摘要:
本讲义聚焦直线的倾斜角与斜率核心知识点,先明确倾斜角定义(x轴正向与直线向上方向的角,范围[0,π))及与倾斜程度的关系,再阐述斜率定义(倾斜角正切值,90°时不存在),梳理两者对应关系(倾斜角变化对应斜率正负及增减性),结合定义法、两点法、系数法求斜率,构建从几何直观到代数运算的学习支架。
资料亮点在于分层设计题型(含基础应用、综合辨析、压轴探究),如直线与线段相交求斜率范围的例题,通过图形分析培养几何直观(数学眼光),命题判断类题目提升逻辑推理(数学思维),表格对比与符号公式强化数学表达(数学语言)。课中助力教师分层授课,课后便于学生回顾练习,有效弥补知识盲点。
内容正文:
2025-26学年高二数选择性必修第一册同步培优讲义【精英班课程】
专题1.1 直线的倾斜角与斜率
知识点一、直线的倾斜角
1.定义:当直线与轴相交时,我们取轴作为基准,轴正向与直线向上方向之间所成的角叫做直线的倾斜角.
2.取值范围:直线的倾斜角的取值范围是,并规定与轴平行或重合的直线的倾斜角为.
补充:(1)倾斜角与直线倾斜程度的关系
倾斜角
直线
(2)对直线的倾斜角的理解
①倾斜角直观地表示了直线相对于轴正方向的倾斜程度.
2 平面内任何一条直线都有唯一的倾斜角,不同的直线可以有相同的倾斜角.
知识点二、直线的斜率
1.定义:一条直线的倾斜角的正切值叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母表示,即.
注意:当直线的倾斜角为90°时,直线的斜率不存在,并不是该直线不存在,而是该直线垂直于轴(平行于轴或与轴重合).因此,所有直线都有倾斜角,但不是所有直线都有斜率.
2.求斜率k的几种方法
(1)(定义法)已知倾斜角,则
(2)(两点法)已知两点A()B(),则
(3)(系数法)已知方程,则
知识点三、倾斜角与斜率的关系
直线情况
平行于轴
由左向右上升
垂直于轴
由左向右下降
的大小
0°
的范围
0
不存在
的增减性
随增大而增大
随增大而增大
斜率和倾斜角的特点
2 斜率和倾斜角都反映直线的倾斜程度,其中斜率是从代数角度描述的,倾斜角是从几何角度描述的;
②直线有斜率必有倾斜角,倾斜角是90°的直线没有斜率,倾斜角不是90°的直线都有斜率
③直线的斜率是随着倾斜角的变化而变化的,并且当直线的倾斜角不是90°时,倾斜角相同的直线,其斜率相同,倾斜角不同的直线,其斜率不同;
直线的斜率也反映直线相对于轴的正方向的倾斜程度.由的图像可知:
当时,斜率越大,直线的倾斜程度就越大;
当时,斜率越大,倾斜角也越大.
题型1:直线的倾斜角
【例1】若是直线的一个方向向量,则的倾斜角为 .
【答案】
【分析】根据方向向量求出斜率,进而求出倾斜角即可.
【解析】因为直线的一个方向向量为,
所以直线的斜率为,即倾斜角为.
故答案为:
【例2】直线的倾斜角为 .
【答案】
【分析】根据题意,求得直线的斜率为,结合直线倾斜角的定义,即可求解.
【解析】由直线,可得直线的斜率为,
所以直线的倾斜角为.
答案为:.
【例3】已知过点,的直线的倾斜角为60°,则实数 .
【答案】
【分析】根据直线斜率的定义和两点求斜率公式建立方程,解之即可.
【解析】由题意知,
该直线的斜率为,
解得.
故答案为:.
【例4】(2025·上海·高三专题练习)直线的倾斜角是( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】计算直线斜率为,得到倾斜角.
【详解】线,则,故倾斜角为.
故选:C.
【点睛】本题考查了求直线倾斜角,反三角函数,属于简单题.
【例5】直线l的倾斜角为,则直线l关于直线y=x对称的直线l'的倾斜角不可能为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】可分类讨论求出对称直线的倾斜角,然后判断.
【详解】当时,直线的倾斜角为,当时,直线的倾斜角为,当时,直线的倾斜角为,因此ABD均可能,只有C不可能.实际上当直线倾斜角为时,直线与直线关于和轴垂直的直线对称.
故选:C.
题型2:直线的斜率
【例6】直线的一个方向向量是_________,一个法向量是________,斜率是________,倾斜角是____________.
【答案】
【分析】根据直线的一般方程的性质得出直线的一个方向向量以及法向量,将直线方程化为斜截式方程,即可得出斜率和倾斜角.
【详解】直线方程
直线的一个方向向量是,一个法向量是
可化为,则斜率为
设倾斜角为,,则,解得
故答案为:;;;
【点睛】本题主要考查了求直线的方向向量,法向量,斜率,倾斜角,属于中档题.
【例7】(2025•徐汇区校级开学)若直线l的倾斜角为120°则l的斜率是__________.
【答案】﹣
【分析】直接利用直线的斜率与倾斜角的关系求解即可.
【详解】解:直线l的倾斜角为120°则l的斜率是:tan120°=.故答案为:﹣.
【例8】(2025春•杨浦区校级期中)设a∈R,若直线l经过点A(a,2)、B(a+1,3),则直线l的斜率是 .
【答案】1
【分析】直接利用点的坐标求出直线的斜率.
【详解】解:直线l经过点A(a,2)、B(a+1,3),则直线的斜率.
故答案为:1.
【例9】过两点,的直线的倾斜角为,则m=
【答案】-2
【分析】根据斜率公式以及斜率的定义即可解出.
【解析】.
故答案为:-2.
题型3:直线的斜率与倾斜角的变化关系
【例10】经过点、两点的直线的倾斜角为( )
A.90º B.120º C.135º D.150º
【解析】
因直线过点、,则直线l的斜率,
直线l的倾斜角为满足,显然,则有,解得,
所以直线的倾斜角为.
故选:D
【例11】(2024上海·华师大二附中高二期中)下列命题中,正确的是( )
A.直线的倾斜角越大,则直线的斜率就越大
B.直线的倾斜角为α,则直线的斜率为tanα
C.直线的斜率为tanα,则直线的倾斜角是α
D.直线的倾斜角时,直线的斜率分别在这两个区间上单调递增
【答案】D
【分析】直线的倾斜角与斜率的关系,即倾斜角存在斜率不一定存在,斜率存在倾斜角一定存在。
【详解】A.直线的倾斜角时,直线的斜率分别在这两个区间上单调递增,故错误,B.当时斜率不存在。C.只有当时,直线的倾斜角才是α
故选:D
【点睛】本题主要考查了倾斜角与斜率的关系,属于基础题。
【例12】设直线,其中且.给出下列结论:①的斜率是;②的倾斜角是;③的方向向量与向量平行;④的法向量与向量平行.其中真命题有( ).
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】先根据直线方程确定直线斜率(可判断①)、方向向量以及法向量,再根据斜率与倾斜角关系、向量平行坐标表示依次判断②③④.
【详解】因为直线,其中,
所以的斜率是;所以①对;
的倾斜角满足,但不一定有,所以②错;
的方向向量为,因为,所以③错;
的法向量为,因为,所以④对;
故选:B.
【点睛】本题考查由直线方程确定直线斜率、方向向量以及法向量,考查斜率与倾斜角关系、考查向量平行坐标,考查基本分析判断能力,属基础题.
【例13】已知动直线的倾斜角的取值范围是,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
根据倾斜角与斜率的关系可得,即可求m的范围.
【解析】
由题设知:直线斜率范围为,即,可得.
故选:B.
【例14】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】分和两种情况讨论,结合斜率和倾斜角的关系分析求解.
【解析】当时,方程为,倾斜角为
当时,直线的斜率,
因为,则,
所以;
综上所述:线的倾斜角的范围是.
故选:C.
题型4:斜率公式的应用
【例15】若过点和点的直线与方向向量为的直线平行,则实数的值是( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】
求出坐标,由向量共线可得关于的方程,进而可求出的值.
【详解】
由题意得,与共线,所以,
解得.经检验知,符合题意,
故选:B.
【例16】(2023下·上海松江·高二上海市松江二中校考期中)已知点,,,若线段,,不能构成三角形,则的值是 .
【答案】
【分析】由线段,,不能构成三角形知三点共线,由求得的值.
【解析】因为线段,,不能构成三角形,所以三点共线,
显然直线的斜率存在,故,即,解得,
故答案为:4
【例17】经过两点的直线的倾斜角是钝角,则实数的范围是 .
【答案】
【分析】由题意可得且斜率,计算即可得解.
【解析】根据题意,即,
且斜率,
即,
解得或.
实数的范围是.
故答案为:
【例18】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.
【解析】
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:.
【例19】若实数、满足,,则代数式的取值范围为
【答案】
【分析】作图,根据代数式的几何意义,结合图象即可得出答案.
【解析】
如图,,,,
则,.
因为,可表示点与线段上任意一点连线的斜率,
由图象可知,,
所以有.
故答案为:.
【例20】已知四边形的顶点,则四边形的形状为( )
A.平行四边形 B.菱形 C.梯形 D.矩形
【答案】D
【分析】
求出四条边所在直线的斜率,可判断它们是矩形.
【详解】
因为,所以.
又因为,所以,
所以四边形为平行四边形.
又因为,所以.
所以四边形为矩形.
【例21】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.
【解析】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:.
题型5:直线与线段相交求斜率范围
【例22】已知两点,,过点的直线与线段AB有交点,则直线l的斜率的取值范围为 .
【答案】
【分析】画出图像,根据倾斜角变化得到斜率变化.
【解析】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AB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,
故答案为:.
【例23】设点、,若直线过点且与线段不相交,则直线的斜率的取值范围是 .
【答案】
【分析】计算,,再根据图像得到答案.
【解析】,,
直线过点且与线段不相交,故,即.
故答案为:.
题型6:综合压轴
【例24】(2015·上海·位育中学高二期中)已知、.
(1)求直线的斜率和倾斜角;
(2)已知实数,求直线的倾斜角的取值范围.
【答案】(1)见解析;(2).
【分析】(1)讨论,与三种情况,即可求得斜率与倾斜角.
(2)由(1)分别求直线的斜率,再求得对应的倾斜角范围即可.
【详解】(1)当时,直线的斜率不存在,倾斜角为.
当时,;
若,则;
若,则.
(2)当时,直线的倾斜角为;
当时,,.
综上可得直线的倾斜角的取值范围为.
【点睛】本题考查了直线的斜率与倾斜角关系,注意斜率不存在时的特殊形式,属于基础题.
【例25】已知坐标平面内两点.
(1)当直线的倾斜角为锐角和钝角时,分别求出的取值范围;
(2)若直线的方向向量为,求的值.
【答案】(1)答案见解析.
(2)
【分析】(1)由斜率为正或为负求解;
(2)由坐标得方向向量,然后利用向量共线得结论.
【解析】(1)直线的倾斜角为锐角时,,解得,
直线的倾斜角为钝角时,,解得或,
所以直线的倾斜角为锐角时,,为钝角时,或;
(2)由已知,又直线的方向向量为,
所以,解得.
【例26】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.
【解析】(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.
【例27】已知坐标平面内三点.
(1)求直线的斜率和倾斜角;
(2)若可以构成平行四边形,且点在第一象限,求点的坐标;
(3)若是线段上一动点,求的取值范围.
【答案】(1)斜率为1,倾斜角为;
(2);
(3).
【分析】(1)根据过两点的斜率公式求出斜率,再求倾斜角;
(2) 设,根据求解即可;
(3) 因为表示直线的斜率,求出与点重合时,直线的斜率;与点重合时,直线的斜率即可得答案.
【解析】(1)解:因为直线的斜率为.
所以直线的倾斜角为;
(2)解:如图,当点在第一象限时,.
设,则,解得,
故点的坐标为;
(3)解:由题意得为直线的斜率.
当点与点重合时,直线的斜率最小,;
当点与点重合时,直线的斜率最大,.
故直线的斜率的取值范围为,
即的取值范围为.
一、填空题
1.(2025·上海市宝山中学高二期中)已知直线:,则此直线的倾斜角为_________.
【答案】
【分析】先求得直线的斜率,然后求得直线的倾斜角.
【详解】直线的斜率为,所以倾斜角为.
故答案为:
2.(2020·上海·位育中学高二期中)若是直线的一个方向向量,则的倾斜角的大小为________.
【答案】
【分析】由方向向量,斜率与倾斜角的关系求解
【详解】由得,故倾斜角的大小为,
故答案为:
3.(2025·上海崇明·高二期末)直线的倾斜角的大小等于_____________.
【答案】
【分析】根据直线的斜率与倾斜角的关系求解即可.
【详解】解:设直线的倾斜角为
由题知,直线的斜率,所以故答案为:
4.(2025·上海·高二专题练习)直线经过点和,则直线的倾斜角为______
【答案】
【分析】先利用直线的斜率公式求出斜率,再求其倾斜角.
【详解】由题意,得直线的斜率为,又
所以直线的倾斜角为.
故答案为:.
5.(2025·上海·高二专题练习)经过两点的直线的倾斜角为,则___________.
【答案】2
【分析】由两点间的斜率公式及直线斜率的定义即可求解.
【详解】解:因为过两点的直线的倾斜角为,
所以,解得,
故答案为:2.
6.(2023年春·上海南洋模范中学高二下期中)直线的倾斜角的取值范围是_______.
【答案】
【分析】根据直线斜率,可知,结合可求得结果.
【详解】由知:直线斜率,
设直线倾斜角为,则,又,.
故答案为:.
7.(2025春·上海市奉贤中学校考期中)已知,试用表示经过两点直线的倾斜角_____.
【答案】
【分析】由斜率公式求解得到答案,注意角度的范围
【详解】设直线的倾斜角为,
∵,则,
∴,
又∵,则,
∴.
故答案为:.
8.(2025秋·上海市七宝中学高二上期末)已知直线经过点,且它的倾斜角等于直线的倾斜角的倍,则直线的方程为 _________ .
【答案】
【分析】求出直线的倾斜角,从而可求得直线的倾斜角,即可得解.
【详解】解:直线的倾斜角为,所以直线的倾斜角为,
所以直线的方程为.
故答案为:x = -2
9.(2025秋·上海静安·高二校考期末)直线的倾斜角为______.
【答案】
【分析】首先根据已知条件得到直线的斜率,再求倾斜角即可.
【详解】直线的斜率,则倾斜角为.
故答案为:
10.(2024秋•徐汇区校级期末)直线的倾斜角是 .
【答案】60°
【分析】设此直线的倾斜角为θ,则tan θ=,且 0≤θ<π,从而得到 θ=60°.
【详解】解:直线的斜率为,设此直线的倾斜角为θ,则tan θ=,且 0≤θ<π,
∴θ=60°,
故答案为:60°.
11.(2024秋•青浦区校级月考)已知点A(﹣3,4),B(3,2),过点P(1,0)的直线l与线段AB有公共点,则直线l的倾斜角的取值范围 .
【答案】45°≤α≤135°
【分析】由题意画出图形,求出P与线段AB端点连线的倾斜角得答案.
【详解】如图,当直线l过B时设直线l的倾斜角为α(0≤α<π),
则tan α==1,α=45°
当直线l过A时设直线l的倾斜角为β(0≤β<π),
则tan β==﹣1,β=135°,
∴要使直线l与线段AB有公共点,
则直线l的倾斜角α的取值范围是45°≤α≤135°.
故答案为45°≤α≤135°.
12.(2025·上海市青浦高级中学高二阶段练习)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:.
二、单选题
13.(2025·上海市朱家角中学高一期末)已知直线与直线,若直线与直线的夹角为,则实数的值为( )
A. B. C.或0 D.或
【答案】C
【分析】根据倾斜角与斜率的关系即可求解.
【详解】的斜率为,所以其倾斜角为,直线恒过点,若直线与直线的夹角为,则的倾斜角为或者,所以斜率为或,
故选:C
14.已知点A(2,4),B(3,6),则直线AB的斜率为( )
A. B. C.2 D.-2
【答案】C
【分析】直角利用两点坐标求直线斜率的公式计算即可.
【详解】因为,所以.故选:C
15.(2023年春·上海格致中学高二下期中)若直线的一个方向向量为,则它的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意,求出直线的斜率,从而得出结果.
【详解】依题意,是直线的一个方向向量,
所以直线的斜率,
所以直线的倾斜角为.故选:C.
16.(2024秋•浦东新区校级月考)已知下列命题:
①直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为tanα;
②直线的斜率为tanα,则直线的倾斜角为α;
③直线的倾斜角为α,则sinα>0.
上述命题中不正确的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】D
【分析】根据直线的倾斜角与斜率的定义,判断即可.
【详解】对于①,直线的倾斜角为α,α=90°,直线的斜率不存在,α≠90°时,直线的斜率为tan α,所以①错误;
对于②,直线的斜率为tan α时,α不一定是直线的倾斜角,如α=﹣45°时,直线的斜率为﹣1,倾斜角为135°,所以②错误;
对于③,直线的倾斜角为α,α=0时,sinα=0,所以③错误.
综上知,错误的命题序号是①②③.
故选:D.
三、解答题
17. 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.
【答案】(1)或;(2)
【分析】(1)由题意画出图形,求出与线段端点连线的倾斜角得答案;(2)由斜率是倾斜角的正切值即可得到的斜率的取值范围.
【详解】如图,由题意可知,直线的斜率,直线的斜率,
(1)要使与线段有公共点,则直线的斜率的取值范围是,或.
(2)由题意可知直线l的倾斜角介于直线与的倾斜角之间,又直线的倾斜角是,直线的倾斜角是,故的取值范围是.
18.已知直线.
(1)若直线过点,试写出直线的一个方向向量;
(2)若实数,求直线的倾斜角的取值范围.
【答案】(1)直线的一个方向向量为;(2).
【分析】(1)将A代入直线l方程求a,写出直线方程即可得l的方向向量;
(2)由直线方程得斜率,讨论a并利用基本不等式求k的范围,进而可得倾斜角的范围.
【详解】(1)把代入直线的方程,得,解得,此时直线的方程为,
故直线的一个方向向量为;
(2)因为,所以直线的斜率,
∴当时,当且仅当时等号成立;
当时,当且仅当时等号成立;
综上有,可得倾斜角.
19.已知坐标平面内两点M(m+3,2m+5),N(m-2,1).
(1)当m为何值时,直线MN的倾斜角为锐角?
(2)当m为何值时,直线MN的倾斜角为钝角?
(3)直线MN的倾斜角可能为直角吗?
【答案】(1) m>-2. (2) m<-2. (3) 不可能为直角.
【分析】(1)由倾斜角为锐角,则斜率大于0,根据斜率公式,得到不等式,即可求解;
(2)由倾斜角为钝角,则斜率小于0,根据斜率公式,得到不等式,即可求解;
(3)当直线MN垂直于x轴时直线的倾斜角为直角,此时m+3=m-2,即可作出判定.
【详解】(1)若倾斜角为锐角,则斜率大于0,
即k==>0,
解得m>-2.
(2)若倾斜角为钝角,则斜率小于0,
即k==<0,
解得m<-2.
(3)当直线MN垂直于x轴时直线的倾斜角为直角,此时m+3=m-2,此方程无解,故直线MN的倾斜角不可能为直角.
20.已知过原点O的一条直线与函数的图像交于A,B两点,分别过点A,B作y轴的平行线与函数的图像交于C,D两点.
(1)证明:点O,C,D在同一条直线上;
(2)当直线平行于x轴时,求点A的坐标.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【分析】(1)设出、的坐标,解出、的坐标,求出、的斜率相等则三点共线.
(2)平行轴,、纵坐标相等,推出横坐标的关系,结合(1)即可求出的坐标.
【详解】(1)设点、的横坐标分别为、由题设知,,.则点、纵坐标分别为、.
因为、在过点的直线上,所以,
点、坐标分别为,,,.
由于,
的斜率,
的斜率.
由此可知,,
即、、在同一条直线上.
(2)由于平行于轴知
,
即得,
.
代入得.
由于知,
.
考虑解得.
于是点的坐标为,.
21.已知直线:的倾斜角为角.
(1)求;
(2)求,的值.
【答案】(1);(2);
【分析】(1)首先求出直线的斜率,再根据斜率等于倾斜角的正切值计算可得;
(2)利用同角三角函数的基本关系及二倍角公式计算可得;
【详解】(1)因为直线的斜率为,且直线的倾斜角为角,
所以
(2)由(1)知,
解得或,
因为,所以
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2025-26学年高二数选择性必修第一册同步培优讲义【精英班课程】
专题1.1 直线的倾斜角与斜率
知识点一、直线的倾斜角
1.定义:当直线与轴相交时,我们取轴作为基准,轴正向与直线向上方向之间所成的角叫做直线的倾斜角.
2.取值范围:直线的倾斜角的取值范围是,并规定与轴平行或重合的直线的倾斜角为.
补充:(1)倾斜角与直线倾斜程度的关系
倾斜角
直线
(2)对直线的倾斜角的理解
①倾斜角直观地表示了直线相对于轴正方向的倾斜程度.
2 平面内任何一条直线都有唯一的倾斜角,不同的直线可以有相同的倾斜角.
知识点二、直线的斜率
1.定义:一条直线的倾斜角的正切值叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母表示,即.
注意:当直线的倾斜角为90°时,直线的斜率不存在,并不是该直线不存在,而是该直线垂直于轴(平行于轴或与轴重合).因此,所有直线都有倾斜角,但不是所有直线都有斜率.
2.求斜率k的几种方法
(1)(定义法)已知倾斜角,则
(2)(两点法)已知两点A()B(),则
(3)(系数法)已知方程,则
知识点三、倾斜角与斜率的关系
直线情况
平行于轴
由左向右上升
垂直于轴
由左向右下降
的大小
0°
的范围
0
不存在
的增减性
随增大而增大
随增大而增大
斜率和倾斜角的特点
2 斜率和倾斜角都反映直线的倾斜程度,其中斜率是从代数角度描述的,倾斜角是从几何角度描述的;
②直线有斜率必有倾斜角,倾斜角是90°的直线没有斜率,倾斜角不是90°的直线都有斜率
③直线的斜率是随着倾斜角的变化而变化的,并且当直线的倾斜角不是90°时,倾斜角相同的直线,其斜率相同,倾斜角不同的直线,其斜率不同;
直线的斜率也反映直线相对于轴的正方向的倾斜程度.由的图像可知:
当时,斜率越大,直线的倾斜程度就越大;
当时,斜率越大,倾斜角也越大.
题型1:直线的倾斜角
【例1】若是直线的一个方向向量,则的倾斜角为 .
【例2】直线的倾斜角为 .
【例3】已知过点,的直线的倾斜角为60°,则实数 .
【例4】(2025·上海·高三专题练习)直线的倾斜角是( ).
A. B.
C. D.
【例5】直线l的倾斜角为,则直线l关于直线y=x对称的直线l'的倾斜角不可能为( )
A. B. C. D.
题型2:直线的斜率
【例6】直线的一个方向向量是_________,一个法向量是________,斜率是________,倾斜角是____________.
【例7】(2025•徐汇区校级开学)若直线l的倾斜角为120°则l的斜率是__________.
【例8】(2025春•杨浦区校级期中)设a∈R,若直线l经过点A(a,2)、B(a+1,3),则直线l的斜率是 .
【例9】过两点,的直线的倾斜角为,则m=
题型3:直线的斜率与倾斜角的变化关系
【例10】经过点、两点的直线的倾斜角为( )
A.90º B.120º C.135º D.150º
【例11】(2024上海·华师大二附中高二期中)下列命题中,正确的是( )
A.直线的倾斜角越大,则直线的斜率就越大
B.直线的倾斜角为α,则直线的斜率为tanα
C.直线的斜率为tanα,则直线的倾斜角是α
D.直线的倾斜角时,直线的斜率分别在这两个区间上单调递增
【例12】设直线,其中且.给出下列结论:①的斜率是;②的倾斜角是;③的方向向量与向量平行;④的法向量与向量平行.其中真命题有( ).
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【例13】已知动直线的倾斜角的取值范围是,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【例14】设直线的方程为,则直线的倾斜角的范围是( )
A. B.
C. D.
题型4:斜率公式的应用
【例15】若过点和点的直线与方向向量为的直线平行,则实数的值是 )
A. B. C.2 D.
【例16】(2023下·上海松江·高二上海市松江二中校考期中)已知点,,,若线段,,不能构成三角形,则的值是 .
【例17】经过两点的直线的倾斜角是钝角,则实数的范围是 .
【例18】已知实数x、y满足方程,当时,则的取值范围是 .
【例19】若实数、满足,,则代数式的取值范围为
【例20】已知四边形的顶点,则四边形的形状为( )
A.平行四边形 B.菱形 C.梯形 D.矩形
【例21】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 .
题型5:直线与线段相交求斜率范围
【例22】已知两点,,过点的直线与线段AB有交点,则直线l的斜率的取值范围为 .
【例23】设点、,若直线过点且与线段不相交,则直线的斜率的取值范围是 .
【例24】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.
题型6:综合压轴
【例25】(2015·上海·位育中学高二期中)已知、.
(1)求直线的斜率和倾斜角;
(2)已知实数,求直线的倾斜角的取值范围.
【例26】已知坐标平面内两点.
(1)当直线的倾斜角为锐角和钝角时,分别求出的取值范围;
(2)若直线的方向向量为,求的值.
【例27】已知坐标平面内三点.
(1)求直线的斜率和倾斜角;
(2)若可以构成平行四边形,且点在第一象限,求点的坐标;
(3)若是线段上一动点,求的取值范围.
一、填空题
1.(2025·上海市宝山中学高二期中)已知直线:,则此直线的倾斜角为_________.
2.(2024·上海·位育中学高二期中)若是直线的一个方向向量,则的倾斜角的大小为________.
3.(2025·上海崇明·高二期末)直线的倾斜角的大小等于_____________.
4.(2025·上海·高二专题练习)直线经过点和,则直线的倾斜角为______
5.(2025·上海·高二专题练习)经过两点的直线的倾斜角为,则___________.
6.(2023年春·上海南洋模范中学高二下期中)直线的倾斜角的取值范围是_______.
7.(2025春·上海市奉贤中学校考期中)已知,试用表示经过两点直线的倾斜角_____.
8.(2025秋·上海市七宝中学高二上期末)已知直线经过点,且它的倾斜角等于直线的倾斜角的倍,则直线的方程为 _________ .
9.(2025秋·上海静安·高二校考期末)直线的倾斜角为______.
10.(2024秋•徐汇区校级期末)直线的倾斜角是 .
11.(2024秋•青浦区校级月考)已知点A(﹣3,4),B(3,2),过点P(1,0)的直线l与线段AB有公共点,则直线l的倾斜角的取值范围 .
12.(2025·上海市青浦高级中学高二阶段练习)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_____.
二、单选题
13.(2025·上海市朱家角中学高一期末)已知直线与直线,若直线与直线的夹角为,则实数的值为( )
A. B. C.或0 D.或
14.已知点A(2,4),B(3,6),则直线AB的斜率为( )
A. B. C.2 D.-2
15.(2023年春·上海格致中学高二下期中)若直线的一个方向向量为,则它的倾斜角为( )
A. B. C. D.
16.(2024秋•浦东新区校级月考)已知下列命题:
①直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为tanα;
②直线的斜率为tanα,则直线的倾斜角为α;
③直线的倾斜角为α,则sinα>0.
上述命题中不正确的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
三、解答题
17. 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.
18.已知直线.
(1)若直线过点,试写出直线的一个方向向量;
(2)若实数,求直线的倾斜角的取值范围.
19.已知坐标平面内两点M(m+3,2m+5),N(m-2,1).
(1)当m为何值时,直线MN的倾斜角为锐角?
(2)当m为何值时,直线MN的倾斜角为钝角?
(3)直线MN的倾斜角可能为直角吗?
20.已知过原点O的一条直线与函数的图像交于A,B两点,分别过点A,B作y轴的平行线与函数的图像交于C,D两点.
(1)证明:点O,C,D在同一条直线上;
(2)当直线平行于x轴时,求点A的坐标.
21.已知直线:的倾斜角为角.
(1)求;
(2)求,的值.
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