内容正文:
专题1.1 直线的斜率与倾斜角重难点题型专训
(3个知识点+7大题型+1大拓展训练+自我检测)
题型一 直线的倾斜角
题型二 直线斜率的定义
题型三 斜率与倾斜角的变化关系
题型四 已知两点求斜率
题型五 已知斜率求参数
题型六 斜率公式的应用
题型七 直线与线段的相交关系求斜率范围
拓展训练一 直线的斜率与倾斜角问题
知识点一:直线的斜率
1、定义:对于直线上任意两点、,如果,
那么直线的斜率公式为
【注意】利用斜率公式计算直线的斜率时,两点坐标顺序不影响结果。
2、当时,直线斜率不存在;
【即时训练】
1.(23-24高二上·河北石家庄·期中)过两点和的直线的斜率为( )
A.3 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据斜率公式计算得解.
【详解】由斜率公式可知,
故选:C
2.(23-24高二上·陕西·阶段练习)若某等腰直角三角形斜边所在直线的倾斜角为,则该三角形两条直角边所在直线的斜率之和为 .
【答案】/
【分析】结合图象及直线与倾斜角的关系求解即可.
【详解】如图所示,因为直线OA的倾斜角为,,
所以直线OB的倾斜角为,直线AB的倾斜角为.
则该三角形两条直角边所在直线的斜率之和为.
故答案为:.
知识点二:直线的倾斜角
1、倾斜角的定义:平面直角坐标系中,对于一条与轴相交的直线,把轴绕着交点按逆时针方向旋转到和直线重合时,所转的最小正角记为叫做直线的倾斜角.
2、倾斜角的范围:
规定:当直线和轴平行或重合时,直线倾斜角为,
【即时训练】
1.(24-25高二下·云南曲靖·阶段练习)设直线的方程为,则直线的倾斜角的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】分类讨论斜率的存在性,求出斜率的取值范围即可得倾斜角.
【详解】由题意知,当时,直线的斜率不存在,其倾斜角;
当时,直线的斜率,
所以倾斜角,
综上,.
故选:C
2.(24-25高二上·上海·阶段练习)直线与直线的夹角大小为 .
【答案】
【分析】分别计算出两直线的倾斜角后即可得.
【详解】设直线的倾斜角为,则,即,
又直线的倾斜角为,
故直线与直线的夹角大小为.
故答案为:.
知识点三:直线的倾斜角与斜率的关系
1、直线的斜率:倾斜角不是的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率,
常用表示,即.
【注意】(1)当直线与轴平行或重合时,,;
(2)直线与轴垂直时,,不存在.
由此可知,一条直线的倾斜角一定存在,但是斜率不一定存在.
2、直线的倾斜角与斜率之间的关系
由斜率的定义可知:
图示
倾斜角(范围)
斜率(范围)
不存在
【即时训练】
1.(24-25高二上·陕西·阶段练习)设直线的斜率为,且,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设直线的倾斜角为,根据斜率与倾斜角的关系及倾斜角的取值范围计算可得.
【详解】设直线的倾斜角为,则,又,
所以或,
即直线的倾斜角的取值范围为.
故选:B.
2.(22-23高二上·天津武清·阶段练习)若直线l的斜率,则直线l的倾斜角θ的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据的图象,得出倾斜角θ的取值范围.
【详解】根据的部分图象,结合倾斜角定义范围,
可以得出倾斜角θ的取值范围为.
故答案为:
【经典例题一 直线的倾斜角】
【例1】(24-25高二上·江西上饶·阶段练习)直线的倾斜角是( )
A. B. C. D.不存在
【答案】B
【分析】写出直线方程,根据直线与轴垂直可得直线的倾斜角.
【详解】由题意得,直线方程为,直线与轴垂直,
故直线的倾斜角为.
故选:B.
【例2】(24-25高二·江苏·课后作业)已知点Q(-2,0),A(1,),B(1,-),P为动点.当点P在线段AB上运动时,求直线PQ的倾斜角的取值范围.
【答案】0°≤α≤30°或150°≤α<180°.
【分析】设直线PQ的倾斜角为α,线段AB与x轴的交点为M,然后结合图象和倾斜角的定义可得答案.
【详解】
设直线PQ的倾斜角为α,线段AB与x轴的交点为M.
当点P在线段AM(含端点)上时,因为,所以0°≤α≤30°;
当点P在线段BM(含端点B但不含端点M)上时,因为,所以150°≤α<180°.
所以α的取值范围为0°≤α≤30°或150°≤α<180°.
1.(24-25高二下·四川广安·期中)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】把直线方程化成斜截距式后得出直线的斜率即可求解.
【详解】由,
所以的斜率为,则该直线的倾斜角为.
故选:B.
2.(24-25高二下·安徽阜阳·开学考试)已知直线经过,两点,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】结合两点坐标求直线的方程,根据直线方程确定直线的斜率.
【详解】 由已知得,两点的横坐标都是,
所以直线的方程是,直线是一条垂直于x轴的直线,
所以直线的倾斜角为.
故选:D.
3.(2025高二·全国·专题练习)设直线的方程为,则直线的倾斜角的范围是 .
【答案】
【分析】分和两种情况,若,则根据即可求出.
【详解】①当时,直线的斜率不存在,其倾斜角;
②当时,直线的斜率,
因,则,则,
因,所以倾斜角,
综上,直线的倾斜角的范围是.
故答案为:.
4.(24-25高二上·全国·课前预习)平面中的两条平行直线被轴所截,形成的同位角相等,而倾斜角是一对同位角,因此可以得出什么结论?
【答案】两直线平行,倾斜角相等.
【分析】略
【详解】两直线平行,倾斜角相等.
【经典例题二 直线斜率的定义】
【例1】(23-24高二上·河南濮阳·阶段练习)已知直线的方程为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.不确定
【答案】A
【分析】求出直线的斜率,根据斜率再求直线的倾斜角即可.
【详解】直线的方程为,即,
则直线的斜率为,设直线的倾斜角为,所以,
因为,所以.
故选:A.
【例2】(23-24高二上·全国·课后作业)如图所示,菱形ABCD中,,求菱形ABCD各边和两条对角线所在直线的倾斜角和斜率.
【答案】答案见解析
【分析】由菱形的结构特征和在坐标平面中的位置,求各边和两条对角线所在直线的倾斜角和斜率.
【详解】菱形ABCD中,,则和都是等边三角形,
则直线AD,BC的倾斜角为,直线AB,DC的倾斜角为,直线AC的倾斜角为;直线BD的倾斜角为,
,,,.
1.(24-25高二上·广西·期中)设直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由直线斜率的定义,结合正切函数的单调性即可得到结果.
【详解】根据题意,直线的斜率为,由此得,
又因为,所以结合正切函数的单调性,可得.
故选:D
2.(23-24高二上·广东佛山·期中)如图所示,直线的斜率分别为,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】应用斜率与倾斜角的关系即可判断.
【详解】由,结合的函数图象,
直线对应的倾斜角为钝角,则,
直线与都为锐角,且的倾斜角大于的倾斜角,
则,故.
故选:C.
3.(24-25高二下·上海浦东新·期中)若直线与直线的夹角为,则实数的值为 .
【答案】
【分析】根据题意求出直线的倾斜角,由此可得出实数的值.
【详解】直线的斜率为,倾斜角为,
因为直线与直线的夹角为,
所以直线的倾斜角为或,
若直线的倾斜角为,则不存在;
若直线的倾斜角为,则.
综上所述,.
故答案为:.
4.(23-24高二·全国·课后作业)已知直线l的斜率的绝对值为,求这条直线的倾斜角.
【答案】30°或150°
【分析】根据直线的斜率与其倾斜角的关系可得答案.
【详解】由题意知直线的斜率k=或k=-,
且倾斜角的范围为,
所以直线的倾斜角的大小为30°或150°.
【经典例题三 斜率与倾斜角的变化关系】
【例1】(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.
【例2】(23-24高二上·全国·课后作业)已知两条直线,,其中,当这两条直线的夹角在内变化时,求的取值范围.
【答案】
【分析】首先求得直线的倾斜角,进而判断出两条直线的夹角在内变动时的倾斜角的取值范围,进而即可求得a的取值范围.
【详解】由题知直线的倾斜角为,设直线的倾斜角为,则, 且,
所以过原点的直线,的夹角在内变化时,
则,
即,
解得且,
故且,
故a的取值范围是.
1.(24-25高二上·新疆乌鲁木齐·阶段练习)直线的倾斜角是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据直线的斜率求出倾斜角即可.
【详解】设直线的倾斜角为,
直线的斜率是,
因为,所以.
故选:B.
2.(2024·新疆乌鲁木齐·模拟预测)如图,直线、、、中,斜率最小的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据直线斜率与倾斜角的关系可得出结论.
【详解】由图可知的倾斜角为锐角,、、的倾斜角为钝角,
则直线的斜率为正数,直线、、的斜率均为负数,
且、、中,直线的倾斜角最小,故直线的斜率最小.
故选:B.
3.(24-25高二上·上海·开学考试)已知为任意实数,直线的倾斜角的范围是 .
【答案】
【分析】根据余弦函数性质求出斜率范围,然后利用正切函数性质求解可得.
【详解】记直线的倾斜角为,则,
因为,所以,则,
所以.
故答案为:
4.(23-24高二下·全国·课堂例题)(1)直线的倾斜角定义中含有哪几个关键条件?
(2)只给出一个倾斜角能确定一条直线吗?
(3)当一条直线的倾斜角为时,这条直线一定与x轴平行吗?
(4)如果从运动变化的观点来看,直线的倾斜角还可以如何定义?
【答案】答案见解析
【分析】根据直线的倾斜角定义,倾斜角与直线的关系解题.
【详解】(1)①直线l和x轴相交;②按逆时针方向旋转;③首次重合.
(2)不能.倾斜角只能确定直线的方向,要确定直线还需知道直线上的一个点.
(3)不一定,也可能与x轴重合.
(4)x轴绕直线与x轴交点按逆时针方向旋转到与直线重合时所经过的最小非负角.
【经典例题四 已知两点求斜率】
【例1】(24-25高二下·安徽淮北·开学考试)斜拉桥是桥梁建筑的一种形式,在桥梁平面上有多根拉索,所有拉索的合力方向与中央索塔一致如图,一座斜拉桥共有对拉索,在索塔两侧对称排列,已知拉索上端相邻两个锚的间距均为,拉索下端相邻两个锚的间距、均为,最短拉索满足,,若建立如图所示的平面直角坐标系,则最长拉索所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据已知条件,结合直线的斜率公式,计算即可得答案.
【详解】依题意,,
,则点,,
所以拉索所在直线的斜率.
故选:D
【例2】(22-23高二·全国·课堂例题)如图,在正弦曲线上取两点,,求直线AB的斜率.
【答案】
【分析】由两点的斜率公式计算.
【详解】直线AB的斜率.
1.(23-24高二上·江苏泰州·期末)斜拉桥是桥梁建筑的一种形式,在桥梁平面上有多根拉索,所有拉索的合力方向与中央索塔一致.如图,一座斜拉桥共有10对拉索,在索塔两侧对称排列,已知拉索上端相邻两个锚的间距均为,拉索下端相邻两个锚的间距,均为,最短拉索满足,,若建立如图所示的平面直角坐标系,则最长拉索所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据已知条件,结合直线的斜率公式,计算即可得答案.
【详解】解:,
故,,
则,
故选:D.
2.(24-25高二上·江苏南通·阶段练习)若将直线l沿x轴正方向平移2个单位,再沿y轴负方向平移3个单位,又回到了原来的位置,则l的斜率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,写出平移后点的坐标,由此点也在原直线上,计算斜率即可.
【详解】解:设是直线上任意一点,则平移后得点,
则直线的斜率.
故选:A.
3.(24-25高一上·上海嘉定·期中)设,若三个不同的点,都在直线l上,则m的值为 .
【答案】
【分析】讨论、,结合已知及斜率两点式求参数值即可.
【详解】当时,为同一点,不合题意,
当,则,可得,此时满足题意,
所以.
故答案为:
4.(24-25高二上·全国·课堂例题)求经过两点,的直线的斜率.
【答案】
【分析】根据两点对应的斜率的计算公式求解出直线的斜率.
【详解】当时,直线的斜率不存在;
当时,直线的斜率.
故直线的斜率为.
【经典例题五 已知斜率求参数】
【例1】(2024高三·全国·专题练习)若、、三点共线,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据斜率公式可得出,可得出实数的值.
【详解】由于、、三点共线,则,
即,解得.
故选:A.
【例2】(23-24高二上·陕西西安·阶段练习)已知点,若在坐标轴上存在一点,使直线的斜率为1,求点的坐标.
【答案】或
【分析】由点在坐标轴上,分轴两类情况设点的坐标,由斜率建立等式求解方程可得.
【详解】若点在轴上,设,又点,
则直线的斜率,解得,
.
若点在轴上,设,
则直线的斜率,解得.
故点的坐标为或.
1.(24-25高二上·山东·期中)过两点的直线的倾斜角为,则( )
A. B. C.或 D.2
【答案】A
【分析】根据题意,由直线斜率的计算公式代入计算,然后检验,即可得到结果.
【详解】由题意可得,,化简可得,
解得或,
当时,,两点重合,故舍去.
所以.
故选:A
2.(24-25高三上·山东临沂·阶段练习)过两不同点的直线的斜率为1,则( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】C
【分析】利用两点的斜率公式,建立方程求解,通过验根,可得答案.
【详解】根据题意可得,解得或.
当时,点重合,不符合题意,舍去.
当时,经验证,符合题意.
故选:C.
3.(24-25高二上·青海海南·期中)过,两个不同点的直线l的斜率为1,则实数m的值为 .
【答案】
【分析】根据斜率公式列式求解即可.
【详解】根据题意可得,解得或,
当时,点A,B重合,不符合题意,舍去;
当时,经验证,符合题意;
综上所述:.
故答案为:.
4.(23-24高二上·全国·课后作业)已知点,直线的斜率等于直线的斜率的3倍,求的值.
【答案】
【分析】利用斜率公式求得、,由列式解得的值.
【详解】由题意知直线的斜率存在,即.
所以,
所以,
整理得,即,
解得或(舍去),所以.
【经典例题六 斜率公式的应用】
【例1】(23-24高二上·江苏盐城·阶段练习)图1是中国古代建筑中的举架结构,是桁,相邻桁的水平距离称为步,垂直距离称为举,图2是某古代建筑屋顶截面的示意图.其中是举,是相等的步,相邻桁的举步之比分别为.已知,且直线的斜率为0.9,则( )
A.1.1 B.1.0 C.0.9 D.0.8
【答案】A
【分析】不妨设,根据以及斜率公式,建立方程,可得答案.
【详解】因为,所以,
不妨设,则.
由题意,知,即.
解得.
故选:A.
【例2】(23-24高二下·全国·课后作业)已知三点,,,求证:A,B,C三点共线.
【答案】证明见解析
【分析】根据斜率相等证明三点共线.
【详解】证明:∵,,
∴,
∴A,B,C三点共线.
1.(23-24高二上·河南郑州·阶段练习)已知直线,则直线l的倾斜角为( )
A.120° B.60° C.30° D.150°
【答案】D
【分析】根据直线方程得到,然后根据斜率与倾斜角的关系求倾斜角即可.
【详解】直线方程可整理为,即,所以直线的斜率,
设倾斜角为,则,因为,所以.
故选:D.
2.(22-23高二上·江西九江·开学考试)若,,,三点共线,则( )
A.2 B.3 C.9 D.
【答案】D
【分析】根据斜率相等得到方程,解出即可.
【详解】由,解得,
故选:D.
3.(2023高二上·江苏·专题练习)若三点,, (其中)共线,则 .
【答案】
【分析】依题意可得,利用斜率公式得到方程,解得即可.
【详解】由于,,三点共线且、,
显然、的斜率存在,则,
所以,所以,所以.
故答案为:
4.(2024高二·全国·专题练习)已知实数满足,试求的取值范围.
【答案】
【分析】理解所求式的几何意义,作出已知函数图象,得出边界点,求出斜率范围即得.
【详解】如图,因,可知它表示经过定点与曲线段上任一点的直线的斜率.
分别把代入,即得,,
,.
由图可知,即得,.
故的取值范围是.
【经典例题七 】
【例1】(24-25高二下·湖南岳阳·开学考试)经过点作直线l,若直线l与连接,两点的线段总有公共点,求直线l的斜率k的取值范围是( )
A. B. C.,-1)) D.[1,+
【答案】A
【分析】先求得,再利用数形结合法求解.
【详解】,
如图所示:
由图知:若直线l与连接,两点的线段总有公共点,
则直线l的斜率k的取值范围是,
故选:A
【例2】(22-23高二上·四川雅安·开学考试)已知实数x,y满足,且,求的最大值和最小值.
【答案】最大值为3,最小值为
【分析】作出对应图象,利用斜率与倾斜角的关系,找出其边界情况即可求解.
【详解】由于点满足关系式,且,
可知点在线段AB上移动,并且A,B两点的坐标可分别求得为,.
令,易得的几何意义是直线PQ的斜率,且,,
如图:
所以的最大值为3,最小值为.
1.(24-25高二上·广西玉林·阶段练习)已知点,经过点P作直线l,若直线l与连接,两点的线段总有公共点,则直线l的斜率k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用两点式斜率公式求出直线和直线的斜率,根据斜率的变化规律数形结合即可求解.
【详解】由题得,,
因为直线l与连接,两点的线段总有公共点,结合图可知,.
故选:B
2.(24-25高二上·河北·阶段练习)已知点,点,直线过点且与线段相交,则直线的斜率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据两点斜率公式,即可结合图形,结合斜率与倾斜角的关系求解.
【详解】由于,
结合图形关系可知:要使直线过点且与线段相交,
则直线的斜率或,
故选:B
3.(24-25高二上·四川眉山·期中)已知过点的直线与以点和为端点的线段AB相交,求直线的斜率的取值范围 .
【答案】
【分析】首先利用两点式斜率公式求出,,再结合图象即可求出直线的斜率的取值范围.
【详解】设点,依题意,.
因为直线与线段有交点,所以或,
由图可知直线的斜率的取值范围是.
故答案为:.
4.(23-24高二上·全国·课后作业)直线过点,且与以,为端点的线段相交,求直线的斜率的取值范围.
【答案】
【分析】根据题意,求得,结合图象,即可求解.
【详解】解:由斜率公式,可得,
要使得直线过点,且与以,为端点的线段相交,
如图所示,则满足,即直线斜率的取值范围是.
【拓展训练一 直线的斜率与倾斜角问题】
【例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
【例2】(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
1.(24-25高二下·河南商丘·期末)已知直线的一个方向向量为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据方向向量与直线斜率关系求斜率,再由斜率与倾斜角关系求倾斜角.
【详解】由直线方向向量为,则直线斜率为,结合倾斜角的范围,故其倾斜角为.
故选:C
2.(24-25高二下·安徽滁州·期末)设直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据直线方程的特点,分和两种情况讨论,再分别计算出倾斜角的取值范围,最后取并集即可.
【详解】当时,直线的方程为,此时直线的倾斜角;
当时,直线的斜率为,
因为,
所以,即,
又因为,
所以结合正切函数的图象可得:.
综上可得:直线的倾斜角的取值范围是.
故选:C.
3.(24-25高二上·福建宁德·期末)若向量是直线l的一个法向量,则直线l的倾斜角为 .
【答案】
【分析】根据法向量的定义,以及直线的斜率与倾斜角的关系,即可求解.
【详解】因为向量是直线l的一个法向量,
所以直线l的斜率,设直线l的倾斜角为,
则,又,
所以直线l的倾斜角.
故答案为:.
4.(24-25高二上·全国·课后作业)直线过点和点.
(1)若直线的斜率是,求;
(2)求直线的倾斜角的最小值.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据直线斜率公式进行求解即可;
(2)根据直线斜率与直线倾斜角的关系,分类讨论进行求解即可.
【详解】(1)由直线的斜率,可得,即.
(2)当时,直线的倾斜角;
当时,直线的斜率,
当时,;
当时,,
又直线的倾斜角为,则有或,
所以直线的倾斜角的取值范围是或.
故直线的倾斜角的最小值为.
1.(24-25高二上·浙江台州·期中)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.不存在
【答案】A
【分析】根据直线与轴平行,求出倾斜角.
【详解】因为直线方程为:,与轴平行,所以直线的倾斜角为.
故选:A.
2.(2024·江苏南通·模拟预测)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先将直线变形成斜截式,再根据倾斜角的取值范围结合直线斜率公式求得即可.
【详解】由题意可将原直线方程变形为,
由倾斜角的取值范围,所以倾斜角为.即A、 B 、C错误.
故选:D.
3.(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.
4.(2024高三·全国·专题练习)已知点,过的直线(不垂直于轴)与线段相交,则直线斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意作出相应图形,利用两点斜率公式求得两临界斜率,再数形结合即可得解.
【详解】点,过的直线(不垂直于轴)与线段相交,
如图,
,
且过的直线(不垂直于轴)与线段相交,
直线需绕点逆时针旋转至倾斜角为(不含),此时斜率范围为,
直线需绕点顺时针旋转至倾斜角为(不含),此时斜率范围为.
综上所述,直线斜率的取值范围是.
故选:C.
5.(24-25高二·全国·课后作业)已知两条直线:,:,当、的夹角在内变动时,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由的倾斜角为知倾斜角范围为,结合直线方程求m的范围.
【详解】由题设,的倾斜角为,故倾斜角范围为,
所以且,即.
故选:C
6.(22-23高一上·江苏南通·阶段练习)已知函数,若满足的整数解恰有3个,则实数的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将问题转化为函数的图象在直线下方的部分有3个整点,然后数形结合可解.
【详解】得,所以满足的整数解恰有3个,等价于函数的图象在直线下方的部分有3个整点.
如图,当直线的斜率m满足时满足题意,其中
所以,,所以.
故选:A
7.(24-25高二下·海南海口·开学考试)已知直线l经点, 若直线与线段 相交, 则直线斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先求出直线与直线的斜率,再结合直线与线段相交的条件,确定直线斜率的取值范围.
【详解】已知,,根据过两点直线斜率公式,可得:
已知,,同理可得:
当直线绕点从位置旋转到与轴重合时,斜率的范围是;
当直线绕点从与轴重合旋转到位置时,斜率的范围是.
所以直线斜率的取值范围是.
故选:B.
8.(24-25高二上·广东阳江·阶段练习)已知点.若直线与线段相交,则的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先求直线恒过的定点,再应用两点式求斜率,根据斜率范围求参即可.
【详解】直线恒过定点,又,
直线的斜率为,要使直线与线段有公共点,,解得.
故选:A.
9.(24-25高二上·山东菏泽·阶段练习)已知点、,若过定点的直线与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】作出图形,求出直线、的斜率,观察直线在绕着点旋转时,直线的倾斜角的变化,即可得出直线的斜率的取值范围.
【详解】设过点且垂直于轴的直线交线段于点,如下图所示:
,,
当直线从的位置旋转至与的位置靠近时,
此时直线的倾斜角逐渐增大,且为锐角,则;
当直线从靠近的位置旋转至的位置时,
此时直线的倾斜角逐渐增大,且为钝角,则.
综上所述,直线的斜率的取值范围是.
故选:A.
10.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知点,经过点P作直线l,若直线l与连接,两点的线段(含端点)总有公共点,则直线l的斜率k的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意作图,利用斜率的计算公式,可得答案.
【详解】由题意作图如下:
设直线的斜率为,直线的斜率为,直线的斜率为,
由图可知,
由,,,则,,
所以.
故选:B.
11.(24-25高二上·江西南昌·阶段练习)直线过点,,则直线的倾斜角为
【答案】/
【分析】利用两点间的斜率公式应用,斜率与倾斜角的关系,即可求解.
【详解】由斜率公式,设倾斜角为
由.
故答案为:.
12.(2025·河南信阳·模拟预测)已知矩形ABCD四个顶点分别为,一质点从线段AB上某一点M处(不包含端点),沿与AB夹角为60°的方向射到边BC上,再依次反射到边CD,DA和AB上(入射角等于反射角),则的取值范围为 .
【答案】
【详解】如图所示,质点由出发依次经BC,CD,DA反射后到达线段AB,相当于直线与线段MN相交,则
又因为,且,
即,所以,
故答案为:.
13.(23-24高三下·广东广州·阶段练习)直线的斜率为,直线的斜率为,直线不与直线垂直,且直线和直线夹角的角平分线的斜率为,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据题意画出图形,再由两条直线夹角的角平分线的斜率为,得到中的三线合一,即可求得的取值范围.
【详解】由于平移不影响斜率,不妨设两条直线都过原点,
设分别交于,,角平分线交于点,
所以,
又因为直线和直线夹角的角平分线的斜率为,
所以直线的斜率,
所以,即,
所以为中点.
由三线合一可得为以为底边的等腰三角形,且,所以,
因为不垂直,所以不是直角.
当为锐角时,则夹角为,所以;
当为钝角时,则夹角为的补角,夹角的角平分线为轴,斜率不存在,故不符合题意.
综上,的取值范围是.
故答案为:
14.(2025高三·全国·专题练习)已知直线过点,且与以,为端点的线段有公共点,则直线倾斜角的取值范围为 ,其斜率的取值范围为 .
【答案】
【分析】解法一:根据题意,求出,,结合图形求出直线斜率的范围,进而可求出倾斜角的范围.
解法二:设直线的斜率为,则直线的方程为,点,在直线的两侧或其中一点在直线上,所以,即可求出直线斜率的范围,进而可求出倾斜角的范围.
【详解】解法一:由题意,,.
设直线,的倾斜角分别为α,β,则,.
如图所示,过点作轴的垂线,与线段交点于,
当直线由变化到的位置时,直线的倾斜角由增到,其斜率的范围为;当直线由变化到的位置时,直线的倾斜角由增到,其斜率的范围为.
故直线倾斜角的取值范围为,其斜率的取值范围为.
故答案为:; .
解法二:设直线的斜率为,则直线的方程为,即.
由题意,点,在直线的两侧或其中一点在直线上,
所以,即,解得或.
故直线的斜率的取值范围为,
所以其倾斜角的取值范围为.
故答案为:; .
15.(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:.
16.(23-24高二上·河南南阳·阶段练习)已知直线过点,.
(1)若直线的倾斜角为,求实数的值;
(2)若直线的倾斜角为钝角,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据斜率公式和斜率为倾斜角的正切值可得.
(2)倾斜角为钝角时,斜率小于,再利用斜率公式可得.
【详解】(1)由题意得,得.
(2)由题意得,得,
故实数的取值范围为
17.(24-25高二上·贵州贵阳·阶段练习)已知两点,,过点的直线l与线段有公共点.
(1)求直线l的斜率k的取值范围.
(2)求直线l的倾斜角的取值范围.
【答案】(1)或斜率不存在
(2)
【分析】(1)结合题意由斜率的定义直接求解即可;
(2)由斜率与倾斜角的关系求解即可;
【详解】(1)如图,由题意可知
,
要使直线l与线段有公共点,
则直线l的斜率k的取值范围是或斜率不存在.
(2)由题意可知,l的倾斜角介于直线与的倾斜角之间.
又的倾斜角是,的倾斜角是,
所以直线l的倾斜角的取值范围是.
18.(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,
19.(2025高三·全国·专题练习)已知坐标平面内三点、、.
(1)求直线、、的斜率和倾斜角;
(2)若为的边上一动点,求直线的倾斜角的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)利用斜率公式可得出直线、、的斜率,再利用斜率与倾斜角的关系可得出这三条直线的倾斜角;
(2)数形结合可得出直线斜率的取值范围,再利用直线斜率与倾斜角的关系可得出直线倾斜角的取值范围.
【详解】(1)由斜率公式,得,,,
因为斜率等于倾斜角的正切值,且倾斜角的范围是,
所以直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,直线的倾斜角为.
(2)如图,当直线绕点由逆时针转到时,
直线与线段恒有交点,即在线段上,此时由增大到,
所以的取值范围为,
即直线的倾斜角的取值范围为.
20.(24-25高二上·陕西安康·阶段练习)已知直线过点,且与以和为端点的线段相交.
(1)求直线的斜率k的取值范围;
(2)求直线的倾斜角的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)在平面直角坐标系中画出图象,根据图象分析,,三点之间的关系,不难给出直线的斜率的取值范围;
(2)根据直线斜率与倾斜角的关系,结合图象即可求解直线的倾斜角的取值范围.
【详解】(1)在平面直角坐标系中画出图象如图:
,
直线过点,且与以和为端点的线段相交.
所以直线的斜率的取值范围.
(2)由(1)可知,,
直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,
由此可得此时直线的倾斜角的取值范围,
由图可知,当直线斜率不存在时,所得直线符合题意,故此时直线的倾斜角,
综上,直线的倾斜角的取值范围.
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专题1.1 直线的斜率与倾斜角重难点题型专训
(3个知识点+7大题型+1大拓展训练+自我检测)
题型一 直线的倾斜角
题型二 直线斜率的定义
题型三 斜率与倾斜角的变化关系
题型四 已知两点求斜率
题型五 已知斜率求参数
题型六 斜率公式的应用
题型七 直线与线段的相交关系求斜率范围
拓展训练一 直线的斜率与倾斜角问题
知识点一:直线的斜率
1、定义:对于直线上任意两点、,如果,
那么直线的斜率公式为
【注意】利用斜率公式计算直线的斜率时,两点坐标顺序不影响结果。
2、当时,直线斜率不存在;
【即时训练】
1.(23-24高二上·河北石家庄·期中)过两点和的直线的斜率为( )
A.3 B. C. D.
2.(23-24高二上·陕西·阶段练习)若某等腰直角三角形斜边所在直线的倾斜角为,则该三角形两条直角边所在直线的斜率之和为 .
知识点二:直线的倾斜角
1、倾斜角的定义:平面直角坐标系中,对于一条与轴相交的直线,把轴绕着交点按逆时针方向旋转到和直线重合时,所转的最小正角记为叫做直线的倾斜角.
2、倾斜角的范围:
规定:当直线和轴平行或重合时,直线倾斜角为,
【即时训练】
1.(24-25高二下·云南曲靖·阶段练习)设直线的方程为,则直线的倾斜角的范围是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·上海·阶段练习)直线与直线的夹角大小为 .
知识点三:直线的倾斜角与斜率的关系
1、直线的斜率:倾斜角不是的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率,
常用表示,即.
【注意】(1)当直线与轴平行或重合时,,;
(2)直线与轴垂直时,,不存在.
由此可知,一条直线的倾斜角一定存在,但是斜率不一定存在.
2、直线的倾斜角与斜率之间的关系
由斜率的定义可知:
图示
倾斜角(范围)
斜率(范围)
不存在
【即时训练】
1.(24-25高二上·陕西·阶段练习)设直线的斜率为,且,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(22-23高二上·天津武清·阶段练习)若直线l的斜率,则直线l的倾斜角θ的取值范围为 .
【经典例题一 直线的倾斜角】
【例1】(24-25高二上·江西上饶·阶段练习)直线的倾斜角是( )
A. B. C. D.不存在
【例2】(24-25高二·江苏·课后作业)已知点Q(-2,0),A(1,),B(1,-),P为动点.当点P在线段AB上运动时,求直线PQ的倾斜角的取值范围.
1.(24-25高二下·四川广安·期中)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·安徽阜阳·开学考试)已知直线经过,两点,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3.(2025高二·全国·专题练习)设直线的方程为,则直线的倾斜角的范围是 .
4.(24-25高二上·全国·课前预习)平面中的两条平行直线被轴所截,形成的同位角相等,而倾斜角是一对同位角,因此可以得出什么结论?
【经典例题二 直线斜率的定义】
【例1】(23-24高二上·河南濮阳·阶段练习)已知直线的方程为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.不确定
【例2】(23-24高二上·全国·课后作业)如图所示,菱形ABCD中,,求菱形ABCD各边和两条对角线所在直线的倾斜角和斜率.
1.(24-25高二上·广西·期中)设直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·广东佛山·期中)如图所示,直线的斜率分别为,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二下·上海浦东新·期中)若直线与直线的夹角为,则实数的值为 .
4.(23-24高二·全国·课后作业)已知直线l的斜率的绝对值为,求这条直线的倾斜角.
【经典例题三 斜率与倾斜角的变化关系】
【例1】(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.
【例2】(23-24高二上·全国·课后作业)已知两条直线,,其中,当这两条直线的夹角在内变化时,求的取值范围.
1.(24-25高二上·新疆乌鲁木齐·阶段练习)直线的倾斜角是( )
A. B. C. D.
2.(2024·新疆乌鲁木齐·模拟预测)如图,直线、、、中,斜率最小的是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·上海·开学考试)已知为任意实数,直线的倾斜角的范围是 .
4.(23-24高二下·全国·课堂例题)(1)直线的倾斜角定义中含有哪几个关键条件?
(2)只给出一个倾斜角能确定一条直线吗?
(3)当一条直线的倾斜角为时,这条直线一定与x轴平行吗?
(4)如果从运动变化的观点来看,直线的倾斜角还可以如何定义?
【经典例题四 已知两点求斜率】
【例1】(24-25高二下·安徽淮北·开学考试)斜拉桥是桥梁建筑的一种形式,在桥梁平面上有多根拉索,所有拉索的合力方向与中央索塔一致如图,一座斜拉桥共有对拉索,在索塔两侧对称排列,已知拉索上端相邻两个锚的间距均为,拉索下端相邻两个锚的间距、均为,最短拉索满足,,若建立如图所示的平面直角坐标系,则最长拉索所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【例2】(22-23高二·全国·课堂例题)如图,在正弦曲线上取两点,,求直线AB的斜率.
1.(23-24高二上·江苏泰州·期末)斜拉桥是桥梁建筑的一种形式,在桥梁平面上有多根拉索,所有拉索的合力方向与中央索塔一致.如图,一座斜拉桥共有10对拉索,在索塔两侧对称排列,已知拉索上端相邻两个锚的间距均为,拉索下端相邻两个锚的间距,均为,最短拉索满足,,若建立如图所示的平面直角坐标系,则最长拉索所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·江苏南通·阶段练习)若将直线l沿x轴正方向平移2个单位,再沿y轴负方向平移3个单位,又回到了原来的位置,则l的斜率是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一上·上海嘉定·期中)设,若三个不同的点,都在直线l上,则m的值为 .
4.(24-25高二上·全国·课堂例题)求经过两点,的直线的斜率.
【经典例题五 已知斜率求参数】
【例1】(2024高三·全国·专题练习)若、、三点共线,则( )
A. B. C. D.
【例2】(23-24高二上·陕西西安·阶段练习)已知点,若在坐标轴上存在一点,使直线的斜率为1,求点的坐标.
1.(24-25高二上·山东·期中)过两点的直线的倾斜角为,则( )
A. B. C.或 D.2
2.(24-25高三上·山东临沂·阶段练习)过两不同点的直线的斜率为1,则( )
A.1 B.2 C. D.
3.(24-25高二上·青海海南·期中)过,两个不同点的直线l的斜率为1,则实数m的值为 .
4.(23-24高二上·全国·课后作业)已知点,直线的斜率等于直线的斜率的3倍,求的值.
【经典例题六 斜率公式的应用】
【例1】(23-24高二上·江苏盐城·阶段练习)图1是中国古代建筑中的举架结构,是桁,相邻桁的水平距离称为步,垂直距离称为举,图2是某古代建筑屋顶截面的示意图.其中是举,是相等的步,相邻桁的举步之比分别为.已知,且直线的斜率为0.9,则( )
A.1.1 B.1.0 C.0.9 D.0.8
【例2】(23-24高二下·全国·课后作业)已知三点,,,求证:A,B,C三点共线.
1.(23-24高二上·河南郑州·阶段练习)已知直线,则直线l的倾斜角为( )
A.120° B.60° C.30° D.150°
2.(22-23高二上·江西九江·开学考试)若,,,三点共线,则( )
A.2 B.3 C.9 D.
3.(2023高二上·江苏·专题练习)若三点,, (其中)共线,则 .
4.(2024高二·全国·专题练习)已知实数满足,试求的取值范围.
【经典例题七 】
【例1】(24-25高二下·湖南岳阳·开学考试)经过点作直线l,若直线l与连接,两点的线段总有公共点,求直线l的斜率k的取值范围是( )
A. B. C.,-1)) D.[1,+
【例2】(22-23高二上·四川雅安·开学考试)已知实数x,y满足,且,求的最大值和最小值.
1.(24-25高二上·广西玉林·阶段练习)已知点,经过点P作直线l,若直线l与连接,两点的线段总有公共点,则直线l的斜率k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·河北·阶段练习)已知点,点,直线过点且与线段相交,则直线的斜率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·四川眉山·期中)已知过点的直线与以点和为端点的线段AB相交,求直线的斜率的取值范围 .
4.(23-24高二上·全国·课后作业)直线过点,且与以,为端点的线段相交,求直线的斜率的取值范围.
【拓展训练一 直线的斜率与倾斜角问题】
【例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.
【例2】(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.
1.(24-25高二下·河南商丘·期末)已知直线的一个方向向量为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·安徽滁州·期末)设直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·福建宁德·期末)若向量是直线l的一个法向量,则直线l的倾斜角为 .
4.(24-25高二上·全国·课后作业)直线过点和点.
(1)若直线的斜率是,求;
(2)求直线的倾斜角的最小值.
1.(24-25高二上·浙江台州·期中)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.不存在
2.(2024·江苏南通·模拟预测)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3.(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.
4.(2024高三·全国·专题练习)已知点,过的直线(不垂直于轴)与线段相交,则直线斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高二·全国·课后作业)已知两条直线:,:,当、的夹角在内变动时,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
6.(22-23高一上·江苏南通·阶段练习)已知函数,若满足的整数解恰有3个,则实数的范围为( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二下·海南海口·开学考试)已知直线l经点, 若直线与线段 相交, 则直线斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.(24-25高二上·广东阳江·阶段练习)已知点.若直线与线段相交,则的范围是( )
A. B.
C. D.
9.(24-25高二上·山东菏泽·阶段练习)已知点、,若过定点的直线与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
10.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知点,经过点P作直线l,若直线l与连接,两点的线段(含端点)总有公共点,则直线l的斜率k的取值范围为( )
A. B. C. D.
11.(24-25高二上·江西南昌·阶段练习)直线过点,,则直线的倾斜角为
12.(2025·河南信阳·模拟预测)已知矩形ABCD四个顶点分别为,一质点从线段AB上某一点M处(不包含端点),沿与AB夹角为60°的方向射到边BC上,再依次反射到边CD,DA和AB上(入射角等于反射角),则的取值范围为 .
13.(23-24高三下·广东广州·阶段练习)直线的斜率为,直线的斜率为,直线不与直线垂直,且直线和直线夹角的角平分线的斜率为,则的取值范围是 .
14.(2025高三·全国·专题练习)已知直线过点,且与以,为端点的线段有公共点,则直线倾斜角的取值范围为 ,其斜率的取值范围为 .
15.(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 .
16.(23-24高二上·河南南阳·阶段练习)已知直线过点,.
(1)若直线的倾斜角为,求实数的值;
(2)若直线的倾斜角为钝角,求实数的取值范围.
17.(24-25高二上·贵州贵阳·阶段练习)已知两点,,过点的直线l与线段有公共点.
(1)求直线l的斜率k的取值范围.
(2)求直线l的倾斜角的取值范围.
18.(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.
19.(2025高三·全国·专题练习)已知坐标平面内三点、、.
(1)求直线、、的斜率和倾斜角;
(2)若为的边上一动点,求直线的倾斜角的取值范围.
20.(24-25高二上·陕西安康·阶段练习)已知直线过点,且与以和为端点的线段相交.
(1)求直线的斜率k的取值范围;
(2)求直线的倾斜角的取值范围.
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