内容正文:
2.1 直线的倾斜角与斜率
2.1.1 倾斜角与斜率
问题1:确定一条直线的几何要素是什么?对于平面直角坐标系中的一条直线,如何利用坐标系确定它的位置?
1、过一点能不能确定一条直线?
y
x
.
2、方向相同能不能确定一条直线?
y
x
o
3
l
x
y
O
两点确定一条直线
l1
x
y
O
α1
α2
α3
一点和一个方向确定一条直线
A
B
设为直线上的两点,则就是这条直线的方向向量.所以,两点确定一条直线可以归结为一点和一个方向确定一条直线.
O
P
x
y
l1
l2
l3
问题2:在平面直角坐标系中,经过一点可以作无数条直线,它们组成一个直线束(如图),这些直线的区别是什么?
追问:这些直线的区别是它们的方向不同.如何表示这些直线的方向?
l4
这些直线相对于x轴的倾斜程度不同,即它们与x轴所成的角不同。因此,可以利用这样的角表示直线的方向。
l
x
y
O
规定:1、当直线与轴平行或重合时,它的倾斜角为0°
2.当直线与轴垂直时,它的倾斜角为90°
直线与轴相交时,取轴为基准,轴正向与直线向上方向之间所成的角,叫做直线的倾斜角.
注: 平面内的任意一条直线都有确定的倾斜角α,其取值范围为:
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练习
1. 如图,△AOB是等腰直角三角形,则直线OA、OB、AB的倾斜角分别为
3、设直线过原点,其倾斜角为,将直线绕坐标原点沿逆时针方向旋转,得到直线,则直线的倾斜角为( ).
A. B.
C. D.或
2、如图所示, 直线的倾斜角为( ).
. . . .不存在
问题3:设P1(x1,y1), P2(x2,y2)(其中x1≠x2)是直线l上的两点,由两点确定一条直线,那么直线l的倾斜角α与P1(x1,y1), P2(x2,y2)有什么内在联系?
直线的倾斜角与直线上的两点,的坐标有如下关系:.①
我们把一条直线的倾斜角的正切值叫做这条直线的斜率.斜率常用小写字母表示,即.②
斜率
注: (1) 任何一条直线都有倾斜角, 但不一定有斜率.
(2) 直线的斜率反映直线的倾斜程度.
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若直线l的倾斜角为α,则α=90°时,直线l的斜率不存在;α≠90°时,直线l的斜率 k=tan α.
在平面直角坐标系中,倾斜角和斜率分别从形和数两个角度刻画了直线相对于x轴的倾斜程度.
成立,因为分子为0,分母不为0,所以k =0 .
追问1:1.当直线平行于x轴,或与x轴重合时,上述公式还适用吗?
斜率不存在,因为分母为0.
追问2:当直线平行于y轴,或与y轴重合时,上述公式还适用吗?
倾斜角 0° 30° 45° 60° 120° 135° 150°
斜率
时,斜率越大,倾斜角越大;
时,斜率越大,倾斜角越大.
问题4:直线的倾斜角逐渐增大时,斜率是如何变化的?
斜率范围:(-∞,+∞)
O
k
α
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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 不存在 k<0
斜率与倾斜角对应关系
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例1:如图,已知,,,求直线,,的斜率,并判断这些直线的倾斜角是锐角还是钝角.
解:直线的斜率;
直线的斜率;
直线的斜率.
由及可知,直线与的倾斜角均为锐角;
由可知,直线的倾斜角为钝角.
例2:已知两点,,过点的直线与线段有公共点.
(1)求直线的斜率的取值范围;
(2)求直线的倾斜角的取值范围.
解:如图,由题意可知,,
(1)要使与线段有公共点,则或,
即直线的斜率的取值范围是.
(2)由题意可知直线的倾斜角介于直线与的倾斜角之间,
又的倾斜角是,的倾斜角是,
∴的取值范围是.
4、若已知点,另有两点,,若过点的直线与线段有交点,则直线的斜率取值范围为________.
5、若经过两点,的直线的倾斜角为锐角,则的取值范围是( ).
. .
. .
练习
6.(多选题)下列说法中,错误的是 ( )A.任何一条直线都有唯一的斜率B.直线的倾斜角越大,它的斜率就越大C.任何一条直线都有唯一的倾斜角D.若两直线的倾斜角相等,则它们的斜率也一定相等
7.若直线的倾斜角是斜率为 的直线的倾斜角的2倍,则的斜率为 ( )
A.1 B.
8.已知直线的斜率为k,倾斜角为α,若45°<α<135°,则k的取值范围为 ( )A.(-1,1) B.(-∞,-1)∪(1,+∞)C.[-1,1] D.(-∞,-1]∪[1,+∞)
$$