内容正文:
第1节 直线的倾斜角与斜率、直线的方程
高考总复习
2027
备考路径
考点 考题 考情分析
直线与圆 2025全国1,第7题;2024新高考Ⅱ,第5题;2023新高考Ⅰ,第6题;2023新高考Ⅱ,第15题;2022新高考Ⅰ,第14题;2022新高考Ⅱ,第15题;2021新高考Ⅰ,第11题;2021新高考Ⅱ,第11题 1.题型、题量稳定:近两年高考试题对解析几何的考查以“2小1大”或“3小1大”的形式出现,分值约26~31分.
圆锥曲线的定义与方程 2025全国1,第3题;2025全国2,第6题;2024新高考Ⅰ,第11题;2023新高考Ⅰ,第5题,第16题;2022新高考Ⅰ,第16题;2021新高考Ⅰ,第5题,第14题;2022新高考Ⅱ,第3题
考点 考题 考情分析
直线与椭圆的综合问题 2025全国1,第18题;2025全国2,第16题;2024新高考Ⅰ,第16题;2023新高考Ⅱ,第5题;2022新高考Ⅱ,第16题;2021新高考Ⅱ,第20题 2.重点突出:本章在高考中均以重要知识模块命制试题,题型覆盖面广.客观题重点考查直线与圆,圆锥曲线的定义、标准方程、几何性质及直线与圆锥曲线的位置关系等;主观题主要考查圆锥曲线中的最值、范围、定点、定值及证明等问题,常与函数、不等式等知识综合,有时会以探索性问题形式呈现,难度较大
直线与双曲线的综合问题 2025全国2,第11题;2024新高考Ⅰ,第12题; 2024新高考Ⅱ,第19题;2023新高考Ⅱ,第21题;2022新高考Ⅰ,第21题;2022新高考Ⅱ,第21题;2021新高考Ⅰ,第21题
直线与抛物线的综合问题 2025全国1,第10题;2024新高考Ⅱ,第10题; 2023新高考Ⅰ,第22题;2022新高考Ⅱ,第10题;2022新高考Ⅰ,第11题;2022新高考Ⅱ,第10题
课标解读 1.在平面直角坐标系中,结合具体图形,探索确定直线位置的几何要素.2.理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线斜率的计算公式.3.掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式).
强基础•固本增分
研考点•精准突破
目录索引
强基础•固本增分
自主诊断
1.(人教A版选择性必修第一册2.1.1节练习第4题改编)已知点A(2,0),B(3,),则直线AB的倾斜角为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
B
解析 由题意得直线AB的斜率k=.设直线AB的倾斜角为α,
则tan α=.∵0°≤α<180°,∴α=60°.
2.(多选题)(人教A版选择性必修第一册习题2.2第10题改编)已知直线l的方程是Ax+By+C=0,则下列说法正确的有( )
A.若A·B·C≠0,则直线l不过原点
B.若A·B>0,则直线l必过第四象限
C.若直线l不过第四象限,则一定有A·B<0
D.若A·B<0且A·C>0,则直线l不过第四象限
ABD
解析 对于A,若A·B·C≠0,则A,B,C都不等于0,当x=y=0时,A·0+B·0+C≠0,所以直线l不过原点,故A正确;对于B,若A·B>0,则直线斜率-<0,则直线一定过第四象限,故B正确;对于C,当直线过第一、第二象限时,此时A=0,则A·B=0,故C错误;对于D,若A·B<0且A·C>0,则->0,-<0,所以直线的斜率大于0,在x轴上的截距小于0,所以直线经过第一、第二、第三象限,不经过第四象限,故D正确.故选ABD.
3.(人教A版选择性必修第一册习题2.1第7题改编)过A(m2+2,m2-3),
B(3-m-m2,2m)两点的直线l的倾斜角为45°,则m的值为 .
-2
解析 ∵直线l的斜率为tan 45°=1,
∴=1,解得m=-2.
4.(人教A版选择性必修第一册习题2.2第1(1)题改编)已知直线l经过点
A(8,-2),斜率是-,则直线l的方程为 .
x+2y-4=0
解析 由直线的点斜式方程,得y-(-2)=-(x-8),即x+2y-4=0.
知识梳理
1.直线倾斜角的定义
当直线l与x轴相交时,我们以x轴为基准,x轴 与直线l 的方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为 . 取值范围为0°≤α<180°
2.直线的斜率
(1)定义:一条直线的倾斜角α的正切值叫做这条直线的斜率.斜率常用小写字母k表示,即k=tan α,倾斜角是90°的直线没有斜率.
(2)过两点的直线的斜率公式
①经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为k=.
正向
向上
0°
微点拨 斜率公式与两点的顺序无关,即两纵坐标和两横坐标在公式中可以同时调换.就是说,如果分子是y2-y1,那么分母必须是x2-x1;反过来,如果分子是y1-y2,那么分母必须是x1-x2.
微思考 直线的倾斜角越大,斜率越大对吗?
提示 不对.设直线的倾斜角为α,斜率为k.
α的大小 0° 0°<α<90° 90° 90°<α<180°
k的范围 k=0 k>0 不存在 k<0
k的增减性 — 随α的增大而增大 — 随α的增大而增大
②设P1(x1,y1),P2(x2,y2)(其中x1≠x2)是直线l上的两点,则向量=(x2-x1,y2-y1)以及与它平行的向量都是直线的 .若直线l的斜率为k,它的一个方向向量的坐标为(x,y),则k= .
方向向量
②设P1(x1,y1),P2(x2,y2)(其中x1≠x2)是直线l上的两点,则向量=(x2-x1,y2-y1)以及与它平行的向量都是直线的 .若直线l的斜率为k,它的一个方向向量的坐标为(x,y),则k= .
方向向量
3.直线方程的五种形式
名称 几何条件 方程 适用条件
点斜式 过点(x0,y0),斜率为k 与x轴不垂直的直线
斜截式 在y轴上的截距为b,斜率为k
两点式 过两点(x1,y1),(x2,y2) (x1≠x2,y1≠y2) 与两坐标轴均不垂直的直线
y-y0=k(x-x0)
y=kx+b
名称 几何条件 方程 适用条件
截距式
“截距式”中截距不是距离,在用截距式时,应先判断截距是否为0 在x轴、y轴上的截距分别为a,b(a,b≠0) 不过原点,且与两坐标轴均不垂直的直线
一般式 — Ax+By+C=0
(A2+B2≠0) 平面内所有直线
误区警示 求直线方程时,若不能判断直线是否具有斜率,应对斜率存在与不存在加以讨论.
=1
研考点•精准突破
考点一 直线的倾斜角与斜率
例1 (1)若直线l的一个方向向量为n=(1,-),则l的倾斜角为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
C
解析 设l的倾斜角为α,0°≤α<180°,由题意得l的斜率k=tan α=-,则α=120°.故选C.
考点一
考点二
考点三
(2)[一题多变]直线l过点P(1,0),且与以A(2,1),B(0,)为端点的线段有公共点,则直线l的斜率的取值范围为 .
(-∞,-]∪[1,+∞)
解析 设直线PA与PB的倾斜角分别为α,β,直线PA的斜率是kAP=1,直线PB的斜率是kBP=-.如图,当直线l由PA变化到与y轴平行的位置PC时,它的倾斜角由α增至90°,斜率的取值范围为[1,+∞).
当直线l由PC变化到PB的位置时,它的倾斜角由90°增至β,斜率的取值范围是(-∞,-].故直线l的斜率的取值范围是(-∞,-]∪[1,+∞).
考点一
考点二
考点三
AI变式
[变式1](变条件)若例1(2)中P(1,0)改为P(-1,0),其他条件不变,求直线l的斜率的取值范围.
解 设直线l的斜率为k,则直线l的方程为y=k(x+1),即kx-y+k=0.∵A,B两点在直线l的两侧或其中一点在直线l上,∴(2k-1+k)(-+k)≤0,即(3k-1)(k-)≤0,解得≤k≤.故直线l的斜率的取值范围是[].
考点一
考点二
考点三
[变式2](变条件变结论)若将例1(2)中的B(0,)改为B(2,-1),其他条件不变,求直线l的倾斜角的取值范围.
解 易知直线l的斜率存在,设直线l的斜率为k,则直线l的方程为y=k(x-1),即kx-y-k=0.∵A,B两点在直线l的两侧或其中一点在直线l上,
∴(2k-1-k)(2k+1-k)≤0,即(k-1)(k+1)≤0,解得-1≤k≤1.故直线l的倾斜角的取值范围是[0,]∪[,π).
考点一
考点二
考点三
规律方法 1.斜率的两种求法
(1)定义法:若已知直线的倾斜角α或α的某种三角函数值,一般根据k=tan α求斜率.
(2)公式法:若已知直线上两点A(x1,y1),B(x2,y2),一般根据斜率公式k=(x1≠x2)求斜率.
2.斜率取值范围的两种求法
(1)数形结合法:作出直线在平面直角坐标系中可能的位置,借助图形,结合正切函数的单调性确定.
(2)函数图象法:根据正切函数图象,由倾斜角范围求斜率范围,反之亦可.
考点一
考点二
考点三
[对点训练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.
求:(1)直线l的斜率k的取值范围;
(2)直线l的倾斜角α的取值范围.
考点一
考点二
考点三
解 (1)因为A(-3,4),B(3,2),P(1,0),所以kPA==-1,kPB==1.
因为直线l与线段AB有公共点,所以由图可知直线l的斜率k满足k≤kPA或k≥kPB,所以直线l的斜率k的取值范围是(-∞,-1]∪[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,因为直线PB的倾斜角是,直线PA的倾斜角是,
所以α的取值范围是[].
考点一
考点二
考点三
考点二 直线的方程
例2 求符合下列条件的直线方程:
(1)若直线l过点(-1,1),且其一个方向向量为m=(1,-2);
(2)经过两点A(3,-2),B(5,-4);
(3)倾斜角为45°且在y轴上的截距为2;
(4)过点P(2,4)且在坐标轴上的截距相等.
考点一
考点二
考点三
解 (1)由题意,直线的斜率k==-2.
又直线l过点(-1,1),所以直线方程为y-1=-2(x+1),即2x+y+1=0.
(2)由两点式得,即x+y-1=0.
(3)斜率k=tan 45°=1,截距b=2,所以斜截式方程为y=x+2,即x-y+2=0.
(4)当直线过原点时,设直线方程为y=kx,因为直线过点(2,4),则k=2,
即直线方程为2x-y=0.
当直线不过原点时,设直线方程为=1(a≠0),因为直线过点(2,4),
则=1,即a=6,即x+y-6=0.
综上所述,直线方程为2x-y=0或x+y-6=0.
考点一
考点二
考点三
规律方法 求直线方程的两种方法
考点一
考点二
考点三
[对点训练2](1)已知直线Ax+By+C=0的斜率为5,且A-2B+3C=0,则该直线方程为( )
A.15x-3y-7=0 B.15x+3y-7=0
C.3x-15y-7=0 D.3x+15y-7=0
A
解析 由题意得所以
所以直线方程为-5x+y+=0,即15x-3y-7=0.故选A.
考点一
考点二
考点三
(2)已知直线ax+by-1=0在y轴上的截距为-1,且它的倾斜角是直线
x-y-=0的倾斜角的2倍,则a,b的值分别为( )
A.,1 B.,-1 C.-,1 D.-,-1
D
解析 ∵直线x-y-=0的斜率k=,∴直线x-y-=0的倾斜角α满足tan α=,得α=60°.由此可得直线ax+by-1=0的倾斜角β=2α=120°,直线ax+by-1=0的斜率k1=tan 120°=-.∵直线ax+by-1=0在y轴上的截距为
-1,∴直线ax+by-1=0的斜截式方程为y=-x-1,即-x-y-1=0,可得
a=-,b=-1.故选D.
考点一
考点二
考点三
(3)过点(2,1)且在x轴上的截距与在y轴上的截距之和为6的直线方程为 .
解析 由题意可知直线的斜率存在且不为0,设直线方程为=1,则有解得故直线方程为x+y-3=0或x+2y-4=0.
x+y-3=0或x+2y-4=0
考点一
考点二
考点三
考点三 直线方程的综合应用
例3 [一题多变]已知直线l过点M(2,1),且分别与x轴的正半轴、y轴的正半轴交于A,B两点,O为原点,当△AOB面积最小时,求直线l的方程.
考点一
考点二
考点三
解 (方法1)设直线l的方程为y-1=k(x-2),k≠0,则可得A(,0),B(0,1-2k).
∵直线l与x轴的正半轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,∴解得k<0.
于是S△AOB=·|OA|·|OB|=·(1-2k)=(4--4k)≥[4+2]=4,当且仅当-=-4k且k<0,即k=-时,等号成立,此时△AOB面积最小,直线l的方程为y-1=-(x-2),即x+2y-4=0.
考点一
考点二
考点三
(方法2)设所求直线l的方程为=1(a>0,b>0),则=1.又≥2, ∴ab≥4,当且仅当,即a=4,b=2时,等号成立,此时△AOB的面积S=ab最小,直线l的方程是=1,即x+2y-4=0.
考点一
考点二
考点三
AI变式
[变式1](变条件)在本例中,当|MA|·|MB|取得最小值时,求直线l的方程.
解 (方法1)设直线l的方程为y-1=k(x-2),k≠0,则可得A(,0),B(0,1-2k).
∵直线l与x轴的正半轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,
∴解得k<0.
∴|MA|·|MB|==2(-k+)≥4,当且仅当-k=-且k<0,即k=-1时,等号成立.此时直线l的方程为x+y-3=0.
考点一
考点二
考点三
(方法2)设所求直线l的方程为=1(a>0,b>0),则可得A(a,0),B(0,b),
=1.
∴|MA|·|MB|=||·||=-=-(a-2,-1)·(-2,b-1)=2(a-2)+b-1
=2a+b-5=(2a+b)()-5=2()≥4,当且仅当a=b=3时,等号成立.
此时直线l的方程为x+y-3=0.
考点一
考点二
考点三
[变式2](变条件)在本例中,当|OA|+|OB|取最小值时,求直线l的方程.
解 设所求直线l的方程为=1(a>0,b>0),则=1,所以|OA|+|OB|=a+b=(a+b)·()=3+≥3+2,当且仅当a=2+, b=1+时,等号成立.所以当|OA|+|OB|取最小值时,直线l的方程为
x+y-2-=0.
考点一
考点二
考点三
规律方法 与直线方程有关的最值问题的解题策略
考点一
考点二
考点三
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