内容正文:
第1讲 直线的倾斜角与斜率、直线的方程
课程标准:1.在平面直角坐标系中,结合具体图形,探索确定直线位置的几何要素.2.理解直线的倾斜角和斜率的概念,经历用代数方法刻画直线斜率的过程,掌握过两点的直线斜率的计算公式.3.根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式).
1.直线的方向向量
设A,B是直线上的两点,则就是这条直线的方向向量.
2.直线的倾斜角与斜率
(1)直线的倾斜角
①定义:当直线l与x轴相交时,以x轴为基准,x轴正向与直线l向上的方向之间所成的角α叫做这条直线的倾斜角.当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0°.
②倾斜角的范围为0°≤α<180°.
(2)直线的斜率
条件
公式
直线的倾斜角为α,且α≠90°
k=tanα
直线过点A(x1,y1),B(x2,y2),且x1≠x2
k=
3.直线的方向向量同斜率的关系
若直线l的斜率为k,它的一个方向向量的坐标为(x,y),则k=.
4.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与直线在y轴上的截距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)
截距式
直线在x轴、y轴上的截距分别为a,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,B不同时为0)
平面直角坐标系内的直线都适用
1.直线的斜率k与倾斜角α之间的关系.
α
0°
0°<α<90°
90°
90°<α<180°
k
0
k>0
不存在
k<0
牢记口诀:
“斜率变化分两段,90°是分界线;
遇到斜率要谨记,存在与否要讨论”.
2.“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.
3.直线Ax+By+C=0(A2+B2≠0)的一个法向量v=(A,B),一个方向向量a=(-B,A).
1.过点A(2,4),B(1,m)两点的直线的一个方向向量为(-1,1),则m=( )
A.-1 B.1
C.5 D.3
答案 C
解析 解法一:由题意可知=-1,∴m=5.故选C.
解法二:∵=(-1,m-4),∴m-4=1,即m=5.故选C.
2.直线x+y+1=0的倾斜角是( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 由直线的方程得直线的斜率k=-,设该直线的倾斜角为α,则tanα=-,又α∈[0,π),所以α=.
3.倾斜角为135°,在y轴上的截距为-1的直线方程是( )
A.x-y+1=0 B.x-y-1=0
C.x+y-1=0 D.x+y+1=0
答案 D
解析 直线的斜率为k=tan135°=-1,所以直线方程为y=-x-1,即x+y+1=0.
4.如果AC<0且BC<0,那么直线Ax+By+C=0不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
答案 C
解析 ∵AC<0,BC<0,∴A,B同号.又直线Ax+By+C=0可化为y=-x-,-<0,->0,从而直线Ax+By+C=0不经过第三象限.
5.过点(5,2)且在y轴上的截距是在x轴上的截距的2倍的直线方程是( )
A.2x+y-12=0
B.2x+y-12=0或2x-5y=0
C.x-2y-1=0
D.x-2y-1=0或2x-5y=0
答案 B
解析 设所求直线在x轴上的截距为a,则在y轴上的截距为2a.①当a=0时,所求直线经过点(5,2)和(0,0),所以直线方程为y=x,即2x-5y=0;②当a≠0时,设所求直线方程为+=1,又直线过点(5,2),所以+=1,解得a=6,所以所求直线方程为+=1,即2x+y-12=0.综上,所求直线方程为2x-5y=0或2x+y-12=0.故选B.
6.(多选)(2023·唐山一中期中)设直线l:y=xtanα+b,其中α≠kπ+,k∈Z且b≠0,b∈R.下列结论中正确的是( )
A.l的斜率是tanα
B.l的倾斜角是α
C.l的方向向量与向量a=(sinα,cosα)平行
D.l的法向量与向量b=(sinα,-cosα)平行
答案 AD
解析 因为直线l:y=xtanα+b,其中α≠kπ+,k∈Z,所以l的斜率是tanα,所以A正确;l的倾斜角θ满足tanθ=tanα,但不一定有θ=α,所以B错误;l的方向向量为(1,tanα),因为1×cosα≠sinαtanα,所以C错误;l的法向量为(tanα,-1),因为-1×sin