内容正文:
[课后分层练(十三)] 倾斜角与斜率
(单选题、填空题每题5分,多选题每题6分,解答题每题15分)
【基础巩固】
1.过点A(-,)与点B(-,)的直线的倾斜角为( )
A.45° B.135°
C.45°或135° D.60°
解析:选A.kAB===1,即tan α=1,又0°≤α<180°,所以直线的倾斜角为45°.
2.如图,设直线l1,l2,l3的斜率分别为k1,k2,k3,则k1,k2,k3的大小关系为( )
A.k1<k2<k3 B.k1<k3<k2
C.k2<k1<k3 D.k3<k2<k1
解析:选A.根据“当直线的倾斜角α∈[0,)时,直线的倾斜程度越大,斜率越大”可知选项A正确.
3.过A(4,y),B(2,-3)两点的直线的一个方向向量为n=(-1,-1),则y=( )
A.- B.
C.-1 D.1
解析:选C.(方法一)由直线上的两点A(4,y),B(2,-3),得=(-2,-3-y).又直线AB的一个方向向量为n=(-1,-1),因此n∥,所以(-2)×(-1)-(-3-y)×(-1)=0,解得y=-1.
(方法二)由直线的方向向量为n=(-1,-1)得,直线的斜率为=1,所以=1,解得y=-1.
4.(多选)下列说法正确的是( )
A.若α是直线l的倾斜角,则0°≤α<180°
B.若k是直线的斜率,则k∈R
C.任一条直线都有倾斜角,但不一定有斜率
D.任一条直线都有斜率,但不一定有倾斜角
解析:选ABC.由直线的倾斜角和斜率的定义知,A,B,C正确,D错误.
5.(多选)已知点A的坐标为(3,4),在坐标轴上有一点B,若kAB=4,则点B的坐标为( )
A.(0,-4) B.(2,0)
C.(0,2) D.(0,-8)
解析:选BD.设B(x,0)或(0,y),因为kAB=或kAB=,所以=4或=4,所以x=2,y=-8,所以点B的坐标为(2,0)或(0,-8).
6.若三点A(2,-3),B(4,3),C(5,k)在同一条直线上,则实数k= .
解析:因为A(2,-3),B(4,3),C(5,k)在同一条直线上,所以kAB=kAC,
kAB==3,kAC==,所以3=,即k=6.
答案:6
7.已知直线l的倾斜角α∈[,],则该直线的斜率k的取值范围是 .
解析:由倾斜角和斜率的关系为k=tan α,结合y=tan α的图象性质,知当≤α<时,k≥1;当<α≤时,k≤-;当α=时,k不存在,所以k∈(-∞,-]∪[1,+∞).
答案:(-∞,-]∪[1,+∞)
8.已知坐标平面△ABC的三个顶点的坐标分别是A(-1,1),B(1,1),C(1,-1),求直线AB,BC,AC的斜率.
解:kAB==0,kAC==-1.
∵B,C两点的横坐标相等,
∴直线BC的斜率不存在.
9.已知直线l经过两点A(-1,m),B(m,1),问:当m取何值时.
(1)直线l与x轴平行?
(2)直线l与y轴平行?
(3)直线l的方向向量的坐标为(3,1).
(4)直线的倾斜角为45°?
(5)直线的倾斜角为锐角?
解:(1)若直线l与x轴平行,则直线l的斜率k==0,∴m=1.
(2)若直线l与y轴平行,则直线l的斜率不存在,∴m=-1.
(3)直线l的方向向量的坐标为(3,1),故k=,即=,解得m=.
(4)由题意可知,直线l的斜率k=1,即=1,解得m=0.
(5)由题意可知,直线l的斜率k>0,即>0,解得-1<m<1.
【综合运用】
10.若点P(x,y)在以A(-3,1),B(-1,0),C(-2,0)为顶点的△ABC的内部运动(不包含边界),则的取值范围是( )
A.[,1] B.(,1)
C.[,1] D.(,1)
解析:选D.根据已知的条件,可知点P(x,y)是点A,B,C围成的△ABC内一动点,那么所求的几何意义是过动点P(x,y)与定点M(1,2)的直线的斜率.由已知,得kAM=,kBM=1,kCM=.利用图象(图略),可得的取值范围是(,1).
11.(知识融合)设直线l的方程为x+y cos θ+3=0(θ∈R),则直线l的倾斜角α的取值范围是 .
解析:当cos θ=0时,方程变为x+3=0,其倾斜角α=;
当cos θ≠0时,由直线方程可得斜率k=tan α=-.
∵cos θ∈[-1,1]且cos θ≠0,∴k∈(-∞,-1]∪[1,+∞),
即tan α∈(-∞,-1]∪[1,+∞).又α∈[0,π),
∴α∈[,)∪(,].
综上可知,倾斜角α的取值范围是[,].
答案:[,]
12.已知A(,0),B(2,1),直线l过点P(0,-1),若直线l与线段AB总有公共点,则直线l的斜率的取值范围是 ,倾斜角α的取值范围是 .
解析:如图,若直线l与线段AB总有公共点,则kPA≤kl≤kPB,
因为A(,0),B(2,1),P(0,-1),
所以kPA==,kPB==1,
所以≤kl≤1,即≤tan α≤1,
因为α∈[0,π),所以≤α≤.
答案: [,1] [,]
13.如图所示,菱形OBCD的顶点O与坐标原点重合,一边在x轴的正半轴上,已知∠BOD=60°,求菱形OBCD各边和两条对角线所在直线的倾斜角和斜率.
解:在菱形OBCD中,OD∥BC,∠BOD=60°,
所以直线OD,BC的倾斜角相等,都为60°,所以斜率kOD=kBC=tan 60°=;
因为CD∥OB,且OB在x轴上,所以直线OB,CD的倾斜角相等,都为0°,所以斜率kOB=kCD=0;由菱形的性质知,∠COB=×60°=30°,∠OBD=60°,
所以直线OC,BD的倾斜角分别为30°,120°,
所以两条对角线的斜率分别为:kOC=tan 30°=,kBD=tan 120°=-.
14.已知实数x,y满足y=x2-2x+2(-1≤x≤1),试求的最大值与最小值.
解:如图所示,
由=的几何意义可知,它表示经过定点P(-2,-3)与曲线段AB上任一点(x,y)的直线的斜率k,由图可知kPA≤k≤kPB.由已知可得A(1,1),B(-1,5),
∴kPA==,kPB==8,
∴≤k≤8.
故(-1≤x≤1)的最大值为8,最小值为.
【创新探索】
15.已知f(x)=log2(x+1),且a>b>c>0,试用图示法比较,,的大小关系.
解:表示经过点O(0,0)和点A(x,f(x))的直线的斜率,所以我们可以赋予,,几何意义:表示3个斜率.作函数f(x)=log2(x+1)的图象如图所示.
因为a>b>c>0,在函数图象上找到对应点(a,f(a)),(b,f(b)),(c,f(c)),将这三点与原点相连,
可得>>.
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