内容正文:
第一章第01讲 直线的倾斜角与斜率
课程标准
学习目标
1. 通过倾斜角概念的学习,提升直观想象的数学素养.
2. 通过斜率和直线方向向量的学习,培养逻辑推理和数学运算的数学素养.
1.理解直线的斜率和倾斜角的概念.(重点)
2.理解直线的方向向量和向量坐标表示.(重点)
3.了解斜率公式的推导过程,会应用斜率公式求直线的斜率.(难点)
知识点01.倾斜角的相关概念
1.定义:当直线l与x轴相交时,取x轴作为基准,x轴正向与直线l向上方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.
2.范围:[0,π) (特别地:当直线l和x轴平行或重合时,规定直线l的倾斜角为0°)
3.意义:体现了直线对x轴正方向的倾斜程度.
注意点:
(1)从运动变化的观点来看,当直线l与x轴相交时,直线l的倾斜角是由x轴绕直线l与x轴的交点按逆时针方向旋转到与直线l重合时所得到的最小正角.
(2)倾斜角从“形”的方面直观地体现了直线对x轴正向的倾斜程度
【即学即练1】(24-25高三上·上海·阶段练习)设图像的一条对称轴是直线,则直线的倾斜角为 .
【即学即练2】(24-25高二上·上海闵行·阶段练习)经过点、两点的直线的倾斜角为 .
知识点02.斜率的概念及斜率公式
1.定义:当直线倾斜角α≠时,其倾斜角的正切值叫做这条直线的斜率.用小写字母k表示,即k=tanα.
2.斜率的求法
(1)定义:k=tanα(α≠)
(2)斜率公式:k=.
3.斜率与倾斜角的区别和联系
(1)区别:①每条直线都有倾斜角,范围是[0,π),但并不是每条直线都有斜率.
②倾斜角是从几何的角度刻画直线的方向,而斜率是从代数的角度刻画直线的方向.
(2)联系:
①当α≠时,k=tanα;当α=时,斜率不存在;
②根据正切函数k=tanα的单调性:当α∈[0,)时,k>0且随α的增大而增大,当α∈(,π)时,k<0且随α的增大而增大.
4.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)
0
(0,+∞)
不存在
(-∞,0)
注意点:
(1)当x1=x2时,直线的斜率不存在,倾斜角为90°.
(2)斜率公式中k的值与P1,P2两点在该直线上的位置无关.
(3)斜率公式中两纵坐标和两横坐标在公式中的顺序可以同时调换.
(4)若直线与x轴平行或重合,则k=0
【即学即练3】(23-24高二上·上海虹口·阶段练习)直线l的倾斜角满足,则直线l斜率为 .
【即学即练4】(23-24高二上·安徽亳州·期中)过,的直线的斜率大于,则满足条件的一个a值可以为 .
知识点03倾斜角和斜率的应用
设直线的倾斜角为α,斜率为k.
α的大小
0°
0°<α<90°
90°
90°<α<180°
k的范围
k=0
k>0
不存在
k<0
k的增减性
随α的增大而增大
随α的增大而增大
【即学即练5】若直线的斜率,则直线的倾斜角的取值范围是 .
【即学即练6】已知两点A(-3,4),B(3,2),过点P(1,0)的直线l与线段AB有公共点.
(1)求直线l的斜率k的取值范围;
(2)求直线l的倾斜角α的取值范围.
题型一:斜率与倾斜角的变化关系
1.(22-23高二下·上海黄浦·期中)直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·上海·期中)已知直线的倾斜角,则直线的斜率的取值范围为 .
3.(24-25高二上·上海·期中)若直线的倾斜角的取值范围是,则其斜率的取值范围是 .
4.(22-23高二上·上海普陀·阶段练习)若直线经过两点,斜率为,倾斜角为.
(1)用分别表示直线的斜率和倾斜角;
(2)求的取值范围.
题型二:已知两点求斜率
1.(23-24高二上·上海浦东新·期中)已知两点、,则过点、的直线的倾斜角为 .
2.(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
3.(24-25高二上·上海·单元测试)若过点,的直线的倾斜角为锐角,则实数a的取值范围为 .
4.(22-23高二上·上海青浦·阶段练习)已知线段两端点的坐标分别为和,若直线恒过,且与线段有交点,则的斜率的取值范围是 .
5.(24-25高二上·上海·课后作业)若,则经过两点,的直线的倾斜角为 .
6.(24-25高二上·上海·阶段练习)在线段(包括端点)上运动,已知,,则的取值范围是 .
题型三:已知斜率求参数
1.(21-22高二下·上海松江·期末)若直线与直线的夹角为,则实数的值为 .
2.(23-24高二上·上海·课后作业)已知三个不同的点、、在同一条直线上,求实数的值.
3.(22-23高二上·上海浦东新·开学考试)设直线l的方程是,其倾斜角为.
(1)若,求实数m的取值范围;
(2)若将倾斜角用m表示,求关于m的函数关系.
一、填空题
1.(23-24高二上·上海杨浦·期中)一质点在矩形内运动,从的中点沿一确定方向发射该质点,依次由线段、、反射.反射点分别为、、(入射角等于反射角),最后落在线段上的(不包括端点).若、、和,则的斜率的取值范围是 .
2.(23-24高二上·上海虹口·阶段练习)若,,且过点的直线l与线段有公共点,则直线l的斜率的取值范围及倾斜角的取值范围是 .
3.(23-24高二上·上海浦东新·阶段练习)设点,,直线l过点且与线段相交,则l的斜率k的取值范围是 .
二.选择题
4.(2023春•宝山区期末)若,,则直线不经过第 象限
A.一 B.二 C.三 D.四
5.(2022秋•嘉定区校级期末)下列说法正确的是
A.直线的倾斜角越大,它的斜率越大
B.两直线的倾斜角相等,则它们的斜率也相等
C.任何一条直线都有唯一的斜率
D.任何一条直线都有唯一的倾斜角
6.(2023秋•宝山区校级期末)直线倾斜角的范围是
A., B., C., D.,
7.(2023春•闵行区校级月考)在平面直角坐标系中,把横、纵坐标均为有理数的点称为有理点.若为无理数,则在过点的所有直线中
A.有无穷多条直线,每条直线上至少存在两个有理点
B.恰有条直线,每条直线上至少存在两个有理点
C.有且仅有一条直线至少过两个有理点
D.每条直线至多过一个有理点
三、解答题
8.(23-24高二上·上海·课后作业)在平面直角坐标系中有一个边长为1的正方形,其中点为坐标原点,点、分别在轴和轴上,点在第一象限.求直线和的斜率,并讨论这两个斜率之间的关系.
9.(2021秋•奉贤区校级月考)若求直线经过、两点.求:
(1)求直线的倾斜角关于的函数解析式;
(2)直线的倾斜角的取值范围.
10.(2022秋•浦东新区校级月考)(1)设坐标平面内三点、、,若直线的斜率是直线的斜率的3倍,求实数的值;
(2)已知直线的斜率为,直线的倾斜角是直线倾斜角的2倍,求直线的斜率.
11.(2023•浦东新区校级开学)设直线的方程是,其倾斜角为.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若将倾斜角用表示,求关于的函数关系.
12.(2022秋•浦东新区校级月考)已知点和非零实数,若两条不同的直线,均过点,且斜率之积为,则称直线,是一组“共轭线对”,如直线,是一组“共轭线对”,其中是坐标原点.
(1)已知,是一组“共轭线对”,求的最小值;
(2)已知点、点和点分别是三条直线,,上的点,,与,,均不重合),且直线,是“共轭线对”,直线,是“共轭线对”,直线,是“共轭线对”,求点的坐标.
13.(2022秋•浦东新区校级月考)设直线的方程为,其倾斜角为.
(1)将倾斜角表示成的函数;
(2)①若,求的取值范围;
②若,求的取值范围.
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第一章第01讲 直线的倾斜角与斜率
课程标准
学习目标
1. 通过倾斜角概念的学习,提升直观想象的数学素养.
2. 通过斜率和直线方向向量的学习,培养逻辑推理和数学运算的数学素养.
1.理解直线的斜率和倾斜角的概念.(重点)
2.理解直线的方向向量和向量坐标表示.(重点)
3.了解斜率公式的推导过程,会应用斜率公式求直线的斜率.(难点)
知识点01.倾斜角的相关概念
1.定义:当直线l与x轴相交时,取x轴作为基准,x轴正向与直线l向上方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.
2.范围:[0,π) (特别地:当直线l和x轴平行或重合时,规定直线l的倾斜角为0°)
3.意义:体现了直线对x轴正方向的倾斜程度.
注意点:
(1)从运动变化的观点来看,当直线l与x轴相交时,直线l的倾斜角是由x轴绕直线l与x轴的交点按逆时针方向旋转到与直线l重合时所得到的最小正角.
(2)倾斜角从“形”的方面直观地体现了直线对x轴正向的倾斜程度
【即学即练1】(24-25高三上·上海·阶段练习)设图像的一条对称轴是直线,则直线的倾斜角为 .
【答案】
【分析】先根据函数的对称轴是直线,推断出,求得a和b的关系,进而求得直线的斜率,则直线的倾斜角可求得.
【详解】因为函数图像的一条对称轴是直线,
所以,即,所以,
所以直线的斜率为,
由于,所以直线的倾斜角为,
故答案为:.
【即学即练2】(24-25高二上·上海闵行·阶段练习)经过点、两点的直线的倾斜角为 .
【答案】
【分析】根据两点的坐标求得斜率,结合倾斜角与斜率的关系,可得答案.
【详解】由题意可得直线的斜率,则,解得.
故答案为:.
知识点02.斜率的概念及斜率公式
1.定义:当直线倾斜角α≠时,其倾斜角的正切值叫做这条直线的斜率.用小写字母k表示,即k=tanα.
2.斜率的求法
(1)定义:k=tanα(α≠)
(2)斜率公式:k=.
3.斜率与倾斜角的区别和联系
(1)区别:①每条直线都有倾斜角,范围是[0,π),但并不是每条直线都有斜率.
②倾斜角是从几何的角度刻画直线的方向,而斜率是从代数的角度刻画直线的方向.
(2)联系:
①当α≠时,k=tanα;当α=时,斜率不存在;
②根据正切函数k=tanα的单调性:当α∈[0,)时,k>0且随α的增大而增大,当α∈(,π)时,k<0且随α的增大而增大.
4.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)
0
(0,+∞)
不存在
(-∞,0)
注意点:
(1)当x1=x2时,直线的斜率不存在,倾斜角为90°.
(2)斜率公式中k的值与P1,P2两点在该直线上的位置无关.
(3)斜率公式中两纵坐标和两横坐标在公式中的顺序可以同时调换.
(4)若直线与x轴平行或重合,则k=0
【即学即练3】(23-24高二上·上海虹口·阶段练习)直线l的倾斜角满足,则直线l斜率为 .
【答案】
【分析】根据斜率的定义结合同角三角关系运算求解.
【详解】因为,且,则,
所以直线l斜率为.
故答案为:.
【即学即练4】(23-24高二上·安徽亳州·期中)过,的直线的斜率大于,则满足条件的一个a值可以为 .
【答案】(满足的一个值即可)
【分析】根据两点的斜率公式计算可得.
【详解】因为过,的直线的斜率大于,所以,
则,解得.
故答案为:(满足的一个值即可)
知识点03倾斜角和斜率的应用
设直线的倾斜角为α,斜率为k.
α的大小
0°
0°<α<90°
90°
90°<α<180°
k的范围
k=0
k>0
不存在
k<0
k的增减性
随α的增大而增大
随α的增大而增大
【即学即练5】若直线的斜率,则直线的倾斜角的取值范围是 .
【答案】
【分析】利用倾斜角与斜率的定义、正切函数的图象与性质运算即可得解.
【详解】解:设直线的倾斜角为,则,斜率.
由题意,直线的斜率,则:
当时,;
当时,;
综上知,直线的倾斜角的取值范围是.
故答案为:
【即学即练6】已知两点A(-3,4),B(3,2),过点P(1,0)的直线l与线段AB有公共点.
(1)求直线l的斜率k的取值范围;
(2)求直线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°≤α≤135°.
题型一:斜率与倾斜角的变化关系
1.(22-23高二下·上海黄浦·期中)直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据倾斜角与斜率的关系求解即可.
【详解】由题意知,若 a = 0 ,则倾斜角为,
若,则,
①当时,(当且仅当时,取“”),
②当时,(当且仅当时,取“”),
,故,
综上,,
故选:C.
2.(24-25高二上·上海·期中)已知直线的倾斜角,则直线的斜率的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据斜率的定义以及正切函数的单调性可得结论.
【详解】因为在上为增函数,所以,
因为在上为增函数,所以,
又时,直线的斜率不存在,
所以直线的斜率的取值范围是.
故答案为:.
3.(24-25高二上·上海·期中)若直线的倾斜角的取值范围是,则其斜率的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据斜率与倾斜角的关系求斜率范围.
【详解】由,则.
故答案为:
4.(22-23高二上·上海普陀·阶段练习)若直线经过两点,斜率为,倾斜角为.
(1)用分别表示直线的斜率和倾斜角;
(2)求的取值范围.
【答案】(1),或
(2)
【分析】(1)计算,根据和两种情况得到倾斜角.
(2),得到倾斜角范围.
【详解】(1),
当或时,,;
当时,,;
(2),所以.
题型二:已知两点求斜率
1.(23-24高二上·上海浦东新·期中)已知两点、,则过点、的直线的倾斜角为 .
【答案】
【分析】求出直线的斜率,结合斜率与倾斜角的关系可求得直线的倾斜角.
【详解】设直线的倾斜角为,则,
则,所以,.
故答案为:.
2.(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:.
3.(24-25高二上·上海·单元测试)若过点,的直线的倾斜角为锐角,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【分析】先根据两点斜率公式求得斜率,再根据斜率与倾斜角的关系即可求解.
【详解】因为直线的斜率,
又因为直线的倾斜角为锐角,
所以,解得.
故答案为:
4.(22-23高二上·上海青浦·阶段练习)已知线段两端点的坐标分别为和,若直线恒过,且与线段有交点,则的斜率的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据已知条件及直线的斜率公式即可求解.
【详解】因为直线恒过,和,
所以,.
由题意可知,直线的斜率存在且的斜率,若直线与线段有交点,如图所示
由图象可知,或,即或,
所以的斜率的取值范围是为.
故答案为:.
5.(24-25高二上·上海·课后作业)若,则经过两点,的直线的倾斜角为 .
【答案】
【分析】根据两点求出斜率,再结合斜率和倾斜角的关系可解.
【详解】因为,
所以
又因为,
且,
所以直线的倾斜角为.
故答案为:.
6.(24-25高二上·上海·阶段练习)在线段(包括端点)上运动,已知,,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】表示线段上的点与连线的斜率,画出图形,结合图形求解即可
【详解】表示线段上的点与连线的斜率,
因为,
所以由图可知的取值范围是.
故答案为:.
题型三:已知斜率求参数
1.(21-22高二下·上海松江·期末)若直线与直线的夹角为,则实数的值为 .
【答案】或
【分析】结合倾斜角与斜率、两角和与差的正切公式求得正确答案.
【详解】设直线的倾斜角为、直线的倾斜角为,
由于的斜率为,即,
所以,
由于直线与直线的夹角为,
所以直线的倾斜角不是,斜率存在,且斜率为.
所以,解得,
或,解得.
所以实数的值为或.
故答案为:或
2.(23-24高二上·上海·课后作业)已知三个不同的点、、在同一条直线上,求实数的值.
【答案】或
【分析】依题意可得,利用两点的斜率公式得到方程,解得即可.
【详解】因为三个不同的点、、在同一条直线上,
所以,即,解得或,经检验符合题意.
3.(22-23高二上·上海浦东新·开学考试)设直线l的方程是,其倾斜角为.
(1)若,求实数m的取值范围;
(2)若将倾斜角用m表示,求关于m的函数关系.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)由斜率与倾斜角的关系即可建立不等式求解;
(2)分别讨论、,由斜率与倾斜角的关系即可求得
【详解】(1)当,斜率,解得;
(2)i.时,,;
ii.时,,斜率,,
综上,
一、填空题
1.(23-24高二上·上海杨浦·期中)一质点在矩形内运动,从的中点沿一确定方向发射该质点,依次由线段、、反射.反射点分别为、、(入射角等于反射角),最后落在线段上的(不包括端点).若、、和,则的斜率的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据题意线段,,分别找出点落在线段上的临界位置,即可求解.
【详解】由题意知:,,设,则线段的斜率:,
为使点落在线段上(不包括端点),所以得:当落到点,点时为相应的两种临界位置,
当落到点时:
由题意知:点为的中点,且从点出发又回到点,所以可得:此时位于线段的中点位置,
所以得此时的斜率:;
当落到点时:
点与点重合,如下图所示,设,可得:,且,
所以得:,,,
所以得:,解之得:,
所以此时斜率:,
综上所述:可得的斜率范围为:,即.
故答案为:.
2.(23-24高二上·上海虹口·阶段练习)若,,且过点的直线l与线段有公共点,则直线l的斜率的取值范围及倾斜角的取值范围是 .
【答案】,
【分析】先计算直线的斜率,根据题意结合图象可得直线l的斜率的取值范围及倾斜角的取值范围.
【详解】因为直线的斜率,倾斜角为,
直线的斜率,倾斜角为,
如图所示,
可得直线l的斜率的取值范围为,倾斜角的取值范围.
故答案为:,.
3.(23-24高二上·上海浦东新·阶段练习)设点,,直线l过点且与线段相交,则l的斜率k的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据题意,求得,要使得直线l过点且与线段相交,结合图象,得到或,即可求解.
【详解】如图所示,由,,且,
可得,
要使得直线l过点且与线段相交,则满足或,
所以直线的斜率k的取值范围是.
故答案为:.
二.选择题
4.(2023春•宝山区期末)若,,则直线不经过第 象限
A.一 B.二 C.三 D.四
【分析】由题意,把直线的方程化为斜截式,根据直线的斜率以及它在轴上的截距,确定它的位置.
【解答】解:若,,则直线即,
故直线的斜率,直线在轴上的截距,
故直线经过第一、二、三象限,不经过第四象限.
故选:.
【点评】本题主要考查确定直线位置关系的几何要素,属于基础题.
5.(2022秋•嘉定区校级期末)下列说法正确的是
A.直线的倾斜角越大,它的斜率越大
B.两直线的倾斜角相等,则它们的斜率也相等
C.任何一条直线都有唯一的斜率
D.任何一条直线都有唯一的倾斜角
【分析】根据直线的倾斜角和斜率概念分别判断即可.
【解答】解:对于:直线的倾斜角,,,,所以错误;
对于:两直线的倾斜角相等为,斜率不存在,所以错误;
对于:当直线的倾斜角为时直线斜率不存在,所以错误;
对于:任何一条直线都有唯一的倾斜角,所以正确.
故选:.
【点评】本题考查直线的斜率与直线的倾斜角的关系,是基础题.
6.(2023秋•宝山区校级期末)直线倾斜角的范围是
A., B., C., D.,
【分析】根据直线倾斜角的定义判断即可.
【解答】解:直线倾斜角的范围是:,,
故选:.
【点评】本题考查了直线倾斜角的范围,考查倾斜角的定义,是一道基础题.
7.(2023春•闵行区校级月考)在平面直角坐标系中,把横、纵坐标均为有理数的点称为有理点.若为无理数,则在过点的所有直线中
A.有无穷多条直线,每条直线上至少存在两个有理点
B.恰有条直线,每条直线上至少存在两个有理点
C.有且仅有一条直线至少过两个有理点
D.每条直线至多过一个有理点
【分析】根据题意,假设一条直线上存在两个有理点,由此推断满足条件的直线有多少即可.
【解答】解:设一条直线上存在两个有理点,,,,
由于也在此直线上,
所以,当时,有为无理数,与假设矛盾,此时该直线不存在有理点;
当时,直线的斜率存在,且有,
又为无理数,而为有理数,
所以只能是,且,
即;
所以满足条件的直线只有一条,且直线方程是;
所以,正确的选项为.
故选:.
【点评】本题考查了新定义的关于直线方程与直线斜率的应用问题,解题的关键是理解新定义的内容,寻找解题的途径,是难理解的题目.
三、解答题
8.(23-24高二上·上海·课后作业)在平面直角坐标系中有一个边长为1的正方形,其中点为坐标原点,点、分别在轴和轴上,点在第一象限.求直线和的斜率,并讨论这两个斜率之间的关系.
【答案】
【分析】根据已知建系,先根据两点求斜率公式求出斜率,最后找到斜率关系即可.
【详解】
如图建系,
9.(2021秋•奉贤区校级月考)若求直线经过、两点.求:
(1)求直线的倾斜角关于的函数解析式;
(2)直线的倾斜角的取值范围.
【分析】(1)根据题意,求出直线的斜率,结合斜率与倾斜角的关系可得答案;
(2)根据题意,分析的取值范围,结合正切函数的图象分析可得答案.
【解答】解:(1)根据题意,直线经过、两点,
则其斜率,
则有,
(2)根据题意,由(1)的结论,,即,
而,由正切函数的图象,可得的范围为,,.
【点评】本题考查直线的斜率与倾斜角的计算,涉及正切函数的性质,属于基础题.
10.(2022秋•浦东新区校级月考)(1)设坐标平面内三点、、,若直线的斜率是直线的斜率的3倍,求实数的值;
(2)已知直线的斜率为,直线的倾斜角是直线倾斜角的2倍,求直线的斜率.
【分析】(1)由已知结合直线的斜率公式即可求解;
(2)结合直线的倾斜角与斜率关系即可求解.
【解答】解:(1)由,
即,解得或,
经检验均符合题意,故的值是1或2,
(2)设直线的倾斜角为,则直线的倾斜角为,
由已知,,则直线的斜率为.
【点评】本题主要考查了直线的斜率公式及直线的倾斜角与斜率关系的应用,属于基础题.
11.(2023•浦东新区校级开学)设直线的方程是,其倾斜角为.
(1)若,求实数的取值范围;
(2)若将倾斜角用表示,求关于的函数关系.
【分析】(1)根据直线的倾斜角与斜率关系,函数思想即可求解;
(2)根据直线的倾斜角与斜率关系,反三角函数的定义即可求解.
【解答】解:(1),其倾斜角为,且,
,
,
,,
,,
,
,;
(2),
.
【点评】本题考查了直线的倾斜角与斜率关系,反三角函数的定义,函数思想,属基础题.
12.(2022秋•浦东新区校级月考)已知点和非零实数,若两条不同的直线,均过点,且斜率之积为,则称直线,是一组“共轭线对”,如直线,是一组“共轭线对”,其中是坐标原点.
(1)已知,是一组“共轭线对”,求的最小值;
(2)已知点、点和点分别是三条直线,,上的点,,与,,均不重合),且直线,是“共轭线对”,直线,是“共轭线对”,直线,是“共轭线对”,求点的坐标.
【分析】(1)结合已知定义,利用基本不等式即可求解;
(2)结合直线定义可分别求出,,,进而可求三条直线,联立方程可求.
【解答】解:(1)设的斜率为,则的斜率为,
则
等号成立的条件是,所以最小值为;
(2)设直线,,的斜率分别为,,,
则
得或,,,
当时,直线的方程为,直线的方程为,联立得,;
当,,时,直线的方程为,直线的方程为,联立得,;
故所求为或.
【点评】本题以新定义为载体,主要考查了直线的斜率关系的应用,还考查了基本不等式在最值求解中的应用,属于中档题.
13.(2022秋•浦东新区校级月考)设直线的方程为,其倾斜角为.
(1)将倾斜角表示成的函数;
(2)①若,求的取值范围;
②若,求的取值范围.
【分析】(1)根据已知条件,分,,三种情况讨论,即可求解.
(2)①结合(1)的结论,分分,,三种情况讨论,并取并集,即可求解.
②直线的斜率,根据的取值范围,可求得的取值范围,再结合直线斜率与倾斜角的关系,即可求解.
【解答】解:(1)当时,,当时,直线的斜率
若,则,
当,则,
即.
(2)①当时,,故,解得,,显然成立,
当时,,故,解得,
综上所述,的取值范围是.
②已知,
则,
又,
故的范围是.
【点评】本题主要考查直线的倾斜角,考查转化能力,属于中档题.
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