《2020版高考數(shù)學一輪復(fù)習 第8章 平面解析幾何 第1節(jié) 直線的傾斜角與斜率、直線方程教學案 文(含解析)北師大版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020版高考數(shù)學一輪復(fù)習 第8章 平面解析幾何 第1節(jié) 直線的傾斜角與斜率、直線方程教學案 文(含解析)北師大版(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第一節(jié) 直線的傾斜角與斜率、直線方程
[考綱傳真] 1.在平面直角坐標系中,結(jié)合具體圖形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,掌握過兩點的直線斜率的計算公式.3.掌握確定直線位置的幾何要素,掌握直線方程的幾種形式(點斜式、兩點式及一般式),了解斜截式與一次函數(shù)的關(guān)系.
1.直線的傾斜角
(1)定義:在平面直角坐標系中,對于一條與x軸相交的直線l,把x軸(正方向)按逆時針方向繞著交點旋轉(zhuǎn)到和直線l重合所成的角,叫作直線l的傾斜角.當直線l與x軸平行時,它的傾斜角為0°.
(2)傾斜角的范圍為0°≤α<180°.
2.斜率公式
(1)直線l的傾斜角為α≠90°,
2、則斜率k=tan α,當α=90°時,直線斜率不存在.
(2)P1(x1,y1),P2(x2,y2)在直線l上,且x1≠x2,則l的斜率k=.
3.直線方程的五種形式
名稱
方程
適用范圍
點斜式
y-y0=k(x-x0)
不含直線x=x0
斜截式
y=kx+b
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=y(tǒng)1(y1≠y2)
截距式
+=1
不含垂直于坐標軸和過原點的直線
一般式
Ax+By+C=0,A2+B2≠0
平面內(nèi)所有直線都適用
牢記傾斜角α與斜率k的關(guān)系
(1)當α∈且由0增大到時,k的值由0增大到+∞.
3、
(2)當α∈時,k也是關(guān)于α的單調(diào)函數(shù),當α在此區(qū)間內(nèi)由增大到π(α≠π)時,k的值由-∞趨近于0(k≠0).
[基礎(chǔ)自測]
1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)根據(jù)直線的傾斜角的大小不能確定直線的位置. ( )
(2)坐標平面內(nèi)的任何一條直線均有傾斜角與斜率. ( )
(3)直線的傾斜角越大,其斜率就越大. ( )
(4)過定點P0(x0,y0)的直線都可用方程y-y0=k(x-x0)表示. ( )
(5)經(jīng)過任意兩個不同的點P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直線都可以用方程(y-y1)(x2-x1)=(x-x1)(y2
4、-y1)表示. ( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
2.(教材改編)若過點M(-2,m),N(m,4)的直線的斜率等于1,則m的值為( )
A.1 B.4 C.1或3 D.1或4
A [由題意得=1,解得m=1.]
3.直線x-y+a=0的傾斜角為( )
A.30° B.60° C.150° D.120°
B [設(shè)直線的傾斜角為α,則tan α=,∵0°≤α<180°,∴α=60°.]
4.(教材改編)經(jīng)過點M(1,1)且在兩坐標軸上截距相等的直線方程是( )
A.x+y=2 B.x+y=1
C.x=1或y
5、=1 D.x+y=2或x=y(tǒng)
D [若直線過原點,則直線為y=x,符合題意,若直線不過原點,設(shè)直線為+=1,代入點(1,1),解得m=2,直線方程整理得x+y-2=0,故選D.]
5.如果A·C<0且B·C<0,那么直線Ax+By+C=0不通過( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
C [由已知得直線Ax+By+C=0在x軸上的截距->0,在y軸上的截距->0,故直線經(jīng)過第一、二、四象限,不經(jīng)過第三象限.]
直線的傾斜角和斜率
1.(2019·石家莊模擬)直線x+(a2+1)y+1=0的傾斜角的取值范圍是( )
A. B.
C.∪
6、 D.∪
B [由直線方程可得該直線的斜率為-,又-1≤-<0,所以傾斜角的取值范圍是.]
2.若點A(4,3),B(5,a),C(6,5)三點共線,則a的值為______.
4 [因為kAC==1,kAB==a-3.
由于A,B,C三點共線,所以a-3=1,即a=4.]
3.直線l過點P(1,0),且與以A(2,1),B(0,)為端點的線段有公共點,則直線l斜率的取值范圍為__________.
(-∞,-]∪[1,+∞) [如圖,
∵kAP==1,kBP==-,∴k∈(-∞,-]∪[1,+∞).]
[規(guī)律方法] 直線傾斜角的范圍是[0,π),根據(jù)斜率求傾斜角的范圍時,
7、要分與兩種情況討論.
易錯警示:由直線的斜率k求傾斜角α的范圍時,要對應(yīng)正切函數(shù)的圖像來確定,要注意圖像的不連續(xù)性.
直線的方程
【例1】 根據(jù)所給條件求直線的方程:
(1)直線過點(-4,0),傾斜角的正弦值為;
(2)直線過點(-3,4),且在兩坐標軸上的截距之和為12.
[解] (1)由題設(shè)知,該直線的斜率存在,故可采用點斜式.
設(shè)傾斜角為α,則sin α=(0≤α<π),
從而cos α=±,則k=tan α=±.
故所求直線方程為y=±(x+4).
即x+3y+4=0或x-3y+4=0.
(2)由題設(shè)知橫截距與縱截距都不為0,設(shè)直線方程為+=1,又直
8、線過點(-3,4),從而+=1,解得a=-4或a=9.
故所求直線方程為4x-y+16=0或x+3y-9=0.
[規(guī)律方法] 在求直線方程時,應(yīng)先選擇適當?shù)闹本€方程的形式,并注意各種形式的適用條件.若采用截距式,應(yīng)注意分類討論,判斷截距是否為零;若采用點斜式,應(yīng)先考慮斜率不存在的情況.
一條直線經(jīng)過點A(-2,2),并且與兩坐標軸圍成的三角形的面積為1,則此直線的方程為________.
x+2y-2=0或2x+y+2=0 [設(shè)所求直線的方程為+=1.
∵A(-2,2)在直線上,∴-+=1. ①
又因直線與坐標軸圍成的三角形面積為1,∴|a|·|b|=1. ②
由①②可得(1)
9、或(2)
由(1)解得或方程組(2)無解.
故所求的直線方程為+=1或+=1,即x+2y-2=0或2x+y+2=0為所求直線的方程.]
直線方程的綜合應(yīng)用
【例2】 過點P(4,1)作直線l分別交x軸,y軸正半軸于A,B兩點,O為坐標原點.
(1)當△AOB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.
[解] 設(shè)直線l:+=1(a>0,b>0),
因為直線l經(jīng)過點P(4,1),所以+=1.
(1)+=1≥2=,
所以ab≥16,當且僅當a=8,b=2時等號成立,
所以當a=8,b=2時,△AOB的面積最小,
此時直線l
10、的方程為+=1,即x+4y-8=0.
(2)因為+=1,a>0,b>0,
所以|OA|+|OB|=a+b=(a+b)·=5++≥5+2=9,當且僅當a=6,b=3時等號成立,
所以當|OA|+|OB|取最小值時,直線l的方程為+=1,即x+2y-6=0.
[規(guī)律方法] 與直線方程有關(guān)的最值問題的解題思路
(1)借助直線方程,用y表示x或用x表示y;
(2)將問題轉(zhuǎn)化成關(guān)于x(或y)的函數(shù);
(3)利用函數(shù)的單調(diào)性或基本不等式求最值.
已知直線l1:ax-2y=2a-4,l2:2x+a2y=2a2+4,當0<a<2時,直線l1,l2與兩坐標軸圍成一個四邊形,當四邊形的面積最小時,求實數(shù)a的值.
[解] 由題意知直線l1,l2恒過定點P(2,2),直線l1在y軸上的截距為2-a,直線l2在x軸上的截距為a2+2,
所以四邊形的面積S=×2×(2-a)+×2×(a2+2)
=a2-a+4=+,
當a=時,四邊形的面積最小,
故實數(shù)a的值為.
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