内容正文:
2.1:直线的倾斜角与斜率
【考点归纳】
· 考点一、直线的倾斜角与斜率的定义
· 考点二、直线的斜率求直线的斜率或参数问题
· 考点三、斜率与倾斜角的变化关系
· 考点四、直线与线段的相交关系求斜率范围
· 考点五、两条直线平行的判定问题
· 考点六、两条直线垂直的判定问题
· 考点七、垂直与平行的综合应用
【知识梳理】
知识点一 直线的倾斜角
1.倾斜角的定义
(1)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.
(2)当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0°.
2.直线的倾斜角α的取值范围为0°≤α<180°.
知识点二 直线的斜率
1.直线的斜率
把一条直线的倾斜角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.
2.斜率与倾斜角的对应关系
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
3.过两点的直线的斜率公式
过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为k=.
知识点三 两条直线(不重合)平行的判定
类型
斜率存在
斜率不存在
前提条件
α1=α2≠90°
α1=α2=90°
对应关系
l1∥l2⇔k1=k2
l1∥l2⇔两直线的斜率都不存在
图示
知识点四 两条直线垂直的判定
图示
对应关系
l1⊥l2(两直线的斜率都存在)⇔k1k2=-1
l1的斜率不存在,l2的斜率为0⇔l1⊥l2
【例题详解】
题型一、直线的倾斜角与斜率的定义
1.(23-24高二上·江苏徐州·期末)经过两点的直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·广东广州·期末)下列直线中,倾斜角小于的直线是( )
A. B. C. D.
3.(22-23高二上·河北保定·期末)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
题型二、求直线的斜率或参数问题
4.(23-24高二上·北京丰台·期末)已知直线经过,两点,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
5.(23-24高二下·江苏盐城·期末)过两点、的直线的倾斜角为,则的值为( )
A.或 B. C. D.
6.(23-24高二上·广东梅州·期末)若过点的直线的倾斜角为,则的值为( )
A. B. C. D.2
题型三、斜率与倾斜角的变化关系
7.(24-25高二上·上海·课后作业)直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8.(23-24高二上·湖北武汉·期末)已知直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
A. B. C. D.
题型四、直线与线段的相交关系求斜率范围
10.(24-25高二上·陕西西安·开学考试)已知点,,若过点的直线与线段AB相交,则该直线斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
11.(23-24高二上·广东汕头·期中)已知点,若过点的直线与线段相交,求直线的斜率的取值范围为( )
A.或 B.或
C. D.
12.(23-24高二上·福建厦门·期中)已知两点,,过点的直线与线段(含端点)有交点,则直线的斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型五、两条直线平行的判定问题
13.(24-25高一上·全国·假期作业)下列各对直线互相平行的是( )
A.直线经过点,直线经过点
B.直线经过点,直线经过点
C.直线经过点,直线经过点
D.直线经过点,直线经过点
14.(24-25高二上·全国·课后作业)已知点,,,,且直线AB与直线CD平行,则m的值为( )
A.或0 B.0或1 C.1 D.2
15.(23-24高二下·河南·阶段练习)已知直线,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
题型六、两条直线垂直的判定问题
16.(23-24高三下·安徽芜湖·阶段练习)已知直线,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
17.(23-24高二上·安徽合肥·期末)如果直线与互相垂直,那么a的值等于( )
A.-1 B. C. D.2
18.(23-24高二上·安徽马鞍山·期末)“”是“直线与直线垂直”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
题型七、垂直与平行的综合应用
19.(23-24高二下·四川雅安·开学考试)已知直线,直线.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
20.(23-24高二上·浙江嘉兴·期中)已知直线:,直线:.其中,均不为0.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值.
21.(23-24高二上·全国·课后作业)已知的顶点,,.
(1)若是以点为直角顶点的直角三角形,求实数的值.
(2)若是以点为锐角顶点的直角三角形,求实数的值.
(3)若为直角三角形,如何求解的值?
【高分演练】
22.(24-25高二上·吉林·阶段练习)在轴与轴上截距分别为的直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
23.(24-25高二上·山东潍坊·阶段练习)已知直线,若 ,则( )
A.或 B. C.或 D.
24.(24-25高二上·江苏徐州·开学考试)已知点,,若,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B. C. D.
【高分演练】
一、单选题
25.(24-25高二上·浙江宁波·期中)直线和直线,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
26.(24-25高三上·江苏宿迁·阶段练习)已知,,直线和垂直,则的最小值为( )
A. B. C. D.
27.(24-25高二上·全国·课后作业)已知,,三点,且有一点D满足,,则点D的坐标为( )
A. B. C. D.
28.(2024高二·江苏·专题练习)已知直线,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则直线的倾斜角范围为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
29.(24-25高二上·全国·课堂例题)设直线过坐标原点,它的倾斜角为,如果将绕坐标原点按逆时针方向旋转,得到直线,那么的倾斜角可能为( )
A. B.
C. D.
30.(23-24高二上·贵州安顺·期末)已知两直线,,则下列说法正确的是( )
A.对任意实数m,直线,的方向向量都不可能平行
B.存在实数m,使直线垂直于x轴
C.存在实数m,使直线,互相垂直
D.当时,直线的方向向量不存在
31.(23-24高二上·四川成都·期中)下列选项正确的是( )
A.若两条不重合的直线的倾斜角相等,则这两条直线一定平行
B.若直线与直线垂直,则
C.若直线与直线平行,则
D.若直线的一个方向向量是,则直线的倾斜角是
32.(23-24高二上·河南南阳·期中)(多选)已知三条直线、、的斜率分别为、、,倾斜角分别为、、,且,则其倾斜角的关系可能为( )
A. B.
C. D.
33.(2023·湖北·一模)已知,,直线:,:,且,则( )
A. B.
C. D.
三、填空题
34.(24-25高二上·山西晋中·开学考试)过两点的直线l的倾斜角为,求的值为 .
35.(24-25高二上·上海·课堂例题)已知,则直线:和直线:的位置关系为 .
36.(23-24高二下·上海·阶段练习)已知点,,直线是过点且与线段AB相交且斜率存在,则的斜率的取值范围是
37.(2024·陕西商洛·模拟预测)已知直线与直线,若,则的最大值为 .
四、解答题
38.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线l经过两点,,问:当m取何值时:
(1)直线l与x轴平行?
(2)直线l与y轴平行?
(3)直线的倾斜角为?
(4)直线的倾斜角为锐角?
39.(2024高二·全国·专题练习)根据下列给定的条件,判断直线与直线是否平行.
(1)经过点,,经过点,;
(2)的斜率为,经过点,;
(3)平行于轴,经过点,;
(4)经过点,,经过点,.
40.(23-24高二上·湖南张家界·阶段练习)已知直线:,直线:
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
41.(23-24高二上·浙江·期中)已知,,.
(1)求直线AB和AC的斜率;
(2)若点D在线段BC(包括端点)上移动时,求直线AD的斜率的变化范围.
42.(2024高三·全国·专题练习)已知两点.
(1)是否存在整数,使直线与直线相交?
(2)是否存在整数,使直线与线段相交?
(3)是否存在正整数,使点分别位于直线的两侧?
1
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2.1:直线的倾斜角与斜率
【考点归纳】
· 考点一、直线的倾斜角与斜率的定义
· 考点二、直线的斜率求直线的斜率或参数问题
· 考点三、斜率与倾斜角的变化关系
· 考点四、直线与线段的相交关系求斜率范围
· 考点五、两条直线平行的判定问题
· 考点六、两条直线垂直的判定问题
· 考点七、垂直与平行的综合应用
【知识梳理】
知识点一 直线的倾斜角
1.倾斜角的定义
(1)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.
(2)当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0°.
2.直线的倾斜角α的取值范围为0°≤α<180°.
知识点二 直线的斜率
1.直线的斜率
把一条直线的倾斜角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.
2.斜率与倾斜角的对应关系
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
3.过两点的直线的斜率公式
过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为k=.
知识点三 两条直线(不重合)平行的判定
类型
斜率存在
斜率不存在
前提条件
α1=α2≠90°
α1=α2=90°
对应关系
l1∥l2⇔k1=k2
l1∥l2⇔两直线的斜率都不存在
图示
知识点四 两条直线垂直的判定
图示
对应关系
l1⊥l2(两直线的斜率都存在)⇔k1k2=-1
l1的斜率不存在,l2的斜率为0⇔l1⊥l2
【例题详解】
题型一、直线的倾斜角与斜率的定义
1.(23-24高二上·江苏徐州·期末)经过两点的直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用两点表示斜率和斜率的定义建立方程,解之即可求解.
【详解】由题意知,经过的直线的斜率为,
设该直线的倾斜角为 ,则,
所以,即直线的倾斜角为.
故选:C
2.(23-24高二上·广东广州·期末)下列直线中,倾斜角小于的直线是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出所求直线斜率的取值范围,然后求出各选项中直线的斜率或倾斜角,即可得出合适的选项.
【详解】设所求直线的倾斜角为,则,其斜率为.
对于A选项,直线的斜率为,不合乎要求;
对于B选项,直线的斜率为,不合乎要求;
对于C选项,直线的倾斜角为,不合乎要求;
对于D选项,直线的斜率为,合乎要求.
故选:D.
3.(22-23高二上·河北保定·期末)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先求出直线斜率,再根据倾斜角的范围即可求解.
【详解】设直线的的倾斜角为,且,
直线的斜率,所以,
故选:A
题型二、求直线的斜率或参数问题
4.(23-24高二上·北京丰台·期末)已知直线经过,两点,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,求得直线的斜率为,进而求得直线的倾斜角,得到答案.
【详解】由直线经过,两点,可得直线的斜率为,
设直线的倾斜角为,可得,所以.
故选:B.
5.(23-24高二下·江苏盐城·期末)过两点、的直线的倾斜角为,则的值为( )
A.或 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据斜率公式计算可得.
【详解】因为过两点、的直线的倾斜角为,
所以,即,解得.
故选:D
6.(23-24高二上·广东梅州·期末)若过点的直线的倾斜角为,则的值为( )
A. B. C. D.2
【答案】D
【分析】根据倾斜角与斜率的关系求解.
【详解】由题意得,解得,
故选:D
题型三、斜率与倾斜角的变化关系
7.(24-25高二上·上海·课后作业)直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据直线方程可得斜率,结合斜率与倾斜角之间的关系分析求解.
【详解】设的倾斜角为,
由题意可知:直线的斜率,
即,且,所以.
故选:C.
8.(23-24高二上·湖北武汉·期末)已知直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据条件,分和两种情况讨论,再结合的图像,即可求出结果.
【详解】当时,直线的倾斜角为,
当时,由得到,
又易知,所以,即,
由的图像可知,,
综上,
故选:C.
9.(23-24高二上·湖北武汉·期末)设直线的方程为,则直线的倾斜角的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据直线倾斜角的定义结合余弦、正切函数的图象和性质求解即可.
【详解】因为直线的斜率,即,
又,
所以,
故选:D
题型四、直线与线段的相交关系求斜率范围
10.(24-25高二上·陕西西安·开学考试)已知点,,若过点的直线与线段AB相交,则该直线斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】首先求出直线、的斜率,然后结合图象即可写出答案.
【详解】解:记为点,直线的斜率,直线的斜率,
因为直线l过点,且与线段相交,
结合图象,可得直线的斜率的取值范围是.
故选:B.
11.(23-24高二上·广东汕头·期中)已知点,若过点的直线与线段相交,求直线的斜率的取值范围为( )
A.或 B.或
C. D.
【答案】A
【详解】由题知直线过定点,进而作出图形,数形结合求解即可得答案.
【分析】解:直线方程为转化为,
所以直线过定点,且与线段相交,如图所示,
则直线的斜率是,
直线的斜率是,
则直线与线段相交时,它的斜率的取值范围是或.
故选:A.
12.(23-24高二上·福建厦门·期中)已知两点,,过点的直线与线段(含端点)有交点,则直线的斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】画出图像,数形结合,根据倾斜角变化得到斜率的取值范围.
【详解】如图所示,
直线逆时针旋转到的位置才能保证过点的直线与线段有交点,
从转到过程中,倾斜角变大到,斜率变大到正无穷,
此时斜率,所以此时;
从旋转到过程中,倾斜角从开始变大,斜率从负无穷开始变大,
此时斜率,所以此时,
综上可得直线的斜率的取值范围为.
故选:A
题型五、两条直线平行的判定问题
13.(24-25高一上·全国·假期作业)下列各对直线互相平行的是( )
A.直线经过点,直线经过点
B.直线经过点,直线经过点
C.直线经过点,直线经过点
D.直线经过点,直线经过点
【答案】A
【详解】根据斜率公式求出各直线的斜率,判断直线的斜率是否相等或不存在,进而可得出结论.
【解答过程】对于A,因为,所以,故A对;
对于B,因为,所以直线不平行,故B错;
对于C,由直线经过点,,直线经过点,,
得直线的斜率都不存在,且两直线重合,故C错;
对于D,因为直线经过点,,所以直线直线的斜率不存在,
而,所以直线不平行,故D错.
故选:A.
14.(24-25高二上·全国·课后作业)已知点,,,,且直线AB与直线CD平行,则m的值为( )
A.或0 B.0或1 C.1 D.2
【答案】B
【分析】分直线与直线的斜率不存在与存在两类分别讨论,斜率存在时由斜率相等建立关于的关系式,解之即可.
【详解】当时,直线与直线的斜率均不存在,此时直线的方程为,
直线的方程为,故;
当时,,,
则,即,得,
综上,或1.
故选:B.
15.(23-24高二下·河南·阶段练习)已知直线,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】由可求出的值,再由充分条件和必要条件的定义求解即可.
【详解】若则且所以或
所以“”是“”的必要不充分条件.
故选:B.
题型六、两条直线垂直的判定问题
16.(23-24高三下·安徽芜湖·阶段练习)已知直线,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】C
【分析】当时可得,即;当时可得,结合充分、必要条件的定义即可求解.
【详解】当时,,
即,则,即;
当时,,解得.
所以“”是“”的充要条件.
故选:C
17.(23-24高二上·安徽合肥·期末)如果直线与互相垂直,那么a的值等于( )
A.-1 B. C. D.2
【答案】C
【分析】直接利用直线垂直的性质列方程求解即可.
【详解】因为直线与互相垂直,
所以,解得.
故选:C.
18.(23-24高二上·安徽马鞍山·期末)“”是“直线与直线垂直”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据直线垂直求a,进而结合充分、必要条件分析判断.
【详解】若直线与直线垂直,
则,解得或,
因为是的真子集,
所以“”是“直线与直线垂直”的充分不必要条件.
故选:A.
题型七、垂直与平行的综合应用
19.(23-24高二下·四川雅安·开学考试)已知直线,直线.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)依题意可得,求出参数的值,再代入检验;
(2)根据两直线垂直的充要条件得到方程,解得即可.
【详解】(1)因为,所以,
整理得,即,
解得或.
当时,,此时与重合,不符合题意;
当时,,符合题意.
故.
(2)因为,所以,
解得.
20.(23-24高二上·浙江嘉兴·期中)已知直线:,直线:.其中,均不为0.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由两线垂直的判定列方程,即可求值;
(2)由两线平行的判定列方程,即可求值,注意或;
【详解】(1)由,则,得.
(2)由,则,故,其中(或).
21.(23-24高二上·全国·课后作业)已知的顶点,,.
(1)若是以点为直角顶点的直角三角形,求实数的值.
(2)若是以点为锐角顶点的直角三角形,求实数的值.
(3)若为直角三角形,如何求解的值?
【答案】(1);
(2)或;
(3)或或
【分析】(1)依题意可得,则,利用斜率公式计算可得;
(2)分或为直角顶点两种情况讨论,分别计算可得;
(3)结合(1)(2)得解.
【详解】(1)因为为直角顶点,所以,
由题可知直线,的斜率存在,所以,即,解得.
(2)由于为锐角顶点,为直角三角形,故或为直角顶点.
若为直角顶点,则,由题可知直线,的斜率存在,
所以,即,解得;
若为直角顶点,则,由题可知直线,的斜率存在,
所以,即,解得.
综上可知,或.
(3)若为直角顶点,由(1)知;
若为直角顶点,由(2)知;
若为直角顶点,由(2)知.
综上可知,或或.
22.(24-25高二上·吉林·阶段练习)在轴与轴上截距分别为的直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意得出直线经过的点,利用直线斜率公式求得直线斜率,继而得到直线的倾斜角.
【详解】依题意,直线经过点,
则直线的斜率为,
故直线的倾斜角为.
故选:D.
23.(24-25高二上·山东潍坊·阶段练习)已知直线,若 ,则( )
A.或 B. C.或 D.
【答案】B
【分析】由条件结合直线平行结论列方程求,并对所得结果进行检验.
【详解】因为 ,,
所以,所以,解得或,
当时,,,直线重合,不满足要求,
当时,,,直线平行,满足要求,
故选:B.
24.(24-25高二上·江苏徐州·开学考试)已知点,,若,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,设直线的倾斜角为,由的坐标求出直线的斜率,结合的范围可得即的取值范围,
再利用正切函数的性质分析可得的范围,即可得答案.
【详解】解:根据题意,设直线的倾斜角为,
点,,则直线的斜率,
又由,则的取值范围为,,
即的范围为,,
又由,则
故选:C.
【高分演练】
一、单选题
25.(24-25高二上·浙江宁波·期中)直线和直线,则“”是“”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】由题意先求出的充要条件,然后根据充分不必要条件的定义判断即可.
【详解】由题设 ,
解得或.
故,.
所以“”是“”的充分不必要条件.
故选:B.
26.(24-25高三上·江苏宿迁·阶段练习)已知,,直线和垂直,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意利用两直线垂直的性质,求得,再利用基本不等式,求得的最小值.
【详解】,,直线,,且,
,即.
则,当且仅当时,等号成立,
故的最小值为8,
故选:B.
27.(24-25高二上·全国·课后作业)已知,,三点,且有一点D满足,,则点D的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,根据平行、垂直关系列式求解即可.
【详解】由题意可知:,,
若,,可知直线的斜率存在,
设,则,,
则,即,解得,即.
故选:D.
28.(2024高二·江苏·专题练习)已知直线,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则直线的倾斜角范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求出直线所过定点的坐标,数形结合可求出直线的斜率的取值范围,即可得出直线的倾斜角的取值范围.
【详解】直线的方程可化为,
联立方程组,可得,所以直线过定点,
由题意得,直线的斜率一定存在,
设直线的斜率为,直线的倾斜角为,则,
因为直线的斜率为,直线的斜率为,
因为直线经过点,且与线段总有公共点,
所以,即,
因为,所以或,
又直线的斜率,所以,
故直线的倾斜角的取值范围是.
故选:D.
二、多选题
29.(24-25高二上·全国·课堂例题)设直线过坐标原点,它的倾斜角为,如果将绕坐标原点按逆时针方向旋转,得到直线,那么的倾斜角可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】分类讨论,结合倾斜角概念可解.
【详解】根据题意,画出图形,如图所示.
通过图象可知,
当时,的倾斜角为;
当时,的倾斜角为.
故选:AB
30.(23-24高二上·贵州安顺·期末)已知两直线,,则下列说法正确的是( )
A.对任意实数m,直线,的方向向量都不可能平行
B.存在实数m,使直线垂直于x轴
C.存在实数m,使直线,互相垂直
D.当时,直线的方向向量不存在
【答案】AC
【分析】根据直线平行以及垂直满足的系数关系,即可结合方向向量的定义逐一求解.
【详解】若两直线的方向向量平行,则,则无实数解,故两直线的方向向量不可能平行,故A正确,
由于的斜率为,所以直线不可能垂直于x轴,B错误,
当时,此时,,此时两直线垂直,C正确,
当时,直线,则其方向向量可以为,故D错误,
故选:AC
31.(23-24高二上·四川成都·期中)下列选项正确的是( )
A.若两条不重合的直线的倾斜角相等,则这两条直线一定平行
B.若直线与直线垂直,则
C.若直线与直线平行,则
D.若直线的一个方向向量是,则直线的倾斜角是
【答案】AC
【分析】根据两直线的倾斜角相等且不重合可对A项判断;由直线和直线垂直,从而求出或,即可对B项判断;直线和直线平行,利用两直线平行知识可对C项判断;知道直线的方向向量,从而可求解出倾斜角,即可对D项判断.
【详解】对于A项:两直线的倾斜角相等且不重合,可得两直线平行,故A项正确;
对于B项:由直线和直线垂直,得:,解得:或,故B项错误;
对于C项:直线和直线平行,
当时,得直线:与直线不平行,
当时,得:,
解得:或,经检验当时两直线重合不符题意,
故,故C项正确;
对于D项:知直线的方向向量为,得:,所以得直线的斜率为,倾斜角为,故D项错误.
故选:AC.
32.(23-24高二上·河南南阳·期中)(多选)已知三条直线、、的斜率分别为、、,倾斜角分别为、、,且,则其倾斜角的关系可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】分、、、四种情况讨论,结合正切函数的单调性可得结果.
【详解】因为正切函数在上为增函数,在上也为增函数,
分以下四种情况讨论:
当时,则、、均为锐角,且;
当时,则为钝角,、均为锐角,且;
当时,则、均为钝角,为锐角,且;
当时,则、、均为钝角,且.
故选:ABD.
33.(2023·湖北·一模)已知,,直线:,:,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】由,得,利用基本不等式和二次函数的性质,判断各选项中的不等式是否成立.
【详解】由,得,即,
,,则,当且仅当,即时等号成立,
所以有,A选项正确;
由,有,
当且仅当,即时等号成立,所以有,B选项成立;
由,有,,,则,
,由二次函数性质可知,时,有最小值,C选项错误;
由,有,
,
当且仅当,即时等号成立,D选项正确.
故选:ABD.
三、填空题
34.(24-25高二上·山西晋中·开学考试)过两点的直线l的倾斜角为,求的值为 .
【答案】.
【分析】根据倾斜角计算出直线的斜率,再根据坐标形式下斜率的计算公式求解出的值.
【详解】因为直线的倾斜角为,所以直线的斜率,
又,整理得,
解得或,
当时,,不符合,
当时,,符合,
综上:.
故答案为:
35.(24-25高二上·上海·课堂例题)已知,则直线:和直线:的位置关系为 .
【答案】垂直或重合
【分析】求出值,再代入方程并确定位置关系即得.
【详解】由,得或,
当时,:,:,,,
显然,所以直线与垂直;
当时,:,:,所以直线与重合.
故答案为:垂直或重合
36.(23-24高二下·上海·阶段练习)已知点,,直线是过点且与线段AB相交且斜率存在,则的斜率的取值范围是
【答案】
【分析】利用斜率计算公式可得,,根据直线过点且与线段相交,数形结合即可求出直线的斜率的取值范围.
【详解】因为,,,
所以,.
直线过点且与线段相交,如下图所示:
或,
直线的斜率的取值范围是:.
故答案为:.
37.(2024·陕西商洛·模拟预测)已知直线与直线,若,则的最大值为 .
【答案】/0.25
【分析】根据直线垂直的条件得,根据基本不等式得,从而可得结果.
【详解】因为,
即,当且仅当时取等号,
,即的最大值为.
故答案为:.
四、解答题
38.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线l经过两点,,问:当m取何值时:
(1)直线l与x轴平行?
(2)直线l与y轴平行?
(3)直线的倾斜角为?
(4)直线的倾斜角为锐角?
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)直线l与x轴平行,则直线的斜率,据此可以求m的值;
(2)直线l与y轴平行,则直线l的斜率不存在,据此可以得出m的值;
(3)直线的倾斜角为,则直线的斜率,据此可以求m的值;
(4)直线的倾斜角为锐角,则直线的斜率,据此可以求出m的范围.
【详解】(1)若直线l与x轴平行,则直线l的斜率,
所以.
(2)若直线l与y轴平行,则直线l的斜率不存在,
所以.
(3)由题意可知,直线l的斜率,即,
解得.
(4)由题意可知,直线l的斜率,即,解得.
39.(2024高二·全国·专题练习)根据下列给定的条件,判断直线与直线是否平行.
(1)经过点,,经过点,;
(2)的斜率为,经过点,;
(3)平行于轴,经过点,;
(4)经过点,,经过点,.
【答案】(1)不平行
(2)平行或重合
(3)平行
(4)重合
【分析】先求出两直线的斜率,再利用斜率进行判断;
【详解】(1),,,所以与不平行.
(2)的斜率,的斜率,,所以l1与l2平行或重合.
(3)由题意,知的斜率不存在,且不与轴重合,的斜率也不存在,且与轴重合,所以.
(4)由题意,知,,
,所以与平行或重合.
需进一步研究,,,四点是否共线,.
所以,,,四点共线,所以与重合.
40.(23-24高二上·湖南张家界·阶段练习)已知直线:,直线:
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
【答案】(1);
(2)或.
【分析】(1)(2)利用直线平行、垂直的判定列方程求参数值,对于平行情况需要验证所得参数是否符合要求.
【详解】(1)由,则,即,
所以或,
当,,,两线重合,不合题设;
当,,,符合题设;
综上,
(2)由,则,即,
所以,即或.
41.(23-24高二上·浙江·期中)已知,,.
(1)求直线AB和AC的斜率;
(2)若点D在线段BC(包括端点)上移动时,求直线AD的斜率的变化范围.
【答案】(1)直线AB的斜率为,直线AC的斜率为3
(2)
【分析】(1)由斜率公式直接求解;
(2)由倾斜角与斜率的关系即可求解.
【详解】(1)由斜率公式可得直线AB的斜率,
直线AC的斜率,
故直线AB的斜率为,直线AC的斜率为3.
(2)当D由B运动到C时,直线AD的倾斜角增大且为锐角,
直线AD的斜率由增大到,
所以直线AD的斜率的变化范围是.
42.(2024高三·全国·专题练习)已知两点.
(1)是否存在整数,使直线与直线相交?
(2)是否存在整数,使直线与线段相交?
(3)是否存在正整数,使点分别位于直线的两侧?
【答案】(1)存在
(2)存在
(3)不存在
【分析】(1)由两相交直线斜率不相等即可得解.
(2)通过分析得知,将点、的坐标代入后,其值的乘积必小于或等于0,由此即可得解.
(3)由(2)中结论结合正整数的范围即可得解.
【详解】(1)直线的斜率,直线的斜率,
因为两条直线相交,则,即,故可以取外的所有整数.
(2)位于直线上的点,其坐标代入后,其值必为0.
位于直线同侧的点,其坐标代入后,其值必同号.
而位于直线两侧的点,其坐标代入后,其值必异号.
直线与线段相交,则点和或位于该直线的两侧,或其中一点在该直线上.
于是将点、的坐标代入后,其值的乘积必小于或等于0,
即,解得.因此符合条件的整数可以是或1.
(3)由问题(2)的分析知,当位于直线的两侧,将点的坐标分别代入后,其值必异号,
则乘积必小于0,即,解得,因此符合条件的正整数不存在.
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