内容正文:
专题03 直线斜率与直线方程
知识点1:直线的倾斜角和斜率
1.直线的倾斜角
若直线与轴相交,则以轴正方向为始边,绕交点逆时针旋转直至与重合所成的角称为直线的倾斜角,通常用表示
(1)若直线与轴平行(或重合),则倾斜角为 (2)倾斜角的取值范围
2.直线的斜率
设直线的倾斜角为,则的正切值称为直线的斜率,记为
(1)当时,斜率不存在;所以竖直线是不存在斜率的
(2)所有的直线均有倾斜角,但是不是所有的直线均有斜率
(3)斜率与倾斜角都是刻画直线的倾斜程度,但就其应用范围,斜率适用的范围更广(与直线方程相联系)
(4)越大,直线越陡峭 (5)倾斜角与斜率的关系
3.过两点的直线斜率公式
已知直线上任意两点,, 则
(1)直线的斜率是确定的,与所取的点无关。
(2)若,则直线的斜率不存在,此时直线的倾斜角为90°
4.三点共线.
两直线的斜率相等→三点共线;反过来,三点共线,则直线的斜率相等(斜率存在时)或斜率都不存在。
知识点2:两条直线(不重合)平行的判定
类型
斜率存在
斜率不存在
前提条件
α1=α2≠90°
α1=α2=90°
对应关系
l1∥l2⇔k1=k2
l1∥l2⇔两直线的斜率都不存在
图示
知识点3:两条直线垂直的判定
图示
对应关系
l1⊥l2(两直线的斜率都存在)⇔k1k2=-1
l1的斜率不存在,l2的斜率为0⇔l1⊥l2
知识点4:直线的点斜式方程
(1)直线的点斜式方程的定义:
设直线l经过一点,斜率为,则方程叫作直线l的点斜式方程.
(2)点斜式方程的使用方法:
①已知直线的斜率并且经过一个点时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当已知直线的倾斜角时,若直线的倾斜角,则直线的斜率不存在,其方程不能用点斜式表示,但因为l上每一个点的横坐标都等于x1,所以直线方程为x= x1;若直线的倾斜角,则直线的斜率,直线的方程为.
知识点5:直线的斜截式方程
(1) 直线的斜截式方程的定义:
设直线l的斜率为k,在y轴上的截距为b,则直线方程为y=kx+b,这个方程叫作直线l的斜截式方程.
(2)斜截式方程的使用方法:
已知直线的斜率以及直线在y轴上的截距时,可以直接使用该公式求直线方程.
知识点6:直线的两点式方程
(1) 直线的两点式方程的定义:
设直线l经过两点, ,则方程叫作直线l的两点式方程.
(2)两点式方程的使用方法:
①已知直线上的两个点, 时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当时,直线方程为 (或).
③当时,直线方程为 (或).
知识点7:直线的截距式方程
(1) 直线的截距式方程的定义:
设直线l在x轴上的截距为a,在y轴上的截距为b,且a≠0,b≠0,则方程叫作直线l的截距式方程.
(2)直线的截距式方程的适用范围:
选用截距式方程的条件是a≠0,b≠0,即直线l在两条坐标轴上的截距非零,所以截距式方程不能表示过原点的直线,也不能表示与坐标轴平行(或重合)的直线.
(3)截距式方程的使用方法:
①已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都不为0时,可以直接使用该公式求直线方程.
②已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都为0时,可设直线方程为y=kx,利用直线经过的点的坐标求解k,得到直线方程.
知识点8:直线的一般式方程
(1) 直线的一般式方程的定义:
关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
【注意】(1)直线的一般式方程的结构特征
①方程是关于x,y的二元一次方程.
②方程中等号的左侧自左向右一般按x,y,常数的先后顺序排列.
③x的系数一般不为分数和负数.
(2)直线方程Ax+By+C=0(A2+B2≠0)的系数A,B,C对直线位置的影响
①当A≠0,B≠0时,直线与两条坐标轴都相交.
②当A≠0,B=0,C≠0时,直线只与x轴相交,即直线与y轴平行,与x轴垂直.
③当A=0,B≠0,C≠0时,直线只与y轴相交,即直线与x轴平行,与y轴垂直.
④当A=0,B≠0,C=0时,直线与x轴重合.
⑤当A≠0,B=0,C=0时,直线与y轴重合.
考点一 求直线的斜率或倾斜角
考点二 已知倾斜角或斜率求参数
考点三 直线与线段的相交关系求斜率范围
考点四 求直线方程
考点五 判断直线的平行、垂直及其求参
考点六 由两条直线平行、垂直求方程
考点七 直线图象的问题
考点八 直线与坐标轴围成图形的面积问题
考点一 求直线的斜率或倾斜角
1.(26-27高二上·四川成都·阶段检测)直线的方程为,则直线的倾斜角范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】直线的方程为,当时,直线的斜率为,
设直线的倾斜角为,则,
故,又,解得;
当时,此时直线的方程为,倾斜角为.
综上,直线的倾斜角范围是.
2.(26-27高二上·江苏连云港·阶段检测)在平面直角坐标系中,过点和点的直线的斜率为( )
A. B.4 C. D.
【答案】A
【详解】已知直线过点和点.
根据过两点的直线的斜率公式可得:
该直线的斜率为.
3.(26-27高二上·广东江门·阶段检测)(多选)直线的倾斜角可以为( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【详解】由诱导公式得,
直线的方程化为,则直线斜率,
因为,所以,即,
设直线倾斜角为,,,于是,
当时,,
当时,,
所以倾斜角的取值范围是,ABD满足,C不满足.
4.(26-27高二上·湖北黄石·阶段检测)已知直线经过两点,,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】已知直线过,,
所以.
设直线倾斜角为,,
由,得.
考点二 已知倾斜角或斜率求参数
5.(26-27高二上·江苏连云港·阶段检测)已知直线 过点 和点 ,分别求出满足下列条件的 的取值或取值范围.
(1)直线 的倾斜角为直角;
(2)直线 的倾斜角为锐角;
(3)直线 的倾斜角为钝角.
【答案】(1)
(2)的取值范围为,
(3)的取值范围为.
【分析】(1)由条件可得两点横坐标相等,纵坐标不相等,列方程求解;
(2)利用两点斜率公式求斜率,结合倾斜角与斜率关系列不等式即得解;
(3)结合倾斜角与斜率关系列不等式即得解.
【详解】(1)∵直线的倾斜角为直角,所以.
(2)因为直线的倾斜角为锐角,
所以 ,
解得 ,
即的取值范围为,
(3)因为直线的倾斜角为钝角,
所以,
解得或,
即的取值范围为.
6.(26-27高二上·河南·阶段检测)已知直线过、两点,且倾斜角为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为直线过、两点,且倾斜角为,故.
由斜率公式可得,解得.
7.(25-26高二上·河南郑州·期末)若经过,两点的直线的斜率是2,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意知,整理得,解得.
8.(25-26高二上·四川自贡·期中)已知直线过点 ,且倾斜角为,则实数 ____________.
【答案】
【分析】根据斜率公式可得关于m的方程,求解可得实数的值.
【详解】由题可知,直线的斜率为.
所以,化简得,
即,解得.
故答案为:.
考点三 直线与线段的相交关系求斜率范围
9.(26-27高二上·内蒙古赤峰·阶段检测)已知点,,过点的直线l与线段AB(含端点)有交点,则直线l的斜率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】,.
由图像可知,从方向转到方向须经过竖直方向,斜率的取值范围为或,即,A正确.
10.(26-27高二上·辽宁阜新·阶段检测)已知点在线段上,则的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由转化为求定点与线段上动点斜率问题,利用图象求解.
【详解】可看作线段上的点与定点连线的斜率,
因为,如图,
由图象知,,
即的范围是.
11.(25-26高二上·江苏苏州·期中)经过点作直线l,若直线l与连接两点的线段总有公共点,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设直线l的倾斜角为,根据直线l与连接的线段总有公共点,可得或,结合正切函数的图象即得.
【详解】
如图所示,设直线l的倾斜角为,
则
直线与连接的线段总有公共点,
或,即或,
又,则有.
故选:C.
12.(25-26高二上·安徽·期中)已知直线,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用直线过定点,再利用过定点的直线与两点的斜率,结合图象可得到斜率范围,从而可确定倾斜角范围.
【详解】
由题可知直线过定点.,,
与线段相交,由题意设直线的斜率为或.
由于在及上均单调递增,
直线的倾斜角的范围为.
故选:C.
考点四 求直线方程
13.(26-27高二上·河北邢台·阶段检测)若直线过点且斜率为,则的点斜式方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据直线点斜式方程的定义,代入已知的定点坐标和斜率即可得到对应方程.
【详解】由题意可知,直线过定点且斜率,由直线的点斜式方程的定义,可得直线的点斜式方程为,故C正确.
14.(26-27高二上·山东淄博·阶段检测)(多选)过点,并且在两轴上的截距的绝对值相等的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】根据给定条件,按直线是否过原点分类,结合直线方程的截距式求解.
【详解】当直线过原点时,该直线在两轴上的截距的绝对值相等,方程为,即;
当直线不过原点时,若该直线在两轴上的截距相等,设方程为,则,解得,所求方程为;
若该直线在两轴上的截距互为相反数,设方程为,则,解得,所求方程为,
所以符合要求的直线方程为或或.
15.(26-27高二上·四川绵阳·阶段检测)(多选)已知直线l的两点式方程为,则下列选项正确的是( )
A.直线l经过点
B.直线l的斜截式方程为
C.直线l的横截距为
D.与直线l垂直的直线的一个方向向量为
【答案】ACD
【详解】对于选项A:由直线方程可知直线l经过点和,故A正确;
对于选项B:由直线方程即为,可得,
所以直线l的斜截式方程为,故B错误;
对于选项C:对于直线l:,令,解得,
所以直线l的横截距为,故C正确;
对于选项D:因为直线l的斜率,则直线l的一个方向向量为,
且,即,
所以与直线l垂直的直线的一个方向向量为,故D正确.
16.(26-27高二上·广西南宁·阶段检测)过点,斜率为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意可得:,斜率为,
根据点斜式方程可得:,化简可得:.
考点五 判断直线的平行、垂直及其求参
17.(26-27高二上·江西九江·阶段检测)已知直线:,:(),若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】通过两直线互相垂直斜率之积等于求解.
【详解】当即时,:,:,两直线不垂直;
当,时,若,则,解得.
18.(26-27高二上·江苏南京·阶段检测)已知直线和垂直,则实数( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由两直线的位置关系求解即可.
【详解】因为,
所以,解得.
19.(26-27高二上·山东青岛·阶段检测)已知直线,直线,若,则( )
A.或 B.或2 C. D.
【答案】D
【详解】∵,∴由一般方程满足的条件可得,解得.
20.(26-27高二上·江苏常州·阶段检测)已知直线:,:,若与平行,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据两直线平行的条件列方程求解,再检验排除两直线重合的情况即可得到结果
【详解】因为 直线:,:,与平行,
所以,即,解得或,
当时,,,满足平行要求;
当时,,,即,与重合,不符合要求.
综上所述,实数的取值集合为.
考点六 由两条直线平行、垂直求方程
21.(26-27高二上·安徽淮南·阶段检测)已知直线经过点.
(1)若直线与直线平行,求直线的一般式方程;
(2)若直线与直线垂直,求直线的一般式方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为直线与直线平行,
所以设直线的方程为,,
将点代入,得,解得,
故直线的一般式方程为.
(2)由题知,直线的斜率为,
设直线的斜率为,
由题意知,即,解得.
又因为直线经过点,
由点斜式得,
整理得,
故直线的一般式方程为.
22.(26-27高二上·山西太原·阶段检测)已知点,直线.
(1)求过点且与直线垂直的直线方程;
(2)求过点且与直线平行的直线方程.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)设与直线垂直的直线方程为,代入点的坐标,求出,即可得到过点且与直线垂直的直线方程;
(2)设与直线平行的直线方程为,代入点的坐标,求出,即可得到过点且与直线平行的直线方程.
【详解】(1)设与直线垂直的直线方程为,
因为过点,所以,解得.
所以过点且与直线垂直的直线方程为.
(2)设与直线平行的直线方程为,
因为过点,所以,解得.
所以过点且与直线平行的直线方程为:.
23.(26-27高二上·陕西西安·阶段检测)分别求满足下列条件的直线方程:
(1)过点且与直线垂直的直线方程;
(2)过点且与直线平行的直线方程;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)若两条直线互相垂直且斜率存在,则两条直线斜率乘积为,再利用点斜式求解;
(2)若两条直线互相平行,则它们的斜率相等,再利用点斜式求解.
【详解】(1)由题可知:过点且与直线垂直的直线斜率为,
利用点斜式可得:,化简得:.
(2)由题可知:过点且与直线平行的直线斜率为,
利用点斜式可得:,化简得:
24.(25-26高二上·广东湛江·期中)求满足下列条件的直线方程(最后答案以直线方程的一般式表示):
(1)过点,且与直线平行的直线方程;
(2)已知,,求线段的垂直平分线的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设与直线平行的直线方程为,
由于过点,代入,解得,
可得,
所以直线方程为:.
(2)由题意知,,则线段的中点,
直线的斜率,
因为直线与直线垂直,则有,所以,
再由直线经过点,
则由点斜式方程可得直线的方程为:,
化为一般式为:.
考点七 直线图象的问题
25.(25-26高二上·全国·课后作业)直线和直线在同一平面直角坐标系中的图像有可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】化简直线方程分别为和,结合选项,逐项判定,即可求解.
【详解】化简直线方程分别为和,
显然的斜率是的纵截距, 的纵截距是的斜率,
对于A中,由的图象,可得,即;
由的图象,可得,即,显然不成立;
对于B中,由的图象,可得,即;
由的图象,可得,即,显然成立;
对于C中,由的图象,可得,即;
由的图象,可得,即,显然不成立;
对于D中,由的图象,可得,即;
由的图象,可得,即,显然不成立;
故选:B.
26.(25-26高二上·广东中山·阶段检测)(多选)已知直线,当m变化时,以下结论正确的是( )
A.直线l必过定点 B.直线l的倾斜角大小不变
C.直线l一定不经过第四象限 D.直线l一定经过第一、二、三象限
【答案】BCD
【分析】在考虑含参数的方程是否过定点时,可考虑在参数给定范围取两个值,检验得到的方程组是否有解判断,而后三个选项,都是需要将直线方程转化成斜截式方程再去一一判断.
【详解】对于A选项,因,分别取代入方程,即得:
易知该方程组无实数解,故直线不过定点,选项A错误;
对于B选项,因直线方程可转化为:,故直线斜率为,倾斜角为定值,故选项B正确;
对于C选项,由上述结果,知直线方程为:,因则,故当时,必有恒成立,
即直线l一定不经过第四象限,故选项C正确;
对于D选项,由上述结果,知直线方程为:,可得:直线斜率为正,纵截距也为正,
故直线l一定经过第一、二、三象限.
故选:BCD.
27.(25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)若直线经过第二、三、四象限,则有( )
A., B., C., D.,
【答案】A
【分析】根据题意,化简直线为,列出不等式组,即可求解.
【详解】由直线,可得,
要使得直线经过第二、三、四象限,则满足,解得.
故选:A.
28.(25-26高二上·浙江杭州·期中)如果,那么直线一定经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.坐标原点
【答案】B
【分析】求出直线在坐标轴的截距分别是、,结合题意即可判定.
【详解】直线在轴上的截距为,
在轴上的截距为,
因为,所以同号,
则直线在坐标轴上的截距同正或同负,如图,
则直线一定经过第二象限.
故选:B
考点八 直线与坐标轴围成图形的面积问题
29.(25-26高二上·广东深圳·期中)若直线过点,且与两坐标轴围成的三角形的面积为6,则直线的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】法一:设点斜式方程,分别求出两坐标轴的交点坐标,表示出面积,分两种情况考虑,去掉绝对值,方程解的个数即对应直线的个数;法二:设截距式方程,由三角形面积为6,可得,即,分情况去掉绝对值,由判别式即可判断方程解的个数即直线的个数.
【详解】法一:由题意知,直线的斜率存在且不为0,设直线的方程为,
设此直线与轴、轴的交点分别为,,
则点,的坐标分别为,,
因此面积为,
若,化简得,无解;
若,化简得,解得,
综上,直线的个数为2.
法二:过的直线与坐标轴围成三角形,
故的方程可设为,则,,即,
当时,又,则,所以,
代入得,
化简整理得,又,无解;
当时,又,则,所以,
代入得,
化简整理得,又,
则方程有两个不相等的实数根,即对应的直线个数为2条.
30.(26-27高二上·宁夏银川·阶段检测)已知为坐标原点,过点的直线分别与,轴的正半轴交于,两点,则当的面积取得最小值时,直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设直线的截距式方程,代入已知点坐标,利用基本不等式求得△MON面积最小时的横、纵截距,转化为斜截式即可得到直线方程.
【详解】设直线的截距式方程为,其中,,
因为直线过点,将点代入方程得:,
的面积,
根据基本不等式,有: 将代入不等式,得: ,两边平方整理得,当且仅当时等号成立,
联立,解得,,
将代入截距式方程,得,
整理为斜截式得.
31.(2026高二·全国·专题练习)已知为坐标原点,过点的直线分别与轴的正半轴交于两点,则当的面积取得最小值时,直线的纵截距为( )
A.4 B.7 C.8 D.14
【答案】D
【分析】设直线,根据已知有,再应用基本不等式求得,即可得面积最小值,确定等号成立条件即可得.
【详解】设直线,其中,
因为直线过点,
所以,
而,解得,
当且仅当,即时等号成立,
故,此时直线的纵截距为14.
32.(25-26高二上·陕西安康·期中)过点的直线分别与轴、轴交于不同的A,B两点,为坐标原点,若存在4条直线使得的面积均为,则的取值范围是____________.
【答案】.
【分析】设直线的方程为,求出坐标,再求得的面积,由关于的方程有四个不等的实根可求得的范围.
【详解】显然直线的斜率存在且不为0,设直线的方程为,
令得,令得,
则,
由题意关于的方程有四个不同的实数解,
,
所以有两个不等实根且有两个不等实根,
,解得或.
又,所以.
故答案为:.
1.(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)若经过,两点的直线的倾斜角为钝角,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】记直线的倾斜角为,由题意,
,得或,
故的取值范围是.
2.(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)“”是“直线与垂直”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】充分性:当时,直线的斜率,
直线的斜率,此时,两直线垂直,充分性成立.
必要性:①时,两条直线分别为和,两直线垂直,符合题意,
②时,两条直线斜率均存在,直线的斜率,直线的斜率,此时,
当直线与垂直时,此时,必要性不成立.
综上,“”是“直线与垂直”的充分不必要条件.
3.(26-27高二上·上海浦东新·阶段检测)已知直线:,:,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】先验证充分性是否满足,再验证必要性是否满足即可.
【详解】当时,:,即,
此时,故充分性满足;
当时,则有,
解得,故必要性成立;
所以“”是“”的充要条件.
4.(26-27高二上·河北·期中)直线的倾斜角为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】设直线的倾斜角为.
由直线,得直线的斜率;
由,,得.
5.(26-27高二上·江苏苏州·阶段检测)直线的一个方向向量为,且过点,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据直线的方向向量求出直线斜率,结合直线的点斜式方程求解即可.
【详解】由题意知,直线的斜率为,
故直线的方程为,整理得.
6.(26-27高二上·广东广州·阶段检测)直线:与:(其中,,),在同一平面直角坐标系中的图象可能是图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】联立两直线方程,发现交点横坐标恒为,据此可直接排除交点轴左侧A选项,再验证其余选项中斜率、纵截距的大小关系即可确认.
【详解】将直线的方程分别化为斜截式:,,
联立两直线方程求交点:,移项得,因为,解得,
即无论取何值,两条直线的交点横坐标恒为1,即交点一定在轴右侧,
对于选项A:两直线交点在轴左侧,矛盾,所以A错误;
对于选项B:两直线交点在轴右侧,斜率大于0,即,纵截距为正,即;
斜率大于0,即,纵截距为正,即,参数正负完全一致,所以B正确;
对于选项C:两直线交点在轴右侧,斜率小于0,即,纵截距为正,即;
斜率大于0,即,纵截距为正,即,矛盾,所以C错误;
对于选项D:两直线交点在轴右侧,斜率大于0,即,纵截距为负,即;
斜率大于0,即,纵截距为正,即,矛盾,所以D错误;
7.(26-27高二上·江苏无锡·阶段检测)已知点,.若直线l:与线段AB相交,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先确定直线l恒过定点P(1,1),计算PA、PB的斜率,结合直线与线段AB相交的斜率约束求解m的取值范围.
【详解】将整理为, 令,解得,即直线l恒过定点,
, ,
直线l的斜率为,因直线l与线段AB相交,结合几何关系可知斜率需满足或,即或,
分别解不等式得 或 ,故实数m的取值范围是.
8.(26-27高二上·河北·期中)直线经过定点( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】,
由,解得,即直线过定点.
9.(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)(多选)已知直线,则下列说法正确的是( )
A.直线恒过定点
B.当时,直线与直线垂直
C.若直线在轴上的截距为3,则
D.若,则直线的倾斜角的取值范围为
【答案】AB
【分析】根据直线的点斜式方程,可判定A正确;根据,可判定B正确;令,求得,列出方程,求得的值,可判定C错误;根据斜率与倾斜角的关系,可判定D错误.
【详解】对于A,直线,可化为,
根据直线的点斜式方程,可得直线恒过定点,所以A正确;
对于B,当时,直线的方程为,可得直线的斜率为,
又由直线与直线的斜率为,
可得,所以直线与直线垂直,所以B正确;
对于C,由直线,令,可得,
由,解得,即若直线在轴上的截距为时,则,所以C错误;
对于D,当时,可得,因为,可得,
即直线的倾斜角的取值范围为,所以D错误.
10.(26-27高二上·福建福州·阶段检测)(多选)下列说法中,正确的有( )
A.若直线的斜率越大,则直线的倾斜角就越大
B.直线必过定点
C.若直线不经过第二象限,则t的取值范围是
D.过点且在x轴,y轴上的截距相等的直线方程为
【答案】BC
【分析】根据倾斜角与斜率的关系即可判断A;将直线方程化为,再求解即可判断B;将直线方程化为斜截式,结合条件列不等式求其解即可判断C;举特例判断D.
【详解】对于A,当斜率为时,倾斜角为,
当斜率为时,倾斜角为,故A错误;
对于B,将直线,化为,
则,解得,
即直线必过定点,故B正确;
对于C,将直线方程整理为斜截式,
直线不经过第二象限的充要条件是斜率非负、轴截距非正,即 解得,故C正确;
对于D,当直线过原点时,也满足在轴,轴上的截距相等,
此时直线的斜率为,则直线方程为,故D错误.
11.(26-27高二上·江苏扬州·阶段检测)(多选)已知直线:,:,则( )
A.,不可能重合 B.若,则
C.若,则 D.的倾斜角可能为0
【答案】AC
【详解】对于A选项,假设与重合,则存在非零实数,使得,
故,该方程组无解,故不可能重合,A正确.
对于B选项,当时,,,两直线垂直不平行;
当时,若,则两直线斜率相等,即,解得,
当时,满足要求;
当时,满足要求,所以,故B错误.
对于C选项,若,则,解得,故C正确.
对于D选项,若的倾斜角为0,则的斜率为0,当时,,倾斜角为;
当时,的斜率为,令无实数解,故的倾斜角不可能为0,D错误.
12.(26-27高二上·四川成都·阶段检测)经过,两点的直线的方向向量为,则________.
【答案】/
【详解】由,可知,,
而直线方向向量为,故,解得.
13.(26-27高二上·北京平谷·阶段检测)已知直线:,:,若,则__________;若曲线与直线有两个公共点,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【分析】第一空:根据两直线垂直的关系列出关于的方程,解得的值,即可得出实数的值;
第二空:由,直线恒过,结合图像即可求出实数的取值范围.
【详解】由,所以,即,解得,
因为,恒过定点,
画出函数图像,如图:
因为与直线有两个公共点,所以或或,
解得,所以.
14.(26-27高二上·四川成都·阶段检测)在中,已知顶点,,过点的角平分线方程是,则直线的方程为________________.
【答案】
【分析】直线l: 平分角,即直线与直线关于直线l对称,求出点关于直线l的对称点坐标,点一定在直线上,结合点坐标求解即可.
【详解】设点关于直线l的对称点坐标,则中点坐标为,直线斜率,
点与点关于直线对称,即,
整理得化简得解得即点坐标,
因为直线平分角,所以点在直线上,可得,
结合有直线的方程为:,
化简得.
15.(26-27高二上·广东东莞·阶段检测)已知点,,直线经过点.
(1)若与直线平行,求的斜截式方程;
(2)若与直线垂直,求的一般式方程;
(3)若与线段的延长线有交点,求斜率的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题,
因为与直线平行,所以,
所以的方程为.
(2)因为与直线垂直,所以,
所以的方程为,即.
(3)依题意,,
若与线段延长线有公共点,如图,则的斜率的取值范围是.
16.(26-27高二上·贵州贵阳·阶段检测)直线过点且与轴、轴正半轴分别交于,两点.
(1)若点P为线段AB的中点,求直线l的方程;
(2)求面积的最小值;
(3)如图,若,过点P作平行于x轴的直线交y轴于点M,动点E,F分别在线段MP和OA上,若直线EF平分直角梯形的面积,求证:直线必过一定点,并求出该定点坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)由题意,设,因为,点,
即,
∴,即,∴.
由轴,则.
直角梯形的顶点为,
上底,下底,高为2,
梯形的面积,
设动点,,
因为直线平分直角梯形的面积,所以四边形的面积为,
四边形是梯形,其上底为,下底为,高为,
所以,即,
因此点的坐标为,
直线经过点和,
当时,其斜率,
则直线的方程为:,化简得,
去分母整理得,
上式对任意恒成立,因此需满足,解得,
所以,直线过定点;
当时,、,此时直线为,过点;
综上可得:直线必过定点.
【分析】(1)借助中点公式计算可得点、坐标,即可得直线l的方程;
(2)设直线方程,代入点得到直线方程,然后得到交点坐标,由交点坐标计算三角形面积,然后利用基本不等式即可求出面积最小值;
(3)设,利用得到,再设,根据四边形面积得到关系式,代回直线方程,求出定点得解.
【详解】(1)由点P为线段AB的中点,则有,即,,
故直线l的方程为,即;
(2)当直线斜率不存在时,不存在点,舍去;
当直线斜率存在时,设,即,
由题意可知,∴,
∴,
∵时,∴,
当且仅当,即时取等号,
∴;
(3)略
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专题03 直线斜率与直线方程
知识点1:直线的倾斜角和斜率
1.直线的倾斜角
若直线与轴相交,则以轴正方向为始边,绕交点逆时针旋转直至与重合所成的角称为直线的倾斜角,通常用表示
(1)若直线与轴平行(或重合),则倾斜角为 (2)倾斜角的取值范围
2.直线的斜率
设直线的倾斜角为,则的正切值称为直线的斜率,记为
(1)当时,斜率不存在;所以竖直线是不存在斜率的
(2)所有的直线均有倾斜角,但是不是所有的直线均有斜率
(3)斜率与倾斜角都是刻画直线的倾斜程度,但就其应用范围,斜率适用的范围更广(与直线方程相联系)
(4)越大,直线越陡峭 (5)倾斜角与斜率的关系
3.过两点的直线斜率公式
已知直线上任意两点,, 则
(1)直线的斜率是确定的,与所取的点无关。
(2)若,则直线的斜率不存在,此时直线的倾斜角为90°
4.三点共线.
两直线的斜率相等→三点共线;反过来,三点共线,则直线的斜率相等(斜率存在时)或斜率都不存在。
知识点2:两条直线(不重合)平行的判定
类型
斜率存在
斜率不存在
前提条件
α1=α2≠90°
α1=α2=90°
对应关系
l1∥l2⇔k1=k2
l1∥l2⇔两直线的斜率都不存在
图示
知识点3:两条直线垂直的判定
图示
对应关系
l1⊥l2(两直线的斜率都存在)⇔k1k2=-1
l1的斜率不存在,l2的斜率为0⇔l1⊥l2
知识点4:直线的点斜式方程
(1)直线的点斜式方程的定义:
设直线l经过一点,斜率为,则方程叫作直线l的点斜式方程.
(2)点斜式方程的使用方法:
①已知直线的斜率并且经过一个点时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当已知直线的倾斜角时,若直线的倾斜角,则直线的斜率不存在,其方程不能用点斜式表示,但因为l上每一个点的横坐标都等于x1,所以直线方程为x= x1;若直线的倾斜角,则直线的斜率,直线的方程为.
知识点5:直线的斜截式方程
(1) 直线的斜截式方程的定义:
设直线l的斜率为k,在y轴上的截距为b,则直线方程为y=kx+b,这个方程叫作直线l的斜截式方程.
(2)斜截式方程的使用方法:
已知直线的斜率以及直线在y轴上的截距时,可以直接使用该公式求直线方程.
知识点6:直线的两点式方程
(1) 直线的两点式方程的定义:
设直线l经过两点, ,则方程叫作直线l的两点式方程.
(2)两点式方程的使用方法:
①已知直线上的两个点, 时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当时,直线方程为 (或).
③当时,直线方程为 (或).
知识点7:直线的截距式方程
(1) 直线的截距式方程的定义:
设直线l在x轴上的截距为a,在y轴上的截距为b,且a≠0,b≠0,则方程叫作直线l的截距式方程.
(2)直线的截距式方程的适用范围:
选用截距式方程的条件是a≠0,b≠0,即直线l在两条坐标轴上的截距非零,所以截距式方程不能表示过原点的直线,也不能表示与坐标轴平行(或重合)的直线.
(3)截距式方程的使用方法:
①已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都不为0时,可以直接使用该公式求直线方程.
②已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都为0时,可设直线方程为y=kx,利用直线经过的点的坐标求解k,得到直线方程.
知识点8:直线的一般式方程
(1) 直线的一般式方程的定义:
关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
【注意】(1)直线的一般式方程的结构特征
①方程是关于x,y的二元一次方程.
②方程中等号的左侧自左向右一般按x,y,常数的先后顺序排列.
③x的系数一般不为分数和负数.
(2)直线方程Ax+By+C=0(A2+B2≠0)的系数A,B,C对直线位置的影响
①当A≠0,B≠0时,直线与两条坐标轴都相交.
②当A≠0,B=0,C≠0时,直线只与x轴相交,即直线与y轴平行,与x轴垂直.
③当A=0,B≠0,C≠0时,直线只与y轴相交,即直线与x轴平行,与y轴垂直.
④当A=0,B≠0,C=0时,直线与x轴重合.
⑤当A≠0,B=0,C=0时,直线与y轴重合.
考点一 求直线的斜率或倾斜角
考点二 已知倾斜角或斜率求参数
考点三 直线与线段的相交关系求斜率范围
考点四 求直线方程
考点五 判断直线的平行、垂直及其求参
考点六 由两条直线平行、垂直求方程
考点七 直线图象的问题
考点八 直线与坐标轴围成图形的面积问题
考点一 求直线的斜率或倾斜角
1.(26-27高二上·四川成都·阶段检测)直线的方程为,则直线的倾斜角范围是( )
A. B.
C. D.
2.(26-27高二上·江苏连云港·阶段检测)在平面直角坐标系中,过点和点的直线的斜率为( )
A. B.4 C. D.
3.(26-27高二上·广东江门·阶段检测)(多选)直线的倾斜角可以为( )
A. B. C. D.
4.(26-27高二上·湖北黄石·阶段检测)已知直线经过两点,,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
考点二 已知倾斜角或斜率求参数
5.(26-27高二上·江苏连云港·阶段检测)已知直线 过点 和点 ,分别求出满足下列条件的 的取值或取值范围.
(1)直线 的倾斜角为直角;
(2)直线 的倾斜角为锐角;
(3)直线 的倾斜角为钝角.
6.(26-27高二上·河南·阶段检测)已知直线过、两点,且倾斜角为,则( )
A. B. C. D.
7.(25-26高二上·河南郑州·期末)若经过,两点的直线的斜率是2,则( )
A. B. C. D.
8.(25-26高二上·四川自贡·期中)已知直线过点 ,且倾斜角为,则实数 ____________.
考点三 直线与线段的相交关系求斜率范围
9.(26-27高二上·内蒙古赤峰·阶段检测)已知点,,过点的直线l与线段AB(含端点)有交点,则直线l的斜率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
10.(26-27高二上·辽宁阜新·阶段检测)已知点在线段上,则的范围是( )
A. B. C. D.
11.(25-26高二上·江苏苏州·期中)经过点作直线l,若直线l与连接两点的线段总有公共点,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
12.(25-26高二上·安徽·期中)已知直线,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
考点四 求直线方程
13.(26-27高二上·河北邢台·阶段检测)若直线过点且斜率为,则的点斜式方程为( )
A. B.
C. D.
14.(26-27高二上·山东淄博·阶段检测)(多选)过点,并且在两轴上的截距的绝对值相等的直线方程为( )
A. B. C. D.
15.(26-27高二上·四川绵阳·阶段检测)(多选)已知直线l的两点式方程为,则下列选项正确的是( )
A.直线l经过点
B.直线l的斜截式方程为
C.直线l的横截距为
D.与直线l垂直的直线的一个方向向量为
16.(26-27高二上·广西南宁·阶段检测)过点,斜率为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
考点五 判断直线的平行、垂直及其求参
17.(26-27高二上·江西九江·阶段检测)已知直线:,:(),若,则( )
A. B. C. D.
18.(26-27高二上·江苏南京·阶段检测)已知直线和垂直,则实数( )
A. B. C. D.
19.(26-27高二上·山东青岛·阶段检测)已知直线,直线,若,则( )
A.或 B.或2 C. D.
20.(26-27高二上·江苏常州·阶段检测)已知直线:,:,若与平行,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
考点六 由两条直线平行、垂直求方程
21.(26-27高二上·安徽淮南·阶段检测)已知直线经过点.
(1)若直线与直线平行,求直线的一般式方程;
(2)若直线与直线垂直,求直线的一般式方程.
22.(26-27高二上·山西太原·阶段检测)已知点,直线.
(1)求过点且与直线垂直的直线方程;
(2)求过点且与直线平行的直线方程.
23.(26-27高二上·陕西西安·阶段检测)分别求满足下列条件的直线方程:
(1)过点且与直线垂直的直线方程;
(2)过点且与直线平行的直线方程;
24.(25-26高二上·广东湛江·期中)求满足下列条件的直线方程(最后答案以直线方程的一般式表示):
(1)过点,且与直线平行的直线方程;
(2)已知,,求线段的垂直平分线的方程.
考点七 直线图象的问题
25.(25-26高二上·全国·课后作业)直线和直线在同一平面直角坐标系中的图像有可能是( )
A. B.
C. D.
26.(25-26高二上·广东中山·阶段检测)(多选)已知直线,当m变化时,以下结论正确的是( )
A.直线l必过定点 B.直线l的倾斜角大小不变
C.直线l一定不经过第四象限 D.直线l一定经过第一、二、三象限
27.(25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)若直线经过第二、三、四象限,则有( )
A., B., C., D.,
28.(25-26高二上·浙江杭州·期中)如果,那么直线一定经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.坐标原点
考点八 直线与坐标轴围成图形的面积问题
29.(25-26高二上·广东深圳·期中)若直线过点,且与两坐标轴围成的三角形的面积为6,则直线的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
30.(26-27高二上·宁夏银川·阶段检测)已知为坐标原点,过点的直线分别与,轴的正半轴交于,两点,则当的面积取得最小值时,直线的方程为( )
A. B.
C. D.
31.(2026高二·全国·专题练习)已知为坐标原点,过点的直线分别与轴的正半轴交于两点,则当的面积取得最小值时,直线的纵截距为( )
A.4 B.7 C.8 D.14
32.(25-26高二上·陕西安康·期中)过点的直线分别与轴、轴交于不同的A,B两点,为坐标原点,若存在4条直线使得的面积均为,则的取值范围是____________.
1.(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)若经过,两点的直线的倾斜角为钝角,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2.(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)“”是“直线与垂直”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.(26-27高二上·上海浦东新·阶段检测)已知直线:,:,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.(26-27高二上·河北·期中)直线的倾斜角为( )
A. B.
C. D.
5.(26-27高二上·江苏苏州·阶段检测)直线的一个方向向量为,且过点,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
6.(26-27高二上·广东广州·阶段检测)直线:与:(其中,,),在同一平面直角坐标系中的图象可能是图中的( )
A. B.
C. D.
7.(26-27高二上·江苏无锡·阶段检测)已知点,.若直线l:与线段AB相交,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(26-27高二上·河北·期中)直线经过定点( )
A. B.
C. D.
9.(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)(多选)已知直线,则下列说法正确的是( )
A.直线恒过定点
B.当时,直线与直线垂直
C.若直线在轴上的截距为3,则
D.若,则直线的倾斜角的取值范围为
10.(26-27高二上·福建福州·阶段检测)(多选)下列说法中,正确的有( )
A.若直线的斜率越大,则直线的倾斜角就越大
B.直线必过定点
C.若直线不经过第二象限,则t的取值范围是
D.过点且在x轴,y轴上的截距相等的直线方程为
11.(26-27高二上·江苏扬州·阶段检测)(多选)已知直线:,:,则( )
A.,不可能重合 B.若,则
C.若,则 D.的倾斜角可能为0
12.(26-27高二上·四川成都·阶段检测)经过,两点的直线的方向向量为,则________.
13.(26-27高二上·北京平谷·阶段检测)已知直线:,:,若,则__________;若曲线与直线有两个公共点,则实数的取值范围是__________.
14.(26-27高二上·四川成都·阶段检测)在中,已知顶点,,过点的角平分线方程是,则直线的方程为________________.
15.(26-27高二上·广东东莞·阶段检测)已知点,,直线经过点.
(1)若与直线平行,求的斜截式方程;
(2)若与直线垂直,求的一般式方程;
(3)若与线段的延长线有交点,求斜率的取值范围.
16.(26-27高二上·贵州贵阳·阶段检测)直线过点且与轴、轴正半轴分别交于,两点.
(1)若点P为线段AB的中点,求直线l的方程;
(2)求面积的最小值;
(3)如图,若,过点P作平行于x轴的直线交y轴于点M,动点E,F分别在线段MP和OA上,若直线EF平分直角梯形的面积,求证:直线必过一定点,并求出该定点坐标.
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