内容正文:
_3.1直线的倾斜角与斜率
3.1.1 倾斜角与斜率
直线的倾斜角
[提出问题]
在平面直角坐标系中,直线l经过点P.
问题1:直线l的位置能够确定吗?
提示:不能.
问题2:过点P可以作与l相交的直线多少条?
提示:无数条.
问题3:上述问题中的所有直线有什么区别?
提示:倾斜程度不同.
[导入新知]
1.倾斜角的定义:当直线l与x轴相交时,取x轴作为基准,x轴正方向与直线l向上方向之间所成的角叫做直线l的倾斜角.如图所示,直线l的倾斜角是∠APx,直线l′的倾斜角是∠BPx.
2.倾斜角的范围:直线的倾斜角α的取值范围是0°≤α<180°,并规定与x轴平行或重合的直线的倾斜角为0°.
3.倾斜角与直线形状的关系
倾斜角
α=0°
0°<α<90°
α=90°
90°<α<180°
直线
[化解疑难]
对直线的倾斜角的理解
(1)倾斜角定义中含有三个条件:
①x轴正向;②直线向上的方向;③小于180°的非负角.
(2)从运动变化的观点来看,直线的倾斜角是由x轴按逆时针方向旋转到与直线重合时所成的角.
(3)倾斜角是一个几何概念,它直观地描述且表现了直线对x轴的倾斜程度.
(4)平面直角坐标系中的每一条直线都有一个确定的倾斜角,且倾斜程度相同的直线,其倾斜角相等;倾斜程度不同的直线,其倾斜角不相等.
直线的斜率
[提出问题]
日常生活中,常用坡度(坡度=.>)表示倾斜程度,例如,“进2升3”与“进2升2”比较,前者更陡一些,因为坡度
问题1:对于直线可利用倾斜角描述倾斜程度,可否借助于坡度来描述直线的倾斜程度?
提示:可以.
问题2:由上图中坡度为升高量与水平前进量的比值,那么对于平面直角坐标系中直线的倾斜程度能否如此度量?
提示:可以.
问题3:通过坐标比,你会发现它与倾斜角有何关系?
提示:与倾斜角的正切值相等.
[导入新知]
1.斜率的定义:一条直线的倾斜角α的正切值叫做这条直线的斜率.常用小写字母k表示,即k=tan_α.
2.斜率公式:经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为k=.当x1=x2时,直线P1P2没有斜率.
3.斜率作用:用实数反映了平面直角坐标系内的直线的倾斜程度.
[化解疑难]
1.倾斜角α与斜率k的关系
(1)直线都有倾斜角,但并不是所有的直线都有斜率.当倾斜角是90°时,直线的斜率不存在,此时,直线垂直于x轴(平行于y轴或与y轴重合).
(2)直线的斜率也反映了直线相对于x轴的正方向的倾斜程度.当0°≤α<90°时,斜率越大,直线的倾斜程度越大;当90°<α<180°时,斜率越大,直线的倾斜程度也越大.
2.斜率公式
(1)直线的斜率与两点的顺序无关,即两点的纵坐标和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,分母必须是x2-x1;反过来,如果分子是y1-y2,分母必须是x1-x2,即k=.=
(2)用斜率公式时要一看,二用,三求值.一看,就是看所给两点的横坐标是否相等,若相等,则直线的斜率不存在,若不相等,则进行第二步;二用,就是将点的坐标代入斜率公式;三求值,就是计算斜率的值,尤其是点的坐标中含有参数时,应用斜率公式时要对参数进行讨论.
直线的倾斜角
[例1] (1)若直线l的向上方向与y轴的正方向成30°角,则直线l的倾斜角为( )
A.30°
B.60°
C.30°或150°
D.60°或120°
(2)下列说法中,正确的是( )
A.直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为tan α
B.直线的斜率为tan α,则此直线的倾斜角为α
C.若直线的倾斜角为α,则sin α>0
D.任意直线都有倾斜角α,且α≠90°时,斜率为tan α
[解析] (1)如图,直线l有两种情况,故l的倾斜角为60°或120°.
(2)对于A,当α=90°时,直线的斜率不存在,故不正确;对于B,虽然直线的斜率为tan α,但只有0°≤α<180°时,α才是此直线的倾斜角,故不正确;对于C,当直线平行于x轴时,α=0°,sin α=0,故C不正确,故选D.
[答案] (1)D (2)D
[类题通法]
求直线的倾斜角的方法及两点注意
(1)方法:结合图形,利用特殊三角形(如直角三角形)求角.
(2)两点注意:①当直线与x轴平行或重合时,倾斜角为0°,当直线与x轴垂直时,倾斜角为90°.
②注意直线倾斜角的取值范围是0°≤α<180°.
[活学活用]
1.直线l经过第二、四象限,则直线l的倾斜角范围是( )
A.[0°,90°)
B.[90°,180°)
C.(90°,180°)
D.(0°,180°)
解析:选C 直线倾斜角的取值范围是[0°,180°),又直线l经