直线的倾斜角和斜率、直线的方程
(一)网上课堂
1.本讲主要内容:
直线的倾斜角和斜率
(1)倾斜角:是指直线向上的方向与x轴的正方向所成的最小的正角叫做直线的倾斜角.
(2)斜率:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率.即k=tanα (α≠90°)
倾斜角和斜率都反映直线相对于x轴正方向的倾斜程度.
直线方程的几种形式
(1)点斜式:
(2)斜截式:
(3)两点式:
(4)截距式: a≠0,b≠0
(5)一般式:(A、B不同时为零).
(6)参数式:(t为参数)
2.学法指导
(1)正确理解斜率概念,熟练掌握斜率公式是学好本章及本节的关键.对于倾斜角概念要结合图形记忆,注意范围0°≤α<180°.关于直线斜率应当注意三点:①斜率依赖于倾斜角的变化而变化;②任何一条直线均有倾斜角,但不是每一条直线都有斜率,当α=90°时,直线斜率不存在;③斜率k∈R.
(2)正确理解直线方程几种形式的局限性.点斜式方程和斜截式方程都不能表示没有斜率即与x轴垂直的直线;两点式方程既不能表示与x轴垂直的直线,也不能表示与y轴垂直的直线;截距式方程既不能表示与x轴垂直的直线;也不能表示与y轴垂直的直线,同时还不能表示经过原点的直线.
(3)求直线斜率有两种方法:
①已知倾斜角α,则k = tanα(α≠90°)
②已知两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),且x1≠x2,则.
(4)用反三角函数表示直线的倾角,必须记住直线倾角的范围,当tanα=k<0时,直线的倾斜角α=;当tanα=k≥0时,直线的倾斜角α=arctank.
(5)常见的确定直线的方法有如下两种:
①两个不重合的点确定一条直线.
②已知一个定点和确定的方向也可以确定一条直线.
3.例题精讲:
例1.已知直线l的倾斜角为α,且,P1(2,y1),P2(x2,-3),P3(4,2)为直线l上三点,求y1和x2的值.
[分析及解]
此题已知条件是倾斜角,要求的结论是点的坐标,考虑到倾斜角与斜率有关,而斜率可以用点的坐标表示,故由,先求出或-1,即k=1或-1,再利用,由P1,P2,P3在直线l上,得出y1=0,x2=-1或y1=4或x2=9.
例2.直线过点(-2,-1),且在两坐标轴上的截距相等,求直线方程.
[分析及解]
求直线方程,应根据题目给出的已知条件选取适当的直线方程形式,并要注意各种直线方程适用的条件,此题所求,直线在两坐标轴上的截距相等,故考虑到直线方程的截距式,但应注意截距式有其局限性,即不包括过原点及与两坐标轴平行的直线,也就是说不包括截距为0的情况,所以考虑按截距是否为0,分情况讨论.
若直线截距为0,则设所求直线方程为y=kx,再由过点(-2,-1),得k=.
若直线截距不为0,则设直线方程再由过点(-2,-1),代入得,则直线方程为x+y+3=0.
例3.一条直线过点P(-2,2)且与两坐标轴围成的三角形的面积为1,求此直线的方程.
[分析及解]
由题意所求直线过点p(-2,2)且与两坐标轴相交,故k必存在.所以可设所求直线方程为,下面只要确定k的值即可.
因为,直线与两坐标轴围成的三角形是直角三角形.所以,三角形面积等于在两坐标轴上的截距的绝对值的积的一半,在这里,要特别注意添加绝对值,因为截距是直线与坐标轴交点的相应坐标,而不是距离.所以要加绝对值,否则就会漏解.即由条件得,解得,方程为
此题还可以设所求方程为截距式,即则三角形面积可表示为
例4.过点p(2,1)作直线l,交x轴于A,y轴于B,当取最小值时求直线l的方程.
[分析及解]此题可设直线l的方程为点斜式,也可考虑其为
(t为参数)
因为直线l交x轴于A,交y轴于B
∴由方程组
得
同理
∴
这样将最值问题即可转化为三角函数有界性问题.即由
得
即当
得时,直线l的斜率k=1或k=-1
则直线l的方程为
即
即.
二.网上能力训练题
(一)能力训练部分
A.基础性训练题
选择题:
1.直线bx+ay=ab(a<0,b<0)的倾斜角是( )
(A)arctan() (B)arctan()
(C) (D)
2.若直线的倾斜角为α,且sinα+cosα=,则该直线的斜率为( )
(A) (B) (C) (D)
3.如图4-1,直线l1,l2,l3的斜率分别为k1,k2,k3,则( )
(A)k1
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