
1.在平面直角坐標系中,結合具體圖形,探索確定直線位置的幾何要素.
2.理解直線的傾斜角和斜率的概念,經(jīng)歷用代數(shù)方法刻畫直線斜率的過程,掌握過兩點的直線斜率的計算公式.
3.根據(jù)確定直線位置的幾何要素,探索并掌握直線方程的幾種形式(點斜式、兩點式及一般式).
1.直線的傾斜角與斜率
(1)直線的傾斜角定義:在平面直角坐標系中,當直線l與x軸相交時,我們以x軸為基準,x軸正向與直線l向上的方向之間所成的角α叫作直線l的傾斜角.特別地,當直線l與x軸平行或重合時,我們規(guī)定它的傾斜角為 .
(2)范圍:傾斜角α的取值范圍是 ,即[0,π).
(3)直線的斜率定義:一條直線的傾斜角α(α≠90°)的 叫作這條直線的斜率,該直線的斜率k= .
(4)過兩點的直線的斜率公式:過兩點P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直線的斜率公式為k= .
2.直線的方向向量與法向量
(1)直線方向向量的幾種形式
(2)直線的方向向量與斜率的關系
一般地,已知a=(u,v)為直線l的一個方向向量,則
①當u=0時,直線l的斜率不存在,傾斜角為 ;
②當u≠0時,直線l的斜率k= ,傾斜角θ滿足tan θ= .
3.直線方程的五種形式
常用結論
1.直線的傾斜角α和斜率k之間的對應關系:
2.特殊位置的直線方程
(1)經(jīng)過點(a,b)且平行于x軸的直線方程為y=b;
(2)經(jīng)過點(a,b)且平行于y軸的直線方程為x=a;
(3)過原點且斜率為k的直線方程為y=kx.
3.直線Ax+By+C=0(A2+B2≠0)的一個法向量v=(A,B),一個方向向量a=(-B,A).
題組一 常識題
1.[教材改編] 已知直線l經(jīng)過點A(-2,0)與B(-5,33),則直線l的斜率k= ,傾斜角θ= ,一個方向向量為 .
2.[教材改編] 已知A(1,3),B(-2,1),C(4,m)三點在同一條直線上,則m= .
3.[教材改編] 直線y+2=k(x+1)恒過點 .
題組二 常錯題
◆索引:對截距概念理解有誤;對傾斜角和斜率的關系掌握不牢;忽略截距為0的情況.
4.經(jīng)過兩點(-1,1)和(0,3)的直線在x軸上的截距為 .
5.下列說法中,錯誤的是 .(填序號)
①坐標平面內(nèi)的任何一條直線均有傾斜角;
②若一條直線的斜率為1,則此直線的傾斜角為90°;
③直線的傾斜角的取值范圍是[0,π);
④若一條直線的傾斜角為α,則此直線的斜率為tan α.
6.過點(1,1)且在x軸上的截距與在y軸上的截距相等的直線的方程為 .
直線的傾斜角和斜率
例1 經(jīng)過點P(0,-1)作直線l,且直線l與連接點A(1,-2),B(2,1)的線段沒有公共點,則直線l的傾斜角α的取值范圍為 ,斜率k的取值范圍為 .
總結反思
(1)求傾斜角的取值范圍的一般步驟:①求出斜率k=tan α的取值范圍,但需注意斜率不存在的情況;②利用正切函數(shù)的單調(diào)性,借助函數(shù)圖象或單位圓,數(shù)形結合確定傾斜角α的取值范圍.
(2)注意傾斜角的取值范圍是[0,π),若直線的斜率不存在,則直線的傾斜角為π2,此時直線垂直于x軸.
(3)每條直線都有傾斜角,但不一定存在斜率.
變式題 (1)若直線ax+y-1=0與連接A(2,3),B(-3,2)的線段總有公共點,則實數(shù)a的取值范圍是 .
(2)直線x+(a2+1)y+1=0(a∈R)的傾斜角的取值范圍是 .
求直線的方程
例2 (1)(多選題)過點(-3,1)且在x軸、y軸上的截距的絕對值相等的直線的方程可能是( )
A.x+3y=0B.x+y+2=0
C.x-y+4=0D.x-3y=0
(2)[2023·山西大學附中月考] 已知△ABC的頂點A(5,5),AC邊上的高所在直線的方程為3x+2y-7=0,則AC邊所在直線的方程為( )
A.x-2y+5=0B.2x-3y+3=0
C.x+2y-15=0D.2x-3y+5=0
總結反思
(1)求直線的方程一般有以下兩種方法:
①直接法:由題意確定出直線方程的適當形式,然后直接寫出其方程.
②待定系數(shù)法:先由直線滿足的條件設出直線的方程,方程中含有待定的系數(shù),再由題設條件求出待定系數(shù),即得所求直線方程.
(2)在求直線的方程時,應選擇適當?shù)男问?并注意各種形式的適用條件.特別是對于點斜式、截距式,使用時要注意分類討論思想的運用(若采用點斜式,應先考慮斜率不存在的情況;若采用截距式,應先判斷截距是否為零).
(3)最后結果寫成直線的方程的一般式或斜截式.
變式題 (1)(多選題)已知直線l的一個方向向量為n=1,32,若l過點A(-4,3),則直線l的方程可以為( )
A.y-3=-32(x+4)
B. 3x-2y-18=0
C.y-3=32(x+4)
D.3x-2y+18=0
(2)在平面直角坐標系xOy中,已知△AOB為等腰三角形,|OA|=|AB|,A(1,3),點B在x軸的正半軸上,則直線AB的方程為 .
(3)已知直線l:kx-y+1+2k=0,若直線l在兩坐標軸上的截距相等,則k的值為 ;若直線l不經(jīng)過第三象限,則實數(shù)k的取值范圍是 .
直線方程的綜合應用
例3 如圖,O為坐標原點,過點P(4,1)作直線l,分別交x軸、y軸的正半軸于點A,B.
(1)當△AOB的面積最小時,求直線l的方程;
(2)當|OA|+|OB|取最小值時,求直線l的方程.
總結反思
(1)求參數(shù)的值或范圍,注意點在直線上,則點的坐標滿足直線的方程,再結合函數(shù)的單調(diào)性或基本不等式求解.條件
直線l的方向向量的表示
P1(x1,y1),P2(x2,y2)是直線l上兩個不同點
P1P2=
直線l的斜率為k
名稱
方程
適用范圍
點斜式
不含直線x=x0
斜截式
不含垂直于x軸的直線
兩點式
不含直線x=x1(x1=x2)和直線y=y1(y1=y2)
截距式
不含垂直于坐標軸和過原點的直線
一般式
平面內(nèi)所有直線都適用
α
0°
30°
45°
60°
0°
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