内容正文:
参 考 答 案
第一章 直线与圆
§1 直线与直线的方程
1.1 一次函数的图象与直线的方程
1.2 直线的倾斜角、斜率及其关系
课前预习学案
知识梳理
知识点二 0 倾斜程度 倾斜程度
[思考]
1.[提示] 都不对.
知识点三 ≠ y2-y1x2-x1
≠
[思考]
2.[提示] 不是.若直线没斜率,则其倾斜角为90°.
知识点四1.tanα 3.(x2-x1,y2-y1) k
[思考]
3.[提示] 相等.对于一条直线来说其斜率是一个定值,与所
选择点的位置无关,所以取任意不同的两点的坐标计算同一
条直线的斜率一定相等.
4.[提示] (1,1).
预习自测
1.(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
2.B [由倾斜角的定义知直线l的倾斜角为135°.]
3.解析:[AB
→
=(-5-2,-2-1)=(-7,-3).]
答案:(-7,-3)
4.解析:∵k=tanα=1.∴α=45°.
答案:45°
课堂互动学案
[例1] [解] 由题意画出草图.由图可知:
当α为钝角时,倾斜角为α-90°,
当α为锐角时,倾斜角为α+90°,
当α为直角时,倾斜角为0°.
综上,直线l转动前的倾斜角为
α+90°(0°<α<90°),
α-90°(90°≤α<180°).{
[例2] [解析] (1)设直线l的斜率为k,则k=m- 32+1 =
tan2π3=- 3
,故m=-2 3.
(2)一条直线过点A(1,0)和B(-2,3),则该直线的斜率为
3-0
-2-1=-1
,
故该直线的倾斜角为135°.
[答案] (1)A (2)C
[例3] [解] AB
→
=(4-1,5-2)=(3,3)是直线l的一个方
向向量.因此直线的斜率k=1,直线的倾斜角θ满足tanθ=
1,从而可知θ=45°.
[例4] [解] (1)如 图 所 示,由 题 意 可 知
kPA=
4-0
-3-1=-1
,kPB=
2-0
3-1=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k≤-1或k≥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PB 的倾斜角是45°,PA 的倾
斜角是135°,所以α的取值范围是45°≤α≤135°.
(2)∵α=45°,∴直线l的斜率k=tan45°=1.
∵点P1,P2,P3 都在直线l上,∴kP1P2=kP2P3
∴
5-y1
x2-2
=1-53-x2
=1,解得x2=7,y1=0.
变式训练
1.D [如图,当l向上方向的部分在y 轴左侧时,倾斜角为90°
+α;当l向上方向的部分在y 轴右侧时,倾斜角为90°-α.
]
2.解:(1)kMN =
m-1-1
m+1-2m=1
,解得m=32.
(2)l的倾斜角为90°,即l平行于y轴,所以m+1=2m,得m=1.
3.解:MN
→
=(2-3,3+ 3-3)=(-1,3),∴直线l的一个方
向向量为(-1,3),由于法向量与方向向量垂直.
∴法向量v=(3,1),斜率k=3+ 3-32-3 =- 3
,由tanθ=
- 3知θ=120°.
4.(1)A [如图所示,直线PB,PA 的斜率分别
为kPB=1,kPA=-3,
结合图形可知k≥1或k≤-3.]
(2)解析:三点A(1,1),B(0,-1),C(a,b)在
同一直线上,∴kAB=kBC,∴
-1-1
0-1 =
-1-b
0-a
,
化为:2a-b=1.故答案为:1.
答案:1
当堂达标
1.A [kAB =
3- 2
- 2-(- 3)
= 3- 2
3- 2
=1,故 直 线 的 倾 斜 角
为45°.]
2.A [∵平面内三点A(1,-a),B(2,a2),C(3,a3)共线,
∴kAB=kAC,即
a2+a
2-1=
a3+a
3-1
,即a(a2-2a-1)=0,解得a
=0或a=1± 2.]
3.解析:由d=(3,3)=3 1,33
æ
è
ç
ö
ø
÷,设c= 1,33
æ
è
ç
ö
ø
÷,则d∥c,由
向量d=(3,3)是直线l的一个方向向量,则c= 1,33
æ
è
ç
ö
ø
÷ 也
为直线l的一个方向向量.则直线l的斜率为 33
,所以倾斜
角为 π
6.
答案:π
6
;3
3
4.解:直线l的斜率k=1+m
2
3-2 =1+m
2≥1,所以k=tanα≥1.
又y=tanα在 0,π2( ) 上是增函数,因此
π
4≤α<
π
2.
1.3直线的方程
第1课时 直线方程的点斜式
课前预习学案
知识梳理
知识点一 每一点
知识点二 b k(x-x0) y=kx+b
[思考]
[提示] 不能.有斜率的直线才能写成点斜式方程,凡是垂
直于x轴的直线,其方程都不能用点斜式表示.
预习自测
1.(1)× (2)× (3)× (4)√
2.D [由直线的点斜式方程可知,该直线方程为y-0=3(x+
2),即y=3(x+2),选 D.]
3.D [由题意知,直线的斜率k=-1,又在y轴上截距为-1,
故直线方程为y=-x-1,选 D.]
4.(-1,2)
课堂互动学案
[例1] [解] (1)由点斜式方程可知,所求直线的方程为y-
5=4(x-2),即4x-y-3=0.
(2)∵直线的倾斜角为45°,∴此直线的斜率k=tan45°=1,
∴直线的点斜式方程为y-3=x-2,即x-y+1=0.
(3)∵直线与x轴平行,∴倾斜角为0°,斜率k=0,
∴直线方程为y+1=0×(x+1),即y=-1.
(4)∵直线与x 轴垂直,斜率不存在,∴不能用点斜式表示
这条直线的方程,由于直线所有点的横坐标都是1,故这条
直线方程为x=1.
[例2] [解] (1)由题意得k=2,b=-1,由斜截式得y=2x-1.
(2)∵y= 3x+1的斜率为 3,∴其倾斜角为60°,故所求直
线的倾斜角为30°,∴k=tan30°= 33
,又b=-2,∴所求直
线方程为y= 33x-2.
612
数学(BS)选择性必修第一册
§1 直线与直线的方程
1.1 一次函数的图象与直线的方程
1.2 直线的倾斜角、斜率及其关系
课程标准 素养解读
1.在平面直角坐标系中,结合一次函数的图象,
探索直线方程的建立
2.理解并掌握直线的倾斜角和斜率的概念
3.理解并掌握直线的斜率与倾斜角、方向向量
的对应关系
1.通过倾斜角概念的学习,提升直观想象的
数学素养
2.通过直线的斜率、方向向量P1P2
→
的的学习,
培养逻辑推理和数学运算的数学素养
[情境引入]
交 通 工 程 上 一 般 用
“坡度”来描述一段道路对
于水平方向的倾斜程度,如
图,一辆汽车沿某条道路从
A点前进到B点,在水平方向前进的距离为AD,
竖直方向上升的高度为DB(如果是下降,则DB
的值为负实数),则坡度k=
上升高度
水平距离=
DB
AD.k>0
表示上坡,k<0表示下坡,为了实际应用与安全,
在道路铺设时常要规划坡度的大小.那么“坡度”
是如何来刻画道路的倾斜程度的呢?
[知识梳理]
[知识点一] 一次函数的图象与直线的方程
一般地,一次函数y=kx+b(k≠0)的图象
是一条直线,它是以满足y=kx+b的每一
对x,y值为坐标的点构成的,同时函数解
析式y=kx+b可以看作二元一次方程.
[知识点二] 直线的倾斜角
定义
在平面直角坐标系中,对于一条与x
轴相交的直线l,把x轴(正方向)按逆
时针方向绕着交点旋转到和直线l首
次重合时所成的角,称为直线l的倾
斜角
规定
当直线l和x 轴平行或重合
时,规定它的倾斜角为
记法 α
图示
范围 [0,π)
作用
在平面直角坐标系中,直线的倾斜角
刻画了直线的 ,倾斜角越接近
π
2
, 越大
1
第一章 直线与圆
1.如图中标的倾斜角α对不对?
[知识点三] 直线的斜率
如图,在直线l上任取
两个不同的点P1(x1,
y1),P2(x2,y2),记 Δx
=x2-x1(Δx 0),
Δy=y2-y1,则在直线
l上点P1 平移到点P2,相当于在横轴上改
变了Δx,即横坐标的改变量为Δx,在纵轴
上改变了Δy,即纵坐标的改变量为Δy.因
此,比值k=ΔyΔx
反映了直线l的倾斜程度.
由图可知,k=ΔyΔx
的大小与两点P1,P2 在
直线上的位置无关,称k= (其中
x1 x2)为经过不同两点P1(x1,y1),P2
(x2,y2)的直线l的斜率.
2.所有直线都有斜率吗? 若直线没
有斜率,那么这条直线的倾斜角为多少?
[知识点四] 直线的斜率与倾斜角、方向向量
的关系
1.由正切函数的概念可知,倾斜角不是π2
的
直线,它的斜率k和它的倾斜角α 满足k=
(其中α≠π2
,0≤α<π).
2.结合正切函数的图象与性质,发现斜率k与
倾斜角α有如下关系:
图示
倾斜角
(范围)
α=0 0,π2
æ
è
ç
ö
ø
÷ α=π2
π
2
,πæ
è
ç
ö
ø
÷
斜率
(范围)
k=0 k>0 不存在 k<0
3.如图,在直线l上任取两个
不 同 的 点 P1 (x1,y1),P2
(x2,y2).由平面向量的知识
可知,向量P1P2
→
是直线l的
方向向量,它的坐标是 ,直线的倾
斜角α、斜率k、方向向量P1P2
→
分别从不同角
度刻画一条直线相对于平面直角坐标系中
x轴的倾斜程度,它们之间的关系是k=
y2-y1
x2-x1
=tanα(其中x1≠x2).若k是直线l
的斜率,则v=(1, )是它的一个方向向
量;若直线l的一个方向向量的坐标为(x,
y),其中x≠0,则它的斜率k=yx .
3.在同一直线(与x 轴不重合)上任
意取不同的两点的坐标计算的斜率都相
等吗?
4.设l是平面直角坐标系中的一条直线,且
倾斜角为45°,你能写出该直线的方向向
量吗?
2
数学(BS)选择性必修第一册
[预习自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)倾斜角是描述 直 线 的 倾 斜 程 度 的 唯 一
方法. ( )
(2)任何一条直线 有 且 只 有 一 个 斜 率 和 它
对应. ( )
(3)一个倾斜角α不能确定一条直线.( )
(4)斜率公式与两点的顺序无关. ( )
(5)直线的方向向量与法向量不唯一.( )
2.如图所示,直线l的倾斜角为 ( )
A.45° B.135° C.0° D.不存在
3.直线l经过点A(2,1)和B(-5,-2),则直
线l的一个方向向量为 .
4.一条直线的斜率等于1,则此直线的倾斜角
等于 .
直线的倾斜角
[例1] 已知直线l过原点,l绕原点按顺时针
方向转动角α(0°<α<180°)后,恰好与y轴
重合,求直线l转动前的倾斜角是多少?
[思路点拨] 画草图→标记α→找倾斜角
与α的关系→求倾斜角
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°.
[变式训练]
1.一条直线l与x 轴相交,其向上的方向与y
轴正方向所成的角为α(0°<α<90°),则其
倾斜角为 ( )
A.α
B.180°-α
C.180°-α或90°-α
D.90°+α或90°-α
斜率的计算
[例2] (1)已知直线l过点A(-1,3),B
(2,m)两点,若直线l的倾斜角是2π3
,则m=
( )
A.-2 3 B.0 C.2 3 D.4 3
(2)一条直线过点A(1.0)和B(-2,3),则
该直线的倾斜角为 ( )
A.30° B.45° C.135° D.150°
[思路点拨] (1)根据条件,由斜率公式得
到关于m 的方程,再求出m 的值.
(2)由题意利用直线的斜率公式求出直
线的斜率,再根据直线的倾斜角和斜率
的关系求出直线的倾斜角.
直线斜率的计算方法
(1)判断两点的横坐标是否相等,若相等,
则直线的斜率不存在.
(2)若两点的横坐标不相等,则可以用斜率公
式k=y2
-y1
x2-x1
(其中x1≠x2)进行计算.
3
第一章 直线与圆
[变式训练]
2.已知直线l过点M(m+1,m-1),N(2m,1).
(1)当m 为何值时,直线l的斜率是1?
(2)当m 为何值时,直线l的倾斜角为90°?
直线倾斜角与斜率、方向向量的关系
[例3] 已知直线l通过点A(1,2),B(4,5),
求直线l的一个方向向量,并确定直线l的
斜率与倾斜角.
[思路点拨] 利用方向向量定义P1P2
→
=
(x2-x1,y2-y1)求解
求方向向量的方法
(1)若A(x1,y1),B(x2,y2)是直线上的两
个不同的点,则直线l的方向向量为AB
→
=
(x2-x1,y2-y1).
(2)直线的方向向量不唯一.
[变式训练]
3.已知直线l经过点M(3,3)和N(2,3+ 3),
求直线l的一个方向向量和法向量,并求直
线l的斜率和倾斜角.
直线倾斜角与斜率的综合
[例4] (1)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.
(2)已知某直线l的倾斜角α=45°,又P1(2,
y1),P2(x2,5),P3(3,1)是此直线上的三点,
求x2,y1 的值.
[思路点拨]
(1)作图
直线与线段
有公共点
→
倾斜角介
于直线PB
与PA 的倾
斜角之间
求斜率
→
求斜率范围及
倾斜角范围
(2)已知直线l的倾斜角,可以求出其斜
率,又点P1,P2,P3 均在直线l上,故任意
两点连线的斜率均等于直线l的斜率,从
而可以解出x2,y1 的值.
(1)求直线斜率的取值范围时,通常先结合
图形找出倾斜角的范围,再得到斜率的
范围.
(2)利用斜率可解决点共线问题,点A,B,
C共线 ⇔kAB =kAC 或kAB 与kAC 都不
存在.
(3)y2
-y1
x2-x1
的几何意义是直线的斜率,用之
可通过几何方法解决函数的值域问题.
4
数学(BS)选择性必修第一册
[变式训练]
4.(1)设点A(3,-5),B(-2,-2),直线l过
点P(1,1)且与线段AB 相交,则直线l的斜
率k的取值范围是 ( )
A.(-∞,-3]∪[1,+∞)
B.[-3,1]
C.[-1,3]
D.以上都不对
(2)已知点A(1,1),B(0,-1),C(a,b)在同
一直线上,则2a-b= .
[当堂达标]
1.过点A(- 3,2)与点B(- 2,3)的直线
的倾斜角为 ( )
A.45° B.135°
C.45°或135° D.60°
2.若平面内三点A(1,-a),B(2,a2),C(3,a3)
共线,则a等于 ( )
A.1± 2或0 B.2- 52
或0
C.2± 52 D.
2+ 5
2
或0
3.直线l的一个方向向量d=(3,3),则直线l的
倾斜角是 ,直线的斜率是 .
4.直线l经过A(3,1),B(2,-m2)(m∈R)两
点,求直线l的倾斜角α的取值范围.
学习至此,请完成配套训练
1.3直线的方程
第1课时 直线方程的点斜式
课程标准 素养解读
1.了解直线方程的点斜式的推导过程
2.掌握直线方程的点斜式并会应用
3.了解截距的概念,了解直线的斜截式方程与
一次函数的关系
通过对直线的点斜式方程的学习,培养逻辑推
理、数学运算的数学素养.
[情境引入]
笛卡尔出生于法国,毕业
于普瓦捷大学,法国著名哲学
家、物理学家、数学家,被黑格
尔称为“近代哲学之父”.
笛卡尔的思想核心是:把几何学的问题归
结成代数形式的问题,用代数学的方法进行计
算、证明,从而达到最终解决几何问题的目的.
依照这种思想他创立了“解析几何学”.
我们知道给定一点和一个
方向可以唯一确定一条直线,
这样,在平面直角坐标系中给
定一个点P0(x0,y0)和斜率k就能唯一确定
一条直线,也就是说这条直线上任意一点坐标
(x,y)与点P0 的坐标(x0,y0)和斜率k之间的
关系 是 完 全 确 定 的,那 么 这 一 关 系 如 何 表
示呢?
5
第一章 直线与圆