴垂直的直线PC的斜率不存在,而直线PC与线段AB不相交,所以直线l的斜率k的取值范围是kPA≤k≤kPB.解决这类问题时,可利用数形结合思想直观地判断直线的位置.
2.若两直线l1,l2的倾斜角和斜率分别为α1,α2和k1,k2,则下列四个命题中正确的是 ( )
A.若α1<α2,则k1<k2 B.若α1=α2,则k1=k2
C.若k1<k2,则α1<α2 D.若k1=k2,则α1=α2
解析:令α1=45°,α2=135°,则k1=1,k2=-1,k1>k2,故A错误;易知C错误;令α1=α2=90°,则k1,k2不存在,故B错误;由k1=k2知,α1=α2,故D正确.故选D.
答案:D
解析:如图,∵直线l过点A(1,2),且不经过第四象限,
∴当直线l的倾斜角为0°时,斜率k=0;
当直线经过原点时,斜率k′=2,
∴直线l的斜率的取值范围为[0,2].
答案:C
5.台球运动中的反弹球技法是常见的技巧,其中无旋转反弹球是最简单的技法,主球撞击目标球后,目标球撞击台边之后按照光线反射的方