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1.在平面直角坐标系中,结合具体图形,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,掌握过两点的直线斜率的计算公式;
3.掌握确定直线位置的几何要素,掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式),了解斜截式与一次函数的关系.
1.直线的倾斜角与斜率
(1)直线的倾斜角
①定义:当直线l与x轴相交时,我们取x轴作为基准,x轴正向与直线l向上方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角;②规定:当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0;③范围:直线的倾斜角α的取值范围是[0,π).
(2)直线的斜率
①定义:当直线l的倾斜角α≠eq \f(π,2)时,其倾斜角α的正切值tan α叫做这条直线的斜率,斜率通常用小写字母k表示,即k=tan__α;
②斜率公式:经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为k=eq \f(y2-y1,x2-x1).
2.直线方程的五种形式
名称
几何条件
方程
适用条件
斜截式
纵截距、斜率
y=kx+b
与x轴不垂直的直线
点斜式
过一点、斜率
y-y0=k(x-x0)
两点式
过两点
eq \f(y-y1,y2-y1)=eq \f(x-x1,x2-x1)
与两坐标轴均不垂直的直线
截距式
纵、横截距
eq \f(x,a)+eq \f(y,b)=1
不过原点且与两坐标轴均不垂直的直线
一般式
Ax+By+C=0(A2+B2≠0)
所有直线
3.线段的中点坐标公式
若点P1,P2的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),线段P1P2的中点M的坐标为(x,y),则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=\f(x1+x2,2),,y=\f(y1+y2,2),))此公式为线段P1P2的中点坐标公式.
高频考点一 直线的倾斜角与斜率
例1、(1)直线2xcos α-y-3=0eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α∈\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(π,3)))))的倾斜角的取值范围是( )
A.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(π,3))) B.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,4),\f(π,3)))
C.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,4),\f(π,2))) D.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,4),\f(2π,3)))
(2)直线l过点P(1,0),且与以A(2,1),B(0,eq \r(3))为端点的线段有公共点,则直线l斜率的取值范围为________.
(2)如图,∵kAP=eq \f(1-0,2-1)=1,
kBP=eq \f(\r(3)-0,0-1)=-eq \r(3),
∴直线l的斜率k∈(-∞,-eq \r(3)]∪[1,+∞).
答案 (1)B (2)(-∞,-eq \r(3)]∪[1,+∞)
【方法规律】(1)①任一直线都有倾斜角,但斜率不一定都存在;直线倾斜角的范围是[0,π),斜率的取值范围是R.
②正切函数在[0,π)不单调,借助图象或单位圆数形结合,确定倾斜角α的取值范围.
(2)第(2)问求解要注意两点:①斜率公式的正确计算;②数形结合写出斜率的范围,切莫错误想当然认为-eq \r(3)≤k≤1.
【变式探究】 (1)直线l经过点A(1,2),在x轴上的截距的取值范围是(-3,3),则其斜率k的取值范围是( )
A.-1keq \f(1,5) B.-1keq \f(1,2)
C.keq \f(1,5)或k-1 D.keq \f(1,2)或k-1
(2)直线l经过点A(3,1),B(2,-m2)(m∈R)两点,则直线l的倾斜角α的取值范围是________.
答案 (1)D (2)eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4),\f(π,2)))
高频考点二 求直线的方程
例2、根据所给条件求直线的方程:
(1)直线过点(-4,0),倾斜角的正弦值为eq \f(\r(10),10);
(2)直线过点(-3,4),且在两坐标轴上的截距之和为12;
(3)直线过点(5,10),且到原点的距离为5.
解 (1)由题设知,该直线的斜率存在,故可采用点斜式.
设倾斜角为α,则sin α=eq \f(\r(10),10)(0≤απ),
从而cos α=±eq \f(3\r(10),10),则k=tan α=±eq \f(1,3).
故所求直线方程为y=±eq \f(1,3)(x+4).
即x+3y+4=0或x-3y+4=0.
(2)由题设
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