2025高考数学一轮复习-8.1-直线的方程【课件】
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(1)定义:当直线l与x轴相交时,我们以x轴为基准,x轴正向与直线l______的方向之间所成的角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______;(3)范围:直线的倾斜角α的取值范围是______________________.
{α|0°≤α<180°}
(1)定义:我们把一条直线的倾斜角α的________叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母k表示,即k=______________.(2)计算公式
3.直线方程的五种形式
y-y0=k(x-x0)
1.直线的倾斜角α和斜率k之间的对应关系:
2.截距和距离的不同之处“截距”是直线与坐标轴交点的坐标值,它可正,可负,也可以是零,而“距离”是一个非负数.
解析 (1)当直线的倾斜角α1=135°,α2=45°时,α1>α2,但其对应斜率k1=-1,k2=1,k1<k2.(2)当直线斜率为tan(-45°)时,其倾斜角为135°.(3)两直线的斜率相等,则其倾斜角一定相等.
1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)直线的倾斜角越大,其斜率就越大.( )(2)直线的斜率为tan α,则其倾斜角为α.( )(3)斜率相等的两直线的倾斜角不一定相等.( )(4)经过任意两个不同的点P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线都可以用方程(y-y1)·(x2-x1)=(x-x1)(y2-y1)表示.( )
解析 设直线倾斜角为α,∵y=-xtan 60°+2,
2.(易错题)直线xtan 60°+y-2=0的倾斜角为( )A.30° B.60° C.120° D.150°
∵0°≤α<180°,∴α=120°.
3.(多选)下列说法正确的是( )
解析 由于直线ax+by+c=0同时要经过第一、二、四象限,故斜率小于0,在y轴上的截距大于0,
4.直线ax+by+c=0同时要经过第一、第二、第四象限,则a,b,c应满足( )A.ab>0,bc<0 B.ab>0,bc>0C.ab<0,bc>0 D.ab<0,bc<0
即x-4y=0.当直线不过原点时,
5.(易错题)经过点(4,1),且在两坐标轴上截距相等的直线l的方程为______________________________.
x-4y=0或x+y-5=0
故直线方程是x+y-5=0.
KAODIANTUPOTIXINGPOUXI
当直线l由PA变化到与y轴平行的位置PC时,它的倾斜角由α增至90°,斜率的取值范围为[1,+∞).
解析 因为直线l2,l3的倾斜角为锐角,且直线l2的倾斜角大于直线l3的倾斜角,所以0<k3<k2.直线l1的倾斜角为钝角,斜率k1<0,所以k1<k3<k2.
(2)若图中直线l1,l2,l3的斜率分别为k1,k2,k3,则( )A.k1<k2<k3B.k3<k1<k2C.k3<k2<k1D.k1<k3<k2
解析 直线l:y=k(x-2)+1经过定点P(2,1),
训练1 (1)已知点A(1,3),B(-2,-1).若直线l:y=k(x-2)+1与线段AB相交,则k的取值范围是( )
又直线l:y=k(x-2)+1与线段AB相交,
(2)过点(2,1)且在x轴上截距与在y轴上截距之和为6的直线方程为_____________________________.
故所求直线方程为x+y-3=0或x+2y-4=0.
x+y-3=0或x+2y-4=0
(3)经过两条直线l1:x+y=2,l2:2x-y=1的交点,且直线的一个方向向量v=(-3,2)的直线方程为________________.
∴直线过点(1,1).∵直线的方向向量v=(-3,2),
即2x+3y-5=0.
解析 设C(x0,y0),
训练2 (1)在△ABC中,已知A(5,-2),B(7,3),且AC的中点M在y轴上,BC的中点N在x轴上,则直线MN的方程为________________.
即5x-2y-5=0.
此时直线的方程为x-y-1=0.综上可得,所求直线的方程为3x-2y=0或x-y-1=0.
(2)过点(-2,-3),且在x轴、y轴上的截距互为相反数的直线方程是______________________________.
3x-2y=0或x-y-1=0
∵与两坐标轴围成的三角形的面积为1,
(3)若一条直线经过点A(-2,2),并且与两坐标轴围成的三角形面积为1,则此直线的方程为_______________________________.
x+2y-2=0或2x+y+2=0
①k>0时,(2k+2)2=2k,2k2+3k+2=0,无解.②k<0时,(2k+2)2=-2k,
则所求直线为2x+y+2=0或x+2y-2=0.
证明 直线l的方程可化为k(x+2)+(1-y)=0,
例3 已知直线l:kx-y+1+2k=0(k∈R).(1)证明:直线l过定点;
∴无论k取何值,直线l总经过定点(-2,1).
在y轴上的截距为1+2k,要使直线不经过第四象限,
(2)若直线l不经过第四象限,求k的取值范围;
当k=0时,直线为y=1,符合题意,故k的取值范围是[0,+∞).
∴Smin=4,此时直线l的方程为x-2y+4=0.
(3)若直线l交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,△AOB的面积为S(O为坐标原点),求S的最小值并求此时直线l的方程.解 由题意可知k≠0,再由l的方程,
∵l与x轴,y轴正半轴分别交于A,B两点,
训练3 已知直线l过点M(2,1),且分别与x轴的正半轴,y轴的正半轴交于A,B两点,O为原点,当△AOB面积最小时,求直线l的方程.解 法一 设直线l的方程为y-1=k(x-2),
FENCENGXUNLIAN GONGGUTISHENG
利用斜截式直接写出方程,
1.倾斜角为120°且在y轴上的截距为-2的直线方程为( )
2.若过点P(1-a,1+a)和Q(3,2a)的直线的倾斜角为钝角,则实数a的取值范围是( )A.(-2,1)B.(-1,2)C.(-∞,0)D.(-∞,-2)∪(1,+∞)
解析 ∵直线y=ax+c经过第一、二、三象限,∴直线的斜率a>0,在y轴上的截距c>0.
3.若直线y=ax+c经过第一、二、三象限,则有( )A.a>0,c>0 B.a>0,c<0C.a<0,c>0 D.a<0,c<0
解析 直线2xcs α-y-3=0的斜率k=2cs α,
由所求直线过点(0,1),
5.过点(0,1)且与直线2x-y+1=0垂直的直线方程是( )A.x+2y-1=0 B.x+2y-2=0C.2x-y-1=0 D.2x-y-2=0
解析 ∵f′(x)=x2-2x=(x-1)2-1≥-1,∴斜率k=tan α≥-1,
所求直线为y=2x,即2x-y=0.当直线不经过原点时,设所求直线方程为x±y=k,把点A(1,2)代入可得1-2=k或1+2=k,求得k=-1或k=3,故所求的直线方程为x-y+1=0或x+y-3=0.
8.(多选)若直线过点A(1,2),且在两坐标轴上截距的绝对值相等,则直线l的方程为( )A.x-y+1=0 B.x+y-3=0C.2x-y=0 D.x-y-1=0
解析 已知直线的斜率为1,则其倾斜角为45°,绕点逆时针旋转15°后,得到的直线l的倾斜角α=45°+15°=60°,
即x+13y+5=0.
10.已知三角形的三个顶点A(-5,0),B(3,-3),C(0,2),则BC边上中线所在的直线方程为______________.
解析 因为直线l的斜率存在,
11.设直线l的方程为2x+(k-3)y-2k+6=0(k≠3),若直线l的斜率为-1,则k=________;若直线l在x轴、y轴上的截距之和等于0,则k=________.
由题意得k-3+2=0,解得k=1.
解析 依题意,设点P(a,1),Q(7,b),
12.若直线l与直线y=1,x=7分别交于点P,Q,且线段PQ的中点坐标为(1,-1),则直线l的斜率为________.
解析 由题意知,y′=2x+2,设P(x0,y0),则在点P处的切线的斜率k=2x0+2.
解析 根据直线倾斜角的范围为[0,π),而π-α∈R,所以A不正确;当x=y=0时,xsin α+ycs α+1=1≠0,所以直线必不过原点,B正确;
14.(多选)已知直线xsin α+ycs α+1=0(α∈R),则下列命题正确的是( )A.直线的倾斜角是π-αB.无论α如何变化,直线不过原点C.直线的斜率一定存在D.当直线和两坐标轴都相交时,它和坐标轴围成的三角形的面积不小于1
当直线和两坐标轴都相交时,它和坐标轴围成的三角形的面积为
解析 由题意知直线l1,l2恒过定点P(2,2),直线l1在y轴上的截距为2-a,直线l2在x轴上的截距为a2+2,
15.已知直线l1:ax-2y=2a-4,l2:2x+a2y=2a2+4,当0<a<2时,直线l1,l2与两坐标轴围成一个四边形,当a=________时,四边形的面积最小,最小值为________.
解析 由题意可得kOA=tan 45°=1,
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