内容正文:
2.1.1 倾斜角与斜率
明学习目标
知结构体系
课标
要求
1.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.
2.掌握过两点的直线斜率的计算公式.
重点
难点
重点:倾斜角和斜率的概念,过两点的直线斜率的计算公式.
难点:直线的斜率与它的倾斜角之间的关系.
(一)直线的倾斜角
定义
当直线l与x轴相交时,我们以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叫做直线l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0°.因此,直线的倾斜角α的取值范围为0°≤α<180°
1.下列图形中,α表示直线的倾斜角的是( )
答案:B
2.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°
(二)直线的斜率
1.斜率
一条直线的倾斜角α的正切值叫做这条直线的斜率.斜率常用小写字母k表示,即k=tan_α(α≠90°).
所有的直线都有倾斜角,但不是所有的直线都有斜率,倾斜角是90°的直线没有斜率.
直线l的倾斜角α与斜率k的对应关系如下表:
直线情况
垂直于y轴
由左向右上升
垂直于x轴
由左向右下降
图示
倾斜角(范围)
α=0°
0°<α<90°
α=90°
90°<α<180°
斜率(范围)
k=0
k>0,且随着α的增大而增大
不存在
k<0,且随着α的增大而增大
2.过两点的直线的斜率公式
经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式是k=.
3.直线的方向向量与斜率的关系
(1)经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线,其方向向量为=(x2-x1,y2-y1)=(x2-x1)·,因此,当直线的斜率k存在时,直线的一个方向向量为(1,k).
(2)当直线的一个方向向量的坐标为(x,y)(x≠0)时,直线的斜率k=.
1.(多选)下列命题中,不正确的是( )
A.任一条直线都有倾斜角
B.任一条直线都有斜率
C.若直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为tan α
D.若直线的斜率为tan α,则直线的倾斜角是α
答案:BCD
2.已知两点A(-1,2),B(3,4),则直线AB的斜率为( )
A.2 B.- C. D.-2
答案:C
3.过A(4,y),B(2,-3)两点的直线的一个方向向量为n=(-1,-1),则y=________.
答案:-1
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直线的倾斜角
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[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
[方法技巧]
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°
2.求图中各直线的倾斜角.
解:①如图a,可知∠OAB为直线l1的倾斜角,易知∠ABO=30°,所以∠OAB=60°,即直线l1的倾斜角为60°.
②如图b,可知∠xAB为直线l2的倾斜角,
易知∠OBA=45°,所以∠OAB=45°,
所以∠xAB=135°,
即直线l2的倾斜角为135°.
③如图c,可知∠OAC为直线l3的倾斜角,
易知∠ABO=60°,所以∠BAO=30°,所以∠OAC=150°,即直线l3的倾斜角为150°.
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直线的斜率
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[典例] 已知直线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] 如图,∵kAP==1,
kBP==-