内容正文:
第1章 直线与方程
1.1 直线的斜率与倾斜角
一、知识梳理
1.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________按________方向旋转与直线重合时,所转过的最小正角α,我们把这个角α称为这条直线的________.直线的倾斜角α的取值范围是______________.
2.对于直线l上的任意两点P(x1,y1),Q(x2,y2)(x1≠x2),我们将 ________称为直线l的斜率.斜率常用小写字母k表示,即k=________.
3.当直线与x轴不垂直时,直线的斜率与倾斜角α之间的关系为k= ______________.
二、课前自测
1.如图,直线l的倾斜角为( )
A.60° B.150° C.0° D.不存在
2.下列说法正确的是( )
A.一条直线和x轴的正半轴所成的角,叫作这条直线的倾斜角
B.直线的倾斜角α在第一或第二象限
C.与x轴平行的直线的倾斜角为0°
D.不是每一条直线都有倾斜角
3. (多选题)已知直线l:y+2=0,则( )
A.l的倾斜角为0 B.l的倾斜角为
C.l的斜率不存在 D.l的斜率为0
4.经过A(18,8),B(4,-4)两点的直线的斜率k= ________.
5.已知两点A(-1,2),B(1,0),求直线AB的斜率和倾斜角.
三、课后练习
6.如果经过P(-2,m),Q(m,4)两点的直线的斜率为1,那么m的值是 ( )
A.1 B.4
C.1或3 D.1或4
7.已知点A(1,2),B(0,1),C(m,4),若A,B,C三点共线,则m等于( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
8.已知直线经过A(3,m+1),B(4,2m+1)两点且倾斜角为,则m的值为( )
A. B.
C. D.
9. 已知直线l经过点A(1,2),且不经过第四象限,则直线l的斜率k的取值范围是( )
A.(-1,0] B.[0,1]
C.[1,2] D.[0,2]
10. (多选题)下列关于直线的斜率和倾斜角的叙述正确的是( )
A.平面直角坐标系中的任意一条直线都有倾斜角
B.平面直角坐标系中的任意一条直线都有斜率
C.若一条直线的斜率为tan α,则该直线的倾斜角为α
D.若一条直线的倾斜角为α(α≠90°),则该直线的斜率为tan α
11. (多选题)已知直线斜率的绝对值为,则该直线的倾斜角可以为 ( )
A. 30° B. 60° C. 120° D. 150°
12.已知点A(2,-1),若在坐标轴上存在一点P,使直线PA的倾斜角为45°,则点P的坐标为_______.
13.已知a>0,平面内三点A(1,-a),B(2,a2),C(3,a3)共线,则a=________.
14.已知直线l经过点(-1,0),倾斜角为150°,若将直线l绕点(-1,0) 按逆时针方向旋转60°后,得到直线l′,则直线l′的倾斜角为________,斜率为________.
15.若经过点A(3-m-m2,-2m),B(m2+2,3-m2)的直线的倾斜角为135°,求m的值.
16.已知点A(-3,4),B(3,2),且经过点P(1,0)的直线l与线段AB有公共点.求:
(1) 直线l的斜率k的取值范围;
(2) 直线l的倾斜角α的取值范围.
17.已知A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)是函数y=x3的图象上任意三个不同的点,求证:若A,B,C三点共线,则x1+x2+x3=0.
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第1章 直线与方程
1.1 直线的斜率与倾斜角
一、知识梳理
1.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__逆时针__方向旋转与直线重合时,所转过的最小正角α,我们把这个角α称为这条直线的_倾斜角.直线的倾斜角α的取值范围是_[0°,180°)_.
2.对于直线l上的任意两点P(x1,y1),Q(x2,y2)(x1≠x2),我们将 称为直线l的斜率.斜率常用小写字母k表示,即k=________.
3.当直线与x轴不垂直时,直线的斜率与倾斜角α之间的关系为k= .
二、课前自测
1. 如图,直线l的倾斜角为( B )
A.60° B.150° C.0° D.不存在
2.下列说法正确的是( C )
A.一条直线和x轴的正半轴所成的角,叫作这条直线的倾斜角
B.直线的倾斜角α在第一或第二象限
C.与x轴平行的直线的倾斜角为0°
D.不是每一条直线都有倾斜角
解析:由倾斜角的定义,可知A错误;直线的倾斜角α的取值范围是[0°,180°),故B错误;与x轴平行的直线的倾斜角是0°,故C正确;每条直线都有倾斜角,故D错误.
3.(多选题)已知直线l:y+2=0,则( AD )
A.l的倾斜角为0 B.l的倾斜角为
C.l的斜率不存在 D.l的斜率为0
解析:因为直线l平行于x轴,所以l的倾斜角为0,l的斜率也为0.
4.经过A(18,8),B(4,-4)两点的直线的斜率k=________.
解析:经过A(18,8),B(4,-4)两点的直线的斜率k==.
5.已知两点A(-1,2),B(1,0),求直线AB的斜率和倾斜角.
解:根据题意,设直线AB的斜率为k,倾斜角为θ.已知两点A(-1,2),B(1,0),则k==-1,tanθ=k=-1.因为直线的倾斜角的取值范围是[0,π),所以θ=.
三、课后练习
6.如果经过P(-2,m),Q(m,4)两点的直线的斜率为1,那么m的值是 ( A )
A.1 B.4
C.1或3 D.1或4
解析:因为经过点P(-2,m),Q(m,4)的直线的斜率为1,所以=1,解得m=1.
7.已知点A(1,2),B(0,1),C(m,4),若A,B,C三点共线,则m等于( A )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
解析:已知点A(1,2),B(0,1),C(m,4),若A,B,C三点共线,则直线AB的斜率和直线BC的斜率相等,即=,解得m=3.
8.已知直线经过A(3,m+1),B(4,2m+1)两点且倾斜角为,则m的值为( C )
A. B.
C. D.
解析:根据题意,知直线AB的倾斜角为 ,所以其斜率k=tan =-.又A(3,m+1),B(4,2m+1),所以直线AB的斜率k==m.所以m=-.
9.已知直线l经过点A(1,2),且不经过第四象限,则直线l的斜率k的取值范围是( D )
A.(-1,0] B.[0,1]
C.[1,2] D.[0,2]
解析:如图,由图,可知当直线l位于图中阴影部分所示的区域内(含边界)时,满足题意,所以直线l的斜率k的取值范围是[0,2].
10.(多选题)下列关于直线的斜率和倾斜角的叙述正确的是( AD )
A.平面直角坐标系中的任意一条直线都有倾斜角
B.平面直角坐标系中的任意一条直线都有斜率
C.若一条直线的斜率为tan α,则该直线的倾斜角为α
D.若一条直线的倾斜角为α(α≠90°),则该直线的斜率为tan α
解析:因为平面直角坐标系中的任意一条直线都有倾斜角,故A正确;因为与x轴垂直的直线的倾斜角为90°,而它的斜率不存在,故B错误;若一条直线的斜率为tan α,则该直线的倾斜角不一定是α,如α=210°时,此时直线的倾斜角为30°,故C错误;若一条直线的倾斜角为α(α≠90°),则该直线的斜率为tan α,故D正确.
11.(多选题)已知直线斜率的绝对值为,则该直线的倾斜角可以为 ( BC )
A. 30° B. 60° C. 120° D. 150°
解析:由题意,得该直线的斜率为√3或-√3 ,故其倾斜角为60°或120°.
12.已知点A(2,-1),若在坐标轴上存在一点P,使直线PA的倾斜角为45°,则点P的坐标为_____________________.(3,0)或(0,-3)
解析:设x轴上点P(m,0)或y轴上点P(0,n).由kPA=tan 45°=1,得=1,解得m=3,n=-3.故点P的坐标为(3,0)或(0,-3).
13.已知a>0,平面内三点A(1,-a),B(2,a2),C(3,a3)共线,则a=____.
解析:由题意,知kAB=kBC,得a3-2a2-a=0.又a>0,故有a2-2a-1=0,解得a=1+或a=1-(不合题意,舍去).
14.已知直线l经过点(-1,0),倾斜角为150°,若将直线l绕点(-1,0) 按逆时针方向旋转60°后,得到直线l′,则直线l′的倾斜角为___30°_____,斜率为______.
解析:如图,因为直线l的倾斜角为150°,所以绕点(-1,0)按逆时针方向旋转60°后,所得直线l′的倾斜角α=(150°+60°)-180°=30°,斜率k=tan 30°=.
15.若经过点A(3-m-m2,-2m),B(m2+2,3-m2)的直线的倾斜角为 135°,求m的值.
解:依题意,可得直线的斜率为tan 135°=-1.因为直线经过点A(3-m-m2,-2m),B(m2+2,3-m2),有斜率公式得m=-2或m=-1.经检验,m=-1不合题意,故m=-2.
16.已知点A(-3,4),B(3,2),且经过点P(1,0)的直线l与线段AB有公共点.求:
(1) 直线l的斜率k的取值范围;
(2) 直线l的倾斜角α的取值范围.
解:如图,由题意,可知kPA= =-1,kPB= =1.(1) 要使直线l与线段AB有公共点,则直线l的斜率k的取值范围是
(-∞,-1]∪[1,+∞).
(2) 由题意,可知直线l的倾斜角介于直线PB与PA的倾斜角之间.又因为直线PB的倾斜角是45°,直线PA的倾斜角是135°,所以α的取值范围是[45°,135°].
17.已知A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)是函数y=x3的图象上任意三个不同的点,求证:若A,B,C三点共线,则x1+x2+x3=0.
证明:因为A,B,C是三个不同的点,所以x1,x2,x3互不相等.因为A,B,C三点共线,所以kAB=kAC,即.所以,整理,得,即(x2-x3)(x1+x2+x3)=0.因为x2≠x3,x1+x2+x3=0.
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