内容正文:
第09讲 直线的倾斜角与斜率
本讲义亮度:
1 构建知识体系 明确学习目标,深入浅出,力求打扎实基础;
2 例题经典 力求熟练掌握各常考题型,提高分析能力;
【题型一】 直线倾斜角
【题型二】 斜率与倾斜角的关系
【题型三】 已知两点求斜率
【题型四】 已知斜率求参数
【题型五】 斜率几何意义的应用
3 课后分层练习 进一步巩固所学内容.
1.掌握直线的倾斜角的概念;
2.掌握直线的斜率的概念,并会求直线斜率;
3.掌握有关斜率的最值问题.
【题型一】 直线倾斜角
相关知识点讲解
定义
当直线与轴相交时,取轴作为基准,轴正向与直线向上方向之间所成的角叫做直线的倾斜角.
特别地,当直线与轴平行或重合时,规定.
解析
① 每条直线都有一个确定的倾斜角,且方向相同的直线,其倾斜程度相等;方向不同的直线,其倾斜程度不同,倾斜角不相等;
② 倾斜角表示直线的倾斜程度.
范围
直线倾斜角 与轴垂直时,.
【典题1】(24-25高二上·浙江绍兴·期末)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.不存在
变式练习
1(24-25高二上·云南西双版纳·期末)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2(24-25高二上·浙江杭州·期末)过点和点的直线倾斜角为( )
A. B. C. D.
3(24-25高二上·天津滨海新·阶段练习)直线 的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【题型二】 斜率与倾斜角的关系
相关知识点讲解
直线的斜率就是直线倾斜角的正切值,记作.
当直线与轴平行或重合时,,
当直线与轴垂直时,不存在.
【典题1】(23-24高二上·江西九江·阶段练习)已知直线的斜率,则的倾斜角的取值范围为( )
A. B. C. D.
变式练习
1(24-25高二上·天津红桥·阶段练习)如图中的直线,,的斜率分别为,,,则( )
A. B. C. D.
2(24-25高三上·北京·阶段练习)若直线的斜率为,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3(24-25高二下·山西·期中)若直线的倾斜角的大小为,则实数( )
A. B. C. D.
4(2025高三·全国·专题练习)若直线的倾斜角是直线的倾斜角的两倍,则实数( )
A. B. C. D.
5(24-25高二上·上海·阶段练习)已知直线l的倾斜角满足,则l的斜率k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型三】 已知两点求斜率
相关知识点讲解
斜率公式
经过两点的直线的斜率公式是
使用斜率公式的时候要注意的前提条件.
【典题1】(24-25高二下·河南·阶段练习)经过,两点的直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【典题2】(24-25高二上·江苏扬州·阶段练习)已知,直线过定点,且与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
变式练习
1(24-25高二上·江苏扬州·期末)已知直线经过和两点,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2(24-25高二上·广东佛山·期末)已知点,在斜率为的直线l上,则( )
A. B. C. D.
3(23-24高二上·四川绵阳·阶段练习)已知直线经过点两点.直线的倾斜角是直线的倾斜角的2倍,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
4(24-25高二上·山东临沂·期中)已知两点,,直线过点且与线段有交点,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
5(24-25高二上·云南曲靖·阶段练习)已知直线:,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则的倾斜角范围为( )
A. B. C. D.
【题型四】 已知斜率求参数
【典题1】(24-25高二上·广东广州·阶段练习)经过点两点的直线的倾斜角是,则的值为( )
A.4 B.2 C.1 D.
变式练习
1(24-25高二上·广东茂名·期中)经过点和的直线的倾斜角为,则( )
A.3.5 B.8 C.-2 D.2
2(24-25高二上·全国·课后作业)已知三点共线,则( )
A. B.6 C. D.2
3(24-25高二上·全国·阶段练习)设直线的方程是倾斜角为.若,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【题型五】 斜率几何意义的应用
相关知识点讲解
斜率的几何意义
形如的代数式可以理解为过点与点直线的斜率.
【典题1】 (24-25高一上·四川达州·期末)点在函数的图象上,当时,的取值范围是( )
A. B. C. D.
变式练习
1(2021高二上·全国·专题练习)已知正的顶点,,顶点在第一象限,若点是内部及其边界上一点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
2(2024·全国·模拟预测)已知函数,若对任意的恒成立,则实数的取值范围是 .
【A组---基础题】
1(24-25高二上·浙江绍兴·期末)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.不存在
2(24-25高二下·上海浦东新·期中)如图,直线、、的斜率分别为、、,则( )
A. B.
C. D.
3(24-25高二下·河北张家口·开学考试)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
4(24-25高二上·江苏淮安·阶段练习)过两点,的直线的倾斜角是,则等于( )
A. B. C. D.
5(24-25高二上·山东·阶段练习)已知直线的倾斜角为,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
6(24-25高二上·浙江台州·期末)台州学子黄雨婷夺得巴黎奥运会10米气步枪比赛1金1银两块奖牌后,10米气步枪射击项目引起了大家的关注.在10米气步枪比赛中,瞄准目标并不是直接用眼睛对准靶心,而是通过觇孔式瞄具来实现.这种瞄具有前后两个觇孔(觇孔的中心分别记为点),运动员需要确保靶纸上的黑色圆心(记为点)与这两个觇孔的中心对齐,以达到三圆同心的状态.若某次射击达到三圆同心,且点,点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
7(多选) (2023·黑龙江哈尔滨·二模)点在函数的图象上,当,则可能等于( )
A.-1 B. C. D.0
8(23-24高二上·广东广州·期中)已知实数x、y满足方程,当时,则的取值范围是 .
9(24-25高二上·全国·课后作业)已知.若点在轴上,且,求直线的倾斜角.
10(2024高二·全国·专题练习)已知正三角形的三个顶点均在抛物线上,其中一条边所在直线的斜率为,求的三个顶点的横坐标之和.
【B组---提高题】
1(2024高二·全国·专题练习)已知函数,且,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
2(2023高三·全国·专题练习)设,比较的大小.
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第09讲 直线的倾斜角与斜率
本讲义亮度:
1 构建知识体系 明确学习目标,深入浅出,力求打扎实基础;
2 例题经典 力求熟练掌握各常考题型,提高分析能力;
【题型一】 直线倾斜角
【题型二】 斜率与倾斜角的关系
【题型三】 已知两点求斜率
【题型四】 已知斜率求参数
【题型五】 斜率几何意义的应用
3 课后分层练习 进一步巩固所学内容.
1.掌握直线的倾斜角的概念;
2.掌握直线的斜率的概念,并会求直线斜率;
3.掌握有关斜率的最值问题.
【题型一】 直线倾斜角
相关知识点讲解
定义
当直线与轴相交时,取轴作为基准,轴正向与直线向上方向之间所成的角叫做直线的倾斜角.
特别地,当直线与轴平行或重合时,规定.
解析
① 每条直线都有一个确定的倾斜角,且方向相同的直线,其倾斜程度相等;方向不同的直线,其倾斜程度不同,倾斜角不相等;
② 倾斜角表示直线的倾斜程度.
范围
直线倾斜角 与轴垂直时,.
【典题1】(24-25高二上·浙江绍兴·期末)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.不存在
【答案】C
【分析】根据直线方程得直线与x轴垂直可得解.
【详解】直线即,是一条与x轴垂直的直线,
所以直线的倾斜角为.
故选:C
变式练习
1(24-25高二上·云南西双版纳·期末)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据倾斜角的概念即可得到答案.
【详解】直线的倾斜角为.
故选:B.
2(24-25高二上·浙江杭州·期末)过点和点的直线倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据两点坐标得到直线为,即可得倾斜角.
【详解】由过点和点的直线为,即其倾斜角为.
故选:B
3(24-25高二上·天津滨海新·阶段练习)直线 的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设直线的倾斜角为,求出,再由,可得倾斜角.
【详解】设直线的倾斜角为,则,又,
∴.∴其倾斜角为.
故选:D.
【题型二】 斜率与倾斜角的关系
相关知识点讲解
直线的斜率就是直线倾斜角的正切值,记作.
当直线与轴平行或重合时,,
当直线与轴垂直时,不存在.
【典题1】(23-24高二上·江西九江·阶段练习)已知直线的斜率,则的倾斜角的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用斜率的定义得到直线倾斜角的正切值的范围,再利用正切函数的性质即可得解.
【详解】设的倾斜角为,则,且,
如图,由正切函数的性质知.
故选:C.
变式练习
1(24-25高二上·天津红桥·阶段练习)如图中的直线,,的斜率分别为,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据图象结合斜率及倾斜角的关系分别判断即可.
【详解】设直线,的倾斜角为,由图可知,所以,即,,所以.
故选:D
2(24-25高三上·北京·阶段练习)若直线的斜率为,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由倾斜角与斜率关系可得答案.
【详解】设的倾斜角为,则,
由,故.
故选:C.
3(24-25高二下·山西·期中)若直线的倾斜角的大小为,则实数( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由倾斜角和斜率的关系即可得出结果.
【详解】直线的斜率,解得.
故选:D.
4(2025高三·全国·专题练习)若直线的倾斜角是直线的倾斜角的两倍,则实数( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出直线的倾斜角,从而得到直线的倾斜角及斜率,得到.
【详解】因为直线的斜率,对应的倾斜角为,
由题意可得,直线的倾斜角为,故其斜率,解得,
故选:C.
5(24-25高二上·上海·阶段练习)已知直线l的倾斜角满足,则l的斜率k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据直线斜率与倾斜角的关系,为倾斜角,分别求出倾斜角在和时斜率的值,再根据正切函数在给定区间的单调性确定斜率的取值范围.
【详解】当时,.
当时,.
因为在上单调递增,在上也单调递增.
当时,;
当时,.
所以的取值范围是.
故选:C.
【题型三】 已知两点求斜率
相关知识点讲解
斜率公式
经过两点的直线的斜率公式是
使用斜率公式的时候要注意的前提条件.
【典题1】(24-25高二下·河南·阶段练习)经过,两点的直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先应用两点求斜率,再根据斜率和倾斜角的关系计算求解.
【详解】设倾斜角为,因为,
所以,又,故.
故选:D.
【典题2】(24-25高二上·江苏扬州·阶段练习)已知,直线过定点,且与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】A
【分析】根据已知条件,结合直线的斜率公式,以及直线与线段相交,即可求解.
【详解】∵,,,
则,,
直线与线段相交,
则直线的斜率的取值范围是.
故选:A.
变式练习
1(24-25高二上·江苏扬州·期末)已知直线经过和两点,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出直线的斜率,从而得到倾斜角.
【详解】直线的斜率为,
设的倾斜角为,则,解得.
故选:D
2(24-25高二上·广东佛山·期末)已知点,在斜率为的直线l上,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据两点求概率即可求参;
【详解】点,在斜率为的直线l上,则.
故选:D.
3(23-24高二上·四川绵阳·阶段练习)已知直线经过点两点.直线的倾斜角是直线的倾斜角的2倍,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据两点求解斜率,即可根据二倍角公式求解.
【详解】由得,设的倾斜角为,
所以,
故,
故直线的斜率为,
故选:A
4(24-25高二上·山东临沂·期中)已知两点,,直线过点且与线段有交点,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】作出图形,求出的斜率,数形结合可求得直线的斜率的取值范围,再由斜率与倾斜角的关系可求出倾斜角的取值范围.
【详解】如图所示,直线的斜率,直线的斜率.
由图可知,当直线与线段有交点时,直线的斜率,
因此直线的倾斜角的取值范围是.
故选:A.
5(24-25高二上·云南曲靖·阶段练习)已知直线:,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则的倾斜角范围为( )
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,由,可得,
所以,直线过定点,
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,
将代入方程:
可得:不成立,不在直线上,
所以,即,
因为所以或
故直线的倾斜角的取值范围是.
故选:D.
【题型四】 已知斜率求参数
【典题1】(24-25高二上·广东广州·阶段练习)经过点两点的直线的倾斜角是,则的值为( )
A.4 B.2 C.1 D.
【答案】A
【分析】由倾斜角与斜率的关系求解.
【详解】由已知,解得,
故选:A.
变式练习
1(24-25高二上·广东茂名·期中)经过点和的直线的倾斜角为,则( )
A.3.5 B.8 C.-2 D.2
【答案】D
【分析】由两点坐标写出直线斜率,根据直线斜率的定义建立方程,求解即得.
【详解】依题意,直线的斜率为,解得.
故选:D.
2(24-25高二上·全国·课后作业)已知三点共线,则( )
A. B.6 C. D.2
【答案】B
【分析】根据三点共线列方程,从而求得的值.
【详解】由题可得,即,解得.
故选:B
3(24-25高二上·全国·阶段练习)设直线的方程是倾斜角为.若,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】对直线的斜率是否存在进行分类讨论,结合倾斜角与斜率的关系可得出关于实数的不等式,综合可得出实数的取值范围.
【详解】直线的方程是倾斜角为,
当时,直线的斜率不存在,则;
当时,.
若,则,求得;
若,则,求得.
综上可得,的取值范围为.
故选:B.
【题型五】 斜率几何意义的应用
相关知识点讲解
斜率的几何意义
形如的代数式可以理解为过点与点直线的斜率.
【典题1】 (24-25高一上·四川达州·期末)点在函数的图象上,当时,的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据点在函数的图象上可求出当时的两端点坐标,将看作函数的图象上的点与点(-1,-2)连线的斜率,即可求得答案.
【详解】因为点在函数的图象上,
所以时, ;当时,;
故设
而可看作函数的图象上的点与点 (-1,-2)连线的斜率,
故时,,
而 ,所以
故选:B.
变式练习
1(2021高二上·全国·专题练习)已知正的顶点,,顶点在第一象限,若点是内部及其边界上一点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】确定C的坐标,将题目转化为两点的斜率,根据图像得到答案.
【详解】正的顶点,且顶点在第一象限,故顶点的坐标为,,
可看作内部及其边界上一点与点的连线斜率,
当运动到点时,直线的斜率最大,故的最大值为
故选:B.
2(2024·全国·模拟预测)已知函数,若对任意的恒成立,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】作出在内的图象,数形结合,将问题转化为斜率问题求解即可.
【详解】由得,作出在内的图象如图所示,
设,
直线恒过定点,
直线的斜率,直线的斜率,
所以数形结合可知,即的取值范围为.
故答案为:.
【A组---基础题】
1(24-25高二上·浙江绍兴·期末)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.不存在
【答案】C
【分析】根据直线方程得直线与x轴垂直可得解.
【详解】直线即,是一条与x轴垂直的直线,
所以直线的倾斜角为.
故选:C
2(24-25高二下·上海浦东新·期中)如图,直线、、的斜率分别为、、,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据图象结合斜率及倾斜角的关系分别判断即可.
【详解】设直线、、的倾斜角为、、,由图可知,
所以,即.
故选:A.
3(24-25高二下·河北张家口·开学考试)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先由直线方程求出斜率,再由斜率求出直线的倾斜角
【详解】设直线的倾斜角为,
由直线可知其斜率为,
所以,
因为,
所以.
故选:C.
4(24-25高二上·江苏淮安·阶段练习)过两点,的直线的倾斜角是,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由过两点的斜率公式求解即可.
【详解】解:因为直线过两点、,且倾斜角是,
所以直线的斜率,
又因为,
所以,
解得.
故选:A.
5(24-25高二上·山东·阶段练习)已知直线的倾斜角为,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据直线倾斜角与斜率的关系,已知可求出直线斜率取值范围,再根据直线的方程求出a的取值范围.
【详解】因为,
所以,即直线的斜率.
又由直线方程可得,所以,
解得,
即实数的取值范围是.
故选:C.
6(24-25高二上·浙江台州·期末)台州学子黄雨婷夺得巴黎奥运会10米气步枪比赛1金1银两块奖牌后,10米气步枪射击项目引起了大家的关注.在10米气步枪比赛中,瞄准目标并不是直接用眼睛对准靶心,而是通过觇孔式瞄具来实现.这种瞄具有前后两个觇孔(觇孔的中心分别记为点),运动员需要确保靶纸上的黑色圆心(记为点)与这两个觇孔的中心对齐,以达到三圆同心的状态.若某次射击达到三圆同心,且点,点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意三点共线,结合两点式斜率公式,利用斜率相等列式求解即可.
【详解】由题意三点共线,设,因为,,
所以,解得,所以.
故选:B
7(多选) (2023·黑龙江哈尔滨·二模)点在函数的图象上,当,则可能等于( )
A.-1 B. C. D.0
【答案】BC
【分析】根据目标式的几何意义为在部分图象上的动点与点所成直线的斜率,即可求范围.
【详解】由表示与点所成直线的斜率,
又是在部分图象上的动点,图象如下:
如上图,,则,只有B、C满足.
故选:BC
8(23-24高二上·广东广州·期中)已知实数x、y满足方程,当时,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】将的范围转化为线段上的点与构成的直线的斜率的范围,然后求斜率即可.
【详解】
方程,令,则,令,则,
设点,,
所以可以表示线段上的点与构成的直线的斜率,
,,
所以的取值范围为.
故答案为:.
9(24-25高二上·全国·课后作业)已知.若点在轴上,且,求直线的倾斜角.
【答案】.
【分析】根据角度关系得,再根据两点斜率公式即可求出的坐标,则得到直线倾斜角.
【详解】设...
又,
,即.
又,垂直于轴.
直线的倾斜角为.
10(2024高二·全国·专题练习)已知正三角形的三个顶点均在抛物线上,其中一条边所在直线的斜率为,求的三个顶点的横坐标之和.
【答案】
【分析】根据直线倾斜角和等边三角形内角之间关系,结合直线斜率公式、两角和差的正切公式进行求解即可.
【详解】设点,互不相等,
则,,,
不妨设,且直线的倾斜角为
因为是等边三角形,所以
所以
【B组---提高题】
1(2024高二·全国·专题练习)已知函数,且,则,,的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】把,,分别看作函数图象上的点与原点确定直线的斜率,结合图象即可得答案.
【详解】由,得的几何意义是过点和原点的直线的斜率,
画出函数的图象,如图,
直线的斜率分别为,,,而,
所以,,的大小关系是.
故选:A
2(2023高三·全国·专题练习)设,比较的大小.
【答案】
【分析】构造函数,将问题转化为函数上的点到点的斜率的大小比较,从而结合图象即可得解.
【详解】令,
而可统一成格式,
表示函数上的点到点的斜率,
结合图象与条件,则构造的斜率都是正数,
所以图象的倾斜角越大,斜率越大,即原式的值越大,可得.
10
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