内容正文:
2.1 直线的倾斜角与斜率
2.1.1 倾斜角与斜率
目 标 素 养
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,提升数学抽象和逻辑推理等核心素养.
2.理解直线的倾斜角和斜率的概念.
3.经历用代数法刻画直线斜率的过程,掌握过两点的直线斜率的计算公式,提升数学运算的核心素养.
知 识 概 览
课前·基础认知
1.直线的倾斜角
(1)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 正向 与直线l 向上 的方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.
(2)倾斜角的范围:当直线l与x轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为 0° ,因此,直线的倾斜角α的取值范围为 0°≤α<180° .
2.直线的斜率
(1)斜率的定义: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,倾斜角不是90°的直线都有斜率.
(2)斜率公式:如果直线经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2),那么可得斜率公式为k= .
(3)倾斜角和斜率的作用:在平面直角坐标系中,倾斜角和斜率分别从形和数两个角度刻画了直线相对于x轴的倾斜程度.
微思考(1)给定一条直线,其倾斜角是唯一的吗?
提示:直线的倾斜角是唯一的.
(2)当一条直线的倾斜角为0°时,这条直线一定与x轴平行吗?
提示:不一定,也可能与x轴重合.
课堂·重难突破
一 直线的倾斜角
C.将倾斜角为120°的直线绕其与x轴的交点逆时针旋转90°,所得直线的倾斜角为30°
D.若直线l1与l2的倾斜角分别为α,β,且l1⊥l2,则α-β=
典例剖析
1.(多选题)下列说法正确的是( ).
A.经过A(-2,1),B(-2,3)两点的直线的倾斜角不存在
答案:BC
答案:C
学以致用
1.已知直线l只经过第二、第四象限,则直线l的倾斜角α的取值范围是( ).
二 直线的斜率
典例剖析
2.根据下列条件求直线l的斜率:
(1)直线l经过两点A(-1,4),B(2,-2);
学以致用
2.(1)已知直线经过两点A(-m,-2),B(1,m2)(m≠-1),则直线的斜率k的取值范围为 .
(2)已知平面直角坐标系中三点A(-1,1),B(1,1),C(2, +1),求直线AB,BC,AC的斜率和倾斜角.
由倾斜角的范围及正切函数的单调性,得直线AB的倾斜角为0°;直线BC的倾斜角为60°;直线AC的倾斜角为30°.
三 斜率与倾斜角的综合应用
典例剖析
3.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.
(1)要使直线l与线段AB有公共点,则直线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与直线PA的倾斜角之间,
规律总结
1.斜率k与倾斜角θ的关系如下表
直线 与x轴平行或重合 由左向右上升 与x轴垂直 由左向右下降
θ的值或取值范围 θ=0 0<θ< θ= <θ<π
斜率k k=0 k>0,且k随θ的增大而增大 不存在 k<0,且k随θ的增大而增大
2.求解直线与线段有无交点及相应倾斜角、斜率范围问题时,可以采用数形结合的方法,借助图形分析有无交点的条件以及倾斜角、斜率的范围.
学以致用
3.已知点A(3,3),B(-4,2),C(0,-2),
(1)求直线AB和AC的斜率;
(2)若点D在线段BC上移动,求直线AD的斜率的取值范围.
(2)如图,当点D由点B运动到点C时,直线AD的斜率由kAB增大到kAC,故直线AD的斜率的取值范围为 .
随堂训练
答案:AC
1.(多选题)下列说法正确的是( ).
A.直线的倾斜角α的取值范围是[0,π)
B.若直线的斜率为tan α,则该直线的倾斜角为α
C.若直线的一个方向向量的坐标为(cos 20°,sin 20°),则其倾斜角为20°
D.直线的倾斜角越大,其斜率就越大
2.已知直线l1过原点,其倾斜角α=15°,直线l1与l2的交点为A,且l1与l2向上的方向之间所成的角为75°,则直线l2的倾斜角为 .
答案:90°
解析:如图,设直线l2的倾斜角为β.
由图可得,β=15°+75°=90°,
故直线l2的倾斜角为90°.
3.已知点A(1,2),若在坐标轴上有一点P,使直线PA的倾斜角为135°,则点P的坐标为 .
答案:(3,0)或(0,3)
解析:由题意知kPA=-1.若点P在x轴上,则可设点P(m,0),即
=-1,解得m=3,若点P在y轴上,则可设点P(0,n),即 =-1,解得n=3.故点P的坐标为(3,0)或(0,3).
4.求经过下列两点的直线的斜率,并判断其倾斜角是锐角还是钝角.
(1)(1,1),(2,4); (2)(-3,5),(0,2);
(3)(2,3),(2,5); (4)(3,-2),(6,-2).
(3)由x1=x2=2,得k不存在,故倾斜角是90°,
(4)由斜率公式可得k= =0,故倾斜角为0°.
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