内容正文:
第一节 直线的倾斜角、斜率与直线方程
[高考要求] 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.掌握确定直线位置的几何要素.3.掌握直线方程的几种形式(斜截式、点斜式、截距式、两点式及一般式),了解斜截式与一次函数的关系.
[对应学生用书P171]
知识点一 直线的倾斜角
1.定义:在平面直角坐标系中,对于一条与x轴相交的直线l,把x轴(正方向)按逆时针方向绕着交点旋转到和直线l重合所成的角,叫做直线l的倾斜角.当直线l和x轴平行或重合时,直线l的倾斜角为0°.
2.范围:倾斜角α的取值范围是0°≤α<180°.
知识点二 直线的斜率
1.定义:一条直线的倾斜角α(α≠90°)的正切值叫做这条直线的斜率,该直线的斜率k=tan_α.
2.过两点的直线的斜率公式:过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为k=.若x1=x2,则直线的斜率不存在,此时直线的倾斜角为90°.
[微提醒] 斜率公式与两点的顺序无关,即两纵坐标和两横坐标在公式中的次序可以同时调换,就是说,如果分子是y2-y1,那么分母必须是x2-x1;反过来,如果分子是y1-y2,那么分母必须是x1-x2.
知识点三 直线方程的五种形式
名称
方程
适用范围
点斜式
y-y0=k(x-x0)
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
=
不含直线x=x1(x≠x2)
和直线y=y1(y1≠y2)
截距式
+=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
平面内所有直线都适用
[微提醒] “截距式”中截距不是距离,在用截距式时,应先判断截距是否为0,若不确定,则需分类讨论.
特殊直线的方程
(1)直线过点P1(x1,y1),垂直于x轴的方程为x=x1.
(2)直线过点P1(x1,y1),垂直于y轴的方程为y=y1.
(3)y轴的方程为x=0.
(4)x轴的方程为y=0.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)直线的倾斜角越大,其斜率就越大.( )
(2)直线的斜率为tan α,则其倾斜角为α.( )
(3)斜率相等的两直线的倾斜角不一定相等.( )
(4)经过任意两个不同的点P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线都可以用方程(y-y1)(x2-x1)=(x-x1)·(y2-y1)表示.( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
2.(易错)若直线x=2的倾斜角为α,则α的值为( )
A.0 B.
C. D.不存在
解析 因为直线x=2垂直于x轴,所以倾斜角α为.
答案 C
3.(教材改编)若过点M(-2,m),N(m,4)的直线的斜率等于1,则m的值为________.
解析 由题意得=1,解得m=1.
答案 1
4.(教材改编)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
5.已知三角形的三个顶点A(-5,0),B(3,-3),C(0,2),则BC边上中线所在的直线方程为________.
解析 BC的中点坐标为,所以BC边上中线所在直线方程为=,即x+13y+5=0.故填x+13y+5=0.
答案 x+13y+5=0
[对应学生用书P172]
考点一 直线的倾斜角与斜率(典例迁移)
(1)直线2x cos α-y-3=0的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
(2)直线l过点P(1,0),且与以A(2,1),B(0,)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∈,所以≤cos α≤,
因此k=2·cos α∈[1,].
设直线的倾斜角为θ,则有tan θ∈[1,].又θ∈[0,π),所以θ∈,
即倾斜角的取值范围是.
(2)设PA与PB的倾斜角分别为α,β,直线PA的斜率是kAP=1,直线PB的斜率是kBP=-,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(-∞,-].
故直线l斜率的取值范围是(-∞,-]∪[1,+∞).
[答案] (1)B (2)(-∞,-]∪[1,+∞)
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,sin2θ),B(0,1),则直线AB的倾斜角α