内容正文:
第三章 直线与方程
3.1 直线的倾斜角与斜率
3.1.1 倾斜角与斜率
[学习目标] 1.理解直线的倾斜角和斜率的概念(重点). 2.掌握求直线斜率的两种方法(重点、难点). 3.了解在平面直角坐标系中确定一条直线的几何要素(难点).
[知识提炼·梳理]
1.直线的倾斜角
(1)倾斜角的定义:当直线l与x轴相交
时,取x轴作为基准,x轴正方向与直线l
向上方向之间所成的角叫作直线l的倾斜角.如图所示,直线l的倾斜角是∠APx,直线l′的倾斜角是∠BPx.当直线l与x轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0°.
倾斜角 α=0° 0°<α<90° α=90° 90°<α<180°
直线
(2)倾斜角的范围:直线的倾斜角α的取值范围是
0°≤α<180°.
(3)倾斜角与直线形状的关系.
温馨提示 在平面直角坐标系中,确定直线位置的几何条件是:已知直线上的一个点和这条直线的倾斜角.二者缺一不可.
2.直线的斜率
(1)斜率的定义:一条直线的倾斜角α的正切值叫作这条直线的斜率.常用小写字线k表示,即k=tan α.倾斜角是90°的直线没有斜率.
(2)斜率公式:经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为k=eq \f(y2-y1,x2-x1).当x1=x2 时,直线P1P2没有斜率.
(3)斜率作用:用实数反映了平面直线坐标系内的直线的倾斜程度.
温馨提示 直线都有倾斜角,但并不是所有的直线都有斜率,当倾斜角是90°时,直线的斜率不存在,此时,直线垂直于x轴(平行于y轴或与y轴重合).
[思考尝试·夯基]
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为tan α.( )
(2)直线的斜率为tan α,则此直线的倾斜角为α.( )
(3)若直线的倾斜角为α,则sin α>0.( )
(4)任意直线都有倾斜角α,且α≠90°时,斜率为tan α.( )
解析:对于(1),当α=90°时,直线的斜率不存在,故不正确;对于(2),虽然直线的斜率为tan α,但只有0°≤α<180°时,α才是此直线的倾斜角,故不正确;对于(3),当直线平行于x轴时,α=0°,sin α=0,故(3)不正确;对于(4),由斜率的定义及正切的定义域知正确.
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
2.已知直线l的倾斜角为30°,则直线l的斜率为( )
A.eq \f(\r(3),3)
B.eq \r(3)
C.1
D.eq \f(\r(2),2)
解析:由题意可知k=tan 30°=eq \f(\r(3),3).
答案:A
3.已知经过两点(5,m)和(m,8)的直线的斜率等于1, 则m的值是( )
A.5
B.8
C.eq \f(13,2)
D.7
解析:由斜率公式可得eq \f(8-m,m-5)=1,解之得m=eq \f(13,2).
答案:C
4.直线l经过原点和(-1,1),则它的倾斜角为________.
解析:kl=eq \f(1-0,-1-0)=-1,因此倾斜角为135°.
答案:135°
5.一条直线的斜率等于eq \f(\r(3),3),则此直线的倾斜角等于______.
解析:设直线的倾斜角为α,由斜率的定义可得tan α=eq \f(\r(3),3),则α=30°.
答案:30°
类型1 直线的倾斜角(自主研析)
[典例1] 已知直线l1的倾斜角α1=15°,直线l1与l2的交点为A,直线l1和l2向上的方向所成的角为120°,如图,则直线l2的倾斜角为________.
解析:设直线l2的倾斜角为α2,由l1和l2向上的方向所成的角为120°,所以∠BAC=120°,
所以α2=120°+α1=135°.
答案:135°
归纳升华
1.求直线的倾斜角主要根据定义来求,其关键是根据题意画出图形,找准倾斜角,有时要根据情况分类讨论.
2.结合图形求角时,应注意平面几何知识的应用,如三角形内角和定理及其有关推论.
[变式训练] 一条直线l与x轴相交,其向上的方向与y轴正方向所成的角α(0°<α<90°),则其倾斜角为( )
A.α
B.180°-α
C.180°- α或90°-α D.90°+α或90°-α
解析:如图,当l向上方向的部分y轴左侧时,倾斜角为90°+α;当l向上方向的部分在y轴右侧时,倾斜角
为90°-α.
答案:D
类型2 直线的斜率及其应用
[典例2] (1)若直线的倾斜角为60°,则直线的斜率为( )
A.eq \r(3) B.-eq \r(3)
C.eq \f(\r(3),3) D.-eq \f(\r(3),3)
(2)求过下列两点的直线的斜率k及倾斜角α.
①A(-2,