4高中数学新教材一轮复习课堂导学案(直线的倾斜程度)及答案
展开1.直线的倾斜角:直线向上的方向和轴正方向所夹的叫叫做直线的倾斜角.
倾斜角记为,则
2.直线的斜率:倾斜角的正切值称为斜率,记为,即().
注:由斜率的定义可知,当在范围内时,直线的斜率大于零;当在范围内时,直线的斜率小于零;当时,直线的斜率为零;当时,直线的斜率不存在.直线的斜率与直线的倾斜角(除外)为一一对应关系,且在和范围内分别与倾斜角的变化方向一致,即倾斜角越大则斜率越大,反之亦然.因此若需在或范围内比较倾斜角的大小只需比较斜率的大小即可,反之亦然.
3.过与的直线的斜率:(为直线的倾斜角);
注:对于上面的斜率公式要注意下面五点:
(1)当时,公式右边无意义,直线的斜率不存在,倾斜角,直线与轴垂直;
(2)与、的顺序无关,即,和,在公式中的前后次序可以同时交换,但分子与分母不能交换;
(3)斜率可以不通过倾斜角而直接由直线上两点的坐标求得;
(4)当时,斜率,直线的倾斜角,直线与轴平行或重合;
(5)求直线的倾斜角可以由直线上两点的坐标先求斜率而得到.
4.两直线与(不重合)的平行与垂直:
(1)平行:当直线的斜率分别为.若∥,则与的倾斜角与相等.由,可得,即; 当直线斜率都不存在时,倾斜角与都等于90°则∥.
(2)垂直:设两条直线的斜率分别为.若,则.
【例题】
例1.已知三条直线的倾斜角分别为,,,
则它们的斜率分别为 , , .
例2.如下图所示,写出图中直线()的斜率.
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
A10
例3.如图所示,,,则
(1) , , ;
(2)直线与直线是否垂直? (填“是”或“否”)
(3)一条直线过点且与线段有公共点,则其斜率的取值范围是 ;
(4)一条直线过点且与线段有公共点,则其斜率的取值范围是 .
例4.(多选题)如图所示,下列四条直线,,,,斜率分别是,,,,倾斜角分别是,,,,则下列关系正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】BC
【解析】
【分析】
根据直线的图像特征,结合直线的斜率与倾斜角定义,得出结论.
【详解】
直线,,,,斜率分别是,,,,倾斜角分别是,,,,
由倾斜角定义知,,,,故C正确;
由,知,,,,故B正确;
故选:BC
【直线的倾斜程度】
一、选择题
1.下列说法正确的是 (D )
A.一条直线和x轴的正方向所成的正角,叫做这条直线的倾斜角
B.直线的倾斜角α的取值范围是锐角或钝角
C.与x轴平行的直线的倾斜角为180°
D.每一条直线都存在倾斜角,但并非每一条直线都存在斜率
1. D 解析:选项A成立的前提条件为直线和x轴相交,故错误;选项B中倾斜角α的范围是0°≤α<180°,故错误;选项C中与x轴平行的直线,它的倾斜角为0°,故错误;选项D中每一条直线都存在倾斜角,但是直线与y轴平行时,该直线的倾斜角为90°,斜率不存在,故正确.
2.对于下列命题
①若α是直线l的倾斜角,则0°≤α<180°;
②一条直线的斜率随着倾斜角的增大而增大;
③任一条直线都有倾斜角,但不一定有斜率;
④任一条直线都有斜率,但不一定有倾斜角.
其中正确命题的个数是( B )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.若A,B两点的横坐标相等,则直线AB的倾斜角和斜率分别是( C )
A.45°,1 B.135°,-1
C.90°,不存在 D.180°,不存在
C 解析:由倾斜角的定义知直线AB的倾斜角为90°,而当倾斜角为90°时,斜率不存在.
4.若图中直线l1、l2、l3的斜率分别为k1、k2、k3,则( D )
A.k1
A.B.C.D.
6.若直线过点(1,2),(4,2+eq \r(3)),则此直线的倾斜角是( C )
A.30° B.45° C.60° D.90°
7.以A(-1,1),B(2,-1),C(1,4)为顶点的三角形是( C )
A.锐角三角形 B.钝角三角形
C.以A点为直角顶点的直角三角形 D.以B点为直角顶点的直角三角形
6. C 解析 kAB=eq \f(-1-1,2+1)=-eq \f(2,3),kAC=eq \f(4-1,1+1)=eq \f(3,2), ∴kAB·kAC=-1,∴AB⊥AC,∠A为直角.
8.如果过P(-2,m),Q(m,4)两点的直线的斜率为1,那么m的值是( A )
A.1B.4C.1或3D.1或4
9.(2022·全国·高二课时练习)设点、,若直线l过点且与线段AB相交,则直线l的斜率k的取值范围是( )
A.或B.或
C.D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据斜率的公式,利用数形结合思想进行求解即可.
【详解】
如图所示:
,要想直线l过点且与线段AB相交,
则或,
故选:A
10.已知直线斜率为,且,那么倾斜角的取值范围是( ).
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
【分析】
由,得到,结合正切函数的性质,即可求解.
【详解】
由题意,直线的倾斜角为,则,
因为,即,
结合正切函数的性质,可得.
故选:B.
二、填空题
11.已知直线经过两点,,则直线的斜率为 3 .
12.若直线AB与y轴的夹角为60°,则直线AB的倾斜角为__30°或150°___,斜率为____eq \f(\r(3),3)或-eq \f(\r(3),3)___.
13.已知点,点在轴上,若直线的斜率为,则点的纵坐标是 .
14.(2022·天津天津·高二期末)若直线l经过A(2,1),B(1,)两点,则l的斜率取值范围为_________________;其倾斜角的取值范围为_________________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据直线l经过A(2,1),B(1, )两点,利用斜率公式,结合二次函数性质求解;设其倾斜角为,,利用正切函数的性质求解.
【详解】
因为直线l经过A(2,1),B(1, )两点,
所以l的斜率为,
所以l的斜率取值范围为,
设其倾斜角为,,则,
所以其倾斜角的取值范围为,
故答案为:,
三、解答题
15.已知A(-1,1),B(1,1),C(2,eq \r(3)+1),
(1)求直线AB和AC的斜率;
(2)若点D在线段AB(包括端点)上移动时,求直线CD的斜率的变化范围.
10.解 (1)由斜率公式得kAB=eq \f(1-1,1--1)=0,kAC=eq \f(\r(3)+1-1,2--1)=eq \f(\r(3),3).
(2)如图所示.
kBC=eq \f(\r(3)+1-1,2-1)=eq \r(3).
设直线CD的斜率为k,当斜率k变化时,直线CD绕C点旋转,当直线CD由CA逆时针方向旋转到CB时,直线CD与AB恒有交点,即D在线段AB上,此时k由kCA增大到kCB,所以k的取值范围为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),3),\r(3))).
二、直线的方程
1.点斜式: (直线过点,且斜率为);
(1)点斜式方程是由直线上一点和斜率确定的,点斜式的前提是直线的斜率存在.点斜式不能表示平行于y轴的直线,即斜率不存在的直线;
(2)当直线的倾斜角为时,直线方程为;
(3)当直线倾斜角为时,直线没有斜率,它的方程不能用点斜式表示.这时直线方程为:.
(4)表示直线去掉一个点;表示一条直线.
2.斜截式: (为直线在轴上的截距);
注:
(1)b为直线在y轴上截距,截距可以取一切实数,即可以为正数、零、负数;距离必须大于或等于零;
(2)斜截式方程可由过点的点斜式方程得到;
(3)当时,斜截式方程就是一次函数的表示形式.
(4)斜截式的前提是直线的斜率存在.斜截式不能表示平行于y轴的直线,即斜率不存在的直线.
(5)斜截式是点斜式的特殊情况,在方程中,是直线的斜率,是直线在轴上的截距.
3.一般式: (、不全为零) .
(1)当时,方程可化为,它表示过点,斜率为的直线.
(2)当,时,方程化为,即,此时直线与轴垂直.
(3)由上可知,关于、的二元一次方程,它都表示一条直线.
三、两条直线的平行与垂直
1.当直线;
①若平行 且 ;
②若垂直 .
2.当直线:,:
①若平行 且不重合 ;
②若垂直 .
四、距离公式:
1.两点的距离:
2.点到直线的距离公式:
3.两平行直线点距离:
例1.(2022·全国·高二课时练习)过点,斜率为的直线在x轴上的截距为______.
【答案】
【解析】
【分析】
写出直线的点斜式方程,令,即可求得结果.
【详解】
由题可知所求直线方程为:,
令,解得,即直线在x轴上的截距为.
故答案为:.
例2.(2022·江苏·高二)已知三点,
(1)△ABC为__________ 三角形.
【答案】直角
【解析】
【分析】
根据直线斜率关系即得.
【详解】
如图,猜想是直角三角形,
由题可得边所在直线的斜率,边所在直线的斜率,
由,得即,
所以是直角三角形.
故答案为:直角.
(2)求直线的方程;
(3)求边上的中线所在的直线方程.
例3.(多选题)(2022·江苏·高二)下列说法正确的是( )
A.直线必过定点
B.直线在y轴上的截距为2
C.直线的倾斜角为60°
D.过点且平行于直线的直线方程为
【答案】AC
【解析】
【分析】
将直线方程化为,即可求出直线过定点坐标,从而判断A,令求出,即可判断B,求出直线的斜率即可得到倾斜角,从而判断C,根据两直线平行斜率相等求出直线方程即可判断D;
【详解】
解:对于A,,即,
令,即,所以直线必过定点,故A正确;
对于B,对于直线,令得,所以直线在轴上的截距为,故B错误;
对于C,直线,即,所以斜率,其倾斜角为,故C正确;
对于D,过点且平行于直线的直线方程为:,即,故D错误,
故选:AC.
例5.若: 与:平行, 则它们的距离为 ( B )
A. B. C. D.
例.已知的三个顶点分别为,,.
(1)求直线的方程;
(2)求边的垂直平分线方程;
(3)求的面积.
答案:(1);(2);(3)8.
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