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2.1 直线的倾斜角与斜率
2.1.1 倾斜角与斜率
学习指导
核心素养
1.在平面直角坐标系中,结合具体图形,探索确定直线位置的几何要素.
2.理解直线的倾斜角和斜率的概念,经历用代数方法刻画直线斜率的过程.
3.掌握过两点的直线斜率的计算公式.
1. 数学抽象:理解直线的倾斜角和斜率的概念.
2.直观想象:结合图形把握,确定直线位置的几何要素.
3.数学运算:利用公式计算直线的斜率.
知识点一 直线的倾斜角
(1)定义:当直线l与x轴相交时,以x轴为基准,x轴正向与直线l向上的方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.
(2)范围:当直线l与x轴平行或重合时,直线l的倾斜角为0°,直线倾斜角α的取值范围为0°≤α180°.
(1)在倾斜角的定义中,要注意三个条件:①直线向上的方向;②x轴的正向;③小于平角的非负角.
(2)确定平面直角坐标系中一条直线位置的几何要素是:直线上的一个定点以及它的倾斜角,二者缺一不可.
(1)如图所示,直线l与y轴的夹角为45°,则l的倾斜角为( )
A.45°
B.135°
C.0°
D.无法计算
(2)(多选)设直线l过原点,其倾斜角为α,将直线l绕坐标原点沿逆时针方向旋转45°,得到直线l1,则直线l1的倾斜角为( )
A.α+45° B.45°-α
C.α-135° D.135°-α
【解析】 (1)根据倾斜角的定义知,l的倾斜角为90°+45°=135°.故选B.
(2)如图①所示,当0°≤α135°时,l1的倾斜角是α+45°,如图②所示,当135°≤α180°时,结合图形和倾斜角的概念,即可得到l1的倾斜角为α-135°.
【答案】 (1)B (2)AC
求直线倾斜角的关键及两点注意
(1)关键:依据平面几何知识判断直线向上的方向与x轴正向之间所成的角.
(2)注意:①当直线与x轴平行或重合时,倾斜角为0°;当直线与x轴垂直时,倾斜角为90°.②直线倾斜角的取值范围是0°≤α180°.
已知直线l经过第二、四象限,则直线l的倾斜角α的取值范围是( )
A.0°≤α90° B.90°≤α180°
C.90°α180° D.0°α180°
解析:选C.直线倾斜角的取值范围是0°≤α180°,又直线l经过第二、四象限,所以直线l的倾斜角α的取值范围是90°α180°.
知识点二 直线的斜率
(1)斜率的定义
我们把一条直线的倾斜角α的正切值叫做这条直线的斜率.斜率常用小写字母k表示,即k=tan__α.
倾斜角是90°的直线没有斜率,倾斜角不是90°的直线都有斜率.
直线的倾斜角是一个角(图形),而斜率是一个实数值(数),斜率的绝对值越大,直线的倾斜角越接近90°.
(2)斜率公式
如果直线经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2),那么可得斜率公式k= eq \f(y2-y1,x2-x1) .
在平面直角坐标系中,倾斜角和斜率分别从形和数两个角度刻画了直线相对于x轴的倾斜程度.
(1)斜率公式中k的值与P1,P2两点在该直线上的位置无关,即在直线l上任取不同的两点P1,P2,其斜率均不变.
(2)斜率公式中两纵坐标和两横坐标在公式中的次序可以同时调换.
经过下列两点的直线的斜率是否存在?如果存在,求其斜率,并确定直线的倾斜角α.
(1)A(2,3),B(4,5);
(2)C(-2,3),D(2,-1);
(3)P(-3,1),Q(-3,10).
【解】 (1)存在.直线AB的斜率kAB= eq \f(5-3,4-2) =1,即 tan α=1,又0°≤α180°,所以倾斜角α=45°.
(2)存在.直线CD的斜率kCD= eq \f(-1-3,2-(-2)) =-1,即 tan α=-1,又0°≤α180°,所以倾斜角α=135°.
(3)不存在,因为xP=xQ=-3,所以直线PQ的斜率不存在,直线的倾斜角α=90°.
解决斜率问题的方法
(1)由倾斜角(或范围)求斜率(或范围),利用定义式k=tan α(α≠90°)解决.
(2)由两点坐标求斜率,运用两点斜率公式k= eq \f(y2-y1,x2-x1) (x1≠x2)求解.
1.若直线的倾斜角为120°,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)
解析:选B.因为直线的斜率k和倾斜角α的关系是k=tan α(α≠90°),
所以当倾斜角为120°时,直线的斜率k=tan 120°=-tan 60°=- eq \r(3) .
2.已知直线l过点M(m+1,m-1),N(2m,1)当m=________时,直线l的斜率是1.
解析
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