第1讲 直线的倾斜角与斜率及直线方程
第8章 第1节 直线的倾斜角与斜率、直线的方程-2023届高三一轮复习数学精新高考人教A版2019)
3．过点 P(2，3)且在两坐标轴上截距相等的直线方程为 _3_x_－__2_y_＝_．0 或 x＋y－5＝0
解析 当纵、横截距均为 0 时，直线方程为 3x－2y＝0； 当纵、横截距均不为 0 时，设直线方程为ax＋ay＝1， 则2a＋3a＝1，解得 a＝5. 所以直线方程为 x＋y－5＝0.
◇考题再现
向旋转 15°，则旋转后得到的直线 l2 的方程为( B )
A．x－ 3y＋1＝0
B． 3x－y＝0
C． 3x＋y＋1＝0
D．3x－ 3y－1＝0
(2)若 A(1，－2)，B(5，6)，直线 l 经过 AB 的中点 M 且在两坐
标轴上的截距相等，则直线 l 的方程为_2_x_－__3_y_＝__0_或 ___x_＋__y．－5＝0
(2)求直线方程．弄清确定直线的两个条件，由直线方 程的几种特殊形式直接写出方程．
(3)求参数值或范围．注意点在直线上，则点的坐标适 合直线的方程，再结合函数的单调性或基本不等式求解．
[巩固演练] 3．已知直线 l：(2a＋b)x＋(a＋b)y＋a－b＝0 及点 P(3， 4)． (1)证明：直线 l 过某定点，并求该定点的坐标； (2)当点 P 到直线 l 的距离最大时，求直线 l 的方程． 解析 (1)在直线 l 的方程可化为： a(2x＋y＋1)＋b(x＋y－1)＝0， 由2x＋x＋y－y＋11＝＝00，解得xy＝＝－3 2，， ∴直线恒过定点(－2，3)．
＝5＋－k＋－4k≥5＋4＝9. 所以当且仅当－k＝－4k且 k<0， 即 k＝－2 时，|OA|＋|OB|取最小值． 这时 l 的方程为 2x＋y－6＝0.
►规律方法 与直线方程有关问题的常见类型及解题策略
(1)求解与直线方程有关的最值问题．先设出直线方程， 建立目标函数，再利用基本不等式求解最值．
直线的倾斜角、斜率及直线的方程ppt
点斜式方程的局限性
点斜式方程只适用于已知一点和 斜率的直线，对于其他情况需要
使用其他形式的直线方程。
当直线与x轴垂直时，斜率不存 在，点斜式方程不适用。
在实际应用中，需要根据具体情 况选择合适的直线方程形式。
05 直线的两点式方程与斜率 的关系
点斜式方程
01
点斜式方程是直线方程的一种形 式，它表示通过一个固定点(x1, y1)和斜率m的直线。
02
点斜式方程可以用来求解直线的 方程，特别是当已知直线上的一 点和斜率时。
两点式方程
两点式方程是直线方程的另一种形式， 它表示通过两点(x1, y1)和(x2, y2)的 直线。
两点式方程也可以用来验证两点是否 在同一直线上。
整理得到$y - y_1 = m(x - x_1)$，其中$m$为直线斜率。
因此，点斜式方程为$y - y_1 = m(x - x_1)$，它是通过直线上两点坐标推导出来的。
斜率在点斜式方程中的应用
斜率$m$表示直线在坐标系上的倾斜程度，当$m > 0$时， 直线从左下到右上倾斜；当$m < 0$时，直线从左上到右下 倾斜；当$m = 0$时，直线与x轴平行。
两点式方程仅适用于已知两点坐标的情 况，对于其他情况可能不适用。
当两点坐标相同时，即直线过一个点时， 另外，当直线与坐标轴平行或重合时，
两点式方程将失去意义。
斜率不存在，此时两点式方程也无法表
示直线。
06 直线的方程在实际问题中 的应用
利用直线方程解决几何问题
确定两点间的直线方程
已知两点坐标，利用直线方程求解直线方程。
推导过程中，利用了直线上两点间斜率相等的性质，即斜率是固定的值。
直线的倾斜角与斜率.直线的方程
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法二：由 A1A2＋B1B2＝0 得，a＋2(a－1)＝0， 2 ∴a＝ . 3 2 ∴当 l1⊥l2 时，a＝ . 3
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[备选例题] 已知直线 x＋a2y＋6＝0 与直线(a－2)x＋ 3ay＋2a＝0 平行，则 a 的值为 ( A．0 或 3 或－1 C．3 或－1 ) B．0 或 3 D．0 或－1
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，解得 a＝－1.
综上可知当 a＝－1 时，l1∥l2.
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法二：由 a· (a－1)－2· 1＝0 得 a＝2 或 a＝－1. 由 2· 2－1)－(a－1)· (a 6≠0 得 a≠1 且 a≠2. ∴当 a＝－1 时，l1∥l2.
意义，借助数形结合，将求最值问题转化为求斜率取值范围问 题，简化了运算过程，收到事半功倍的效果．
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热点之二
直线的平行与垂直关系
[例2] 已知两条直线l1：(3＋m)x＋4y＝5－3m， l2：2x＋(5＋m)y＝8.当m分别为何值时，l1与l2： (1)相交？(2)平行？(3)垂直？
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名称 截距式
方程 x y ＋ ＝1 a b
Ax＋By＋C
适用范围 不含垂直于坐标轴和过原 点的直线 平面直角坐标系内的直线
一般式
＝0(A2＋B2≠0) 都适用
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直线的倾斜角与斜率、直线的方程
[变式探究 2] 若将本例(2)的条件改为“经过 P(0，－1)作直线 l，若直线 l 与连 接 A(1，－2)，B(2,1)的线段总有公共点”，求直线 l 的倾斜角 α 的取 值范围．
解析：如图所示，
kPA＝－21－－0－1＝－1，kPB＝1－2－－01＝1， 由图可得，直线 l 的倾斜角 α 的取值范围是0，π4∪34π，π.
答案：2x－3y＝0 或 x＋y－5＝0 解析：点 A、B 的中点为(3,2)，当直线过原点时，方程为 y＝23x， 即 2x－3y＝0. 当直线不过原点时，设直线的方程为 x＋y＝k，把中点(3,2)代入得 k＝5， 故直线方程为 x＋y－5＝0. 综上，所求直线的方程为 2x－3y＝0 或 x＋y－5＝0.
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>0，直线 l2 在 x 轴上的截距为 a2＋2，所以四边形的面积 S ＝12×2×(2－a)＋12×2×(a2＋2)＝a2－a＋4＝a－122＋145，当 a＝12时， 四边形的面积最小．
5．已知两点
A(－1,2)，B(m,3)，且
m∈－
33－1，
3－1，则直
线 AB 的倾斜角 α 的取值范围是( )
A.π6，π2 B.π2，23π C.π6，π2∪π2，23π D.π6，23π
答案：D 解析：
①当 m＝－1 时，α＝π2； ②当 m≠－1 时，
∵k＝m＋1 1∈(－∞，－
3)∪
y2－y1
(2)P1(x1，y1)，P2(x2，y2)在直线 l 上且 x1≠x2，则 l 的斜率 k＝ x2－x1 .
3．直线方程的五种形式
名称 点斜式 斜截式
两点式
第一节 直线的倾斜角与斜率、直线的方程
求倾斜角的取值范围时,常借助正切函数y=tan
x在 0, 2
和 2 ,
上的
单调性求解.应注意任何直线都有倾斜角,但不是所有直线都有斜率.当
倾斜角为 时,直线的斜率不存在.
2
1-1 (2017四川攀枝花三中月考)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 ( )
3.直线方程的五种形式
名称 方程
适用范围
点斜式 ⑧ y-y0=k(x-x0) 斜截式 ⑨ y=kx+b
不含直线x=x0 不含垂直于x轴的直线
两点式
y y1
x x1
⑩ y2 y1 = x2 x1 (x1≠x2,y1≠y2)
不含直线x=x1和直线y=y1
截距式
x y
a + b =1 (a≠0,b≠0)
BB
∴直线Ax+By+C=0经过第一、二、四象限,故选C.
4.经过M(1,-2),N(-3,4)两点的直线方程为
.
答案 3x+2y+1=0
解析 经过M(1,-2),N(-3,4)两点的直线方程为 y 2 = x 1 ,即3x+2y+1=0.
4 2-a=0在x轴和y轴上的截距相等,则a的值为
易错警示 在求直线方程时,应先选择适当的直线方程的形式,并注意各种形式的 适用条件.用斜截式及点斜式时,直线的斜率必须存在,而两点式不能表 示与坐标轴垂直的直线,截距式不能表示与坐标轴垂直的直线和经过原 点的直线,故在解题时,若采用截距式,应先考虑截距为零的情况;若采用 点斜式,应先考虑斜率不存在的情况.
A. 1 B.- 1 C.- 3 D. 2
高考一轮复习第8章解析几何第1讲直线的倾斜角斜率与直线的方程
第八章 解析几何第一讲 直线的倾斜角、斜率与直线的方程知识梳理·双基自测 知识梳理知识点一 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，把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．当直线l 与x 轴平行或重合时，规定它的倾斜角为__0°__．(2)倾斜角的取值范围为__[0°，180°)__． 知识点二 直线的斜率(1)定义：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°的直线斜率不存在．(2)过两点的直线的斜率公式经过两点P 1(x 1，y 1)，P 2(x 2，y 2)(其中x 1≠x 2)的直线的斜率公式为k ＝__y 2－y 1x 2－x 1__．知识点三 直线方程的五种形式 名称 方程适用范围 点斜式 __y －y 0＝k(x －x 0)__不含直线x ＝x 0 斜截式 __y ＝kx ＋b 不含垂直于x 轴的直线 两点式y －y 1y 2－y 1＝x －x 1x 2－x 1不含垂直于坐标轴的直线截距式x a ＋y b ＝1 不含垂直于x 轴、平行于x 轴和__过原点的__直线一般式 Ax ＋By ＋C ＝0 其中要求__A 2＋B 2≠0__适用于平面直角坐标系内的所有直线重要结论直线的倾斜角α和斜率k 之间的对应关系： α 0° 0°＜α＜90° 90° 90°＜α＜180° k 0k ＞0且α越大，k 就越大不存在k ＜0且α越大，k 就越大双基自测题组一 走出误区1．判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)坐标平面内的任何一条直线均有倾斜角与斜率．( × ) (2)直线的倾斜角越大，其斜率就越大．( × ) (3)斜率相等的两直线的倾斜角一定相等．( √ )(4)经过定点A(0，b)的直线都可以用方程y ＝kx ＋b 表示．( × ) (5)不经过原点的直线都可以用x a ＋yb＝1表示．( × )(6)经过任意两个不同的点P 1(x 1，y 1)，P 2(x 2，y 2)的直线都可以用方程(y －y 1)(x 2－x 1)＝(x －x 1)(y 2－y 1)表示．( √ )题组二 走进教材2．(必修2P 38T3)经过两点A(4,2y ＋1)，B(2，－3)的直线的倾斜角为3π4，则y ＝( B )A ．－1B ．－3C ．0D ．2[解析] 由2y ＋1－－34－2＝2y ＋42＝y ＋2，得y ＋2＝tan 3π4＝－1，∴y ＝－3．3．(必修2P 100A 组T9)过点P(2,3)且在两坐标轴上截距相等的直线方程为__3x －2y ＝0或x ＋y －5＝0__．[解析] 当截距为0时，直线方程为3x －2y ＝0； 当截距不为0时，设直线方程为x a ＋ya＝1，则2a ＋3a ＝1，解得a ＝5．所以直线方程为x ＋y －5＝0． 题组三 走向高考4．(2016·北京，7)已知A(2,5)，B(4,1)，若点P(x ，y)在线段AB 上，则2x －y 的最大值为( C ) A ．－1 B ．3 C ．7D ．8[解析] 线段AB 的方程为y －1＝5－12－4(x －4)， 2≤x≤4．即2x ＋y －9＝0,2≤x≤4，因为P(x ，y)在线段AB 上，所以2x －y ＝2x －(－2x ＋9)＝4x －9．又2≤x≤4，则－1≤4x－9≤7，故2x －y 最大值为7．5．(2010·辽宁)已知点P 在曲线y ＝4e x ＋1上，α为曲线在点P 处的切线的倾斜角，则α的取值范围是( D )A ．⎣⎢⎡⎭⎪⎫0，π4B ．⎣⎢⎡⎭⎪⎫π4，π2C ．⎝ ⎛⎦⎥⎤π2，3π4 D ．⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4，π[解析] 由题意可知切线的斜率k ＝tan α＝－4exe x＋12＝－4e x＋1ex ＋2，∴－1≤tan α＜0，又0≤α＜π，∴3π4≤α＜π，故选D ．考点突破·互动探究考点一 直线的倾斜角与斜率——自主练透例 1 (1)(2021·兰州模拟)直线2xcos α－y －3＝0⎝ ⎛⎭⎪⎫α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6，π3的倾斜角的变化范围是( B )A ．⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6，π3B ．⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，π3C ．⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，π2 D ．⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，2π3(2)(2020·贵州遵义航天高级中学期中，11)经过点P(0，－1)作直线l ，若直线l 与连接A(1，－2)，B(2,1)的线段总有公共点，则直线l 的倾斜角的取值范围为( A )A ．⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫34π，πB ．⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4C ．⎣⎢⎡⎭⎪⎫34π，π D ．⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤34π，π (3)已知曲线f(x)＝ln x 的切线经过原点，则此切线的斜率为( C )A ．eB ．－eC ．1eD ．－1e[解析] (1)直线2xcos α－y －3＝0的斜率k ＝2cos α．由于α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6，π3，所以12≤cos α≤32，因此k ＝2cos α∈[1，3]．设直线的倾斜角为θ，则有tan θ∈[1，3]．由于θ∈[0，π)，所以θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，π3，即倾斜角的变化范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，π3．(2)如图所示，设直线l 的倾斜角为α，α∈[0，π)． k PA ＝－1＋20－1＝－1，k PB ＝－1－10－2＝1．∵直线l 与连接A(1，－2)，B(2,1)的线段总有公共点， ∴－1≤tan α≤1．∴α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫34π，π．故选A ．(3)解法一：∵f(x)＝ln x ，∴x ∈(0，＋∞)，f′(x)＝1x ．设切点P(x 0，ln x 0)，则切线的斜率k ＝f′(x 0)＝1x 0＝ln x 0x 0，∴ln x 0＝1，x 0＝e ，∴k ＝1x 0＝1e．解法二(数形结合法)：在同一坐标系中作出曲线f(x)＝ln x 及曲线f(x)＝ln x 经过原点的切线，如图所示，数形结合可知，切线的斜率为正，且小于1，故选C ．[引申1]若将例(2)中“有公共点”改为“无公共点”，则直线l 的斜率的范围为__(－∞，－1)∪(1，＋∞)__．[引申2]若将题(2)中A(1，－2)改为A(－1,0)，其它条件不变，求直线l 斜率的取值范围为__(－∞，－1]∪[1，＋∞)__，倾斜角的取值范围为__⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，3π4__．[解析]∵P(0，－1)，A(－1,0)，B(2,1)，∴k AP ＝－1－00－－1＝－1，k BP ＝1－－12－0＝1．如图可知，直线l 斜率的取值范围为(－∞，－1]∪[1，＋∞)，倾斜角的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4，3π4．名师点拨(1)求倾斜角的取值范围的一般步骤：①求出斜率k ＝tan α的取值范围，但需注意斜率不存在的情况；②利用正切函数的单调性，借助图象或单位圆，数形结合确定倾斜角α的取值范围．(2)求直线斜率的方法： ①定义法：k ＝tan α； ②公式法：k ＝y 2－y 1x 2－x 1；③导数法：曲线y ＝f(x)在x 0处切线的斜率k ＝f′(x 0)．(3)注意倾斜角的取值范围是[0，π)，若直线的斜率不存在，则直线的倾斜角为π2，直线垂直于x 轴．〔变式训练1〕(1)(2021·大庆模拟)直线xsin α＋y ＋2＝0的倾斜角的范围是( B ) A ．[0，π)B ．⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4，πC ．⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4D ．⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4∪⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，π (2)(多选题)(2021·安阳模拟改编)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 的值可以是( ABC )A ．12 B ．－2 C ．0D ．1[解析] (1)设直线的倾斜角为θ，则tan θ＝－sin α，所以－1≤tan θ≤1，又θ∈[0，π)，所以0≤θ≤π4或3π4≤θ＜π，选B ．(2)由已知直线l 恒过定点P(2,1)，如图所示，若l 与线段AB 相交，则k PA ≤k≤k PB ， ∵k PA ＝－2，k PB ＝12，∴－2≤k≤12，故选A 、B 、C ．考点二 直线的方程——师生共研例2 求适合下列条件的直线的方程： (1)在y 轴上的截距为－5，倾斜角的正弦值是35；(2)经过点A(－3，3)，且倾斜角为直线3x ＋y ＋1＝0的倾斜角的一半； (3)过点(5,2)且在x 轴上的截距是在y 轴上的截距的2倍； (4)与直线3x －4y －5＝0关于y 轴对称．[解析] (1)设直线的倾斜角为α，则sin α＝35．∴cos α＝±45，直线的斜率k ＝tan α＝±34．又直线在y 轴上的截距是－5， 由斜截式得直线方程为y ＝±34x －5．即3x －4y －20＝0或3x ＋4y ＋20＝0．(2)由3x ＋y ＋1＝0得此直线的斜率为－3，所以倾斜角为120°，从而所求直线的倾斜角为60°，故所求直线的斜率为3．又直线过点(－3，3)，所以所求直线方程为y －3＝3(x ＋3)，即3x －y ＋6＝0． (3)若直线过原点，则其斜率k ＝25，此时直线方程为y ＝25x ，即2x －5y ＝0．若直线不过原点，则设其方程为x 2b ＋y b ＝1，由52b ＋2b ＝1得b ＝92，故所求直线方程为x 9＋2y9＝1，即x＋2y －9＝0．∴所求直线的方程为x ＋2y －9＝0或2x －5y ＝0．(4)直线3x －4y －5＝0的斜率为34，与y 轴交点为⎝ ⎛⎭⎪⎫0，－54，故所求直线的斜率为－34，且过点⎝ ⎛⎭⎪⎫0，－54，∴所求直线方程为y ＝－34x －54，即3x ＋4y ＋5＝0．名师点拨求直线方程应注意的问题(1)要确定直线的方程，只需找到直线上两个点的坐标，或直线上一个点的坐标与直线的斜率即可．确定直线方程的常用方法有两种：①直接法：根据已知条件确定适当的直线方程形式，直接写出直线方程；②待定系数法：先设出直线方程，再根据已知条件求出待定的系数，最后代入求出直线的方程．(2)选择直线方程时，应注意分类讨论思想的应用：选用点斜式或斜截式前，先讨论直线的斜率是否存在；选用截距式前，先讨论在两坐标轴上的截距是否存在或是不是0．〔变式训练2〕(1)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__x ＋13y ＋5＝0__．(2)直线3x －y ＋4＝0绕其与x 轴的交点顺时针旋转π6所得直线的方程为__3x －3y ＋4＝0__．(3)已知直线l 的斜率为16，且和坐标轴围成面积为3的三角形，则直线l 的方程为__x －6y ＋6＝0或x －6y －6＝0__．[解析] (1)由题意可知BC 的中点为H ⎝ ⎛⎭⎪⎫32，－12，∴k AH ＝0－⎝ ⎛⎭⎪⎫－12－5－32＝－113．故所求直线的方程为y －0＝－113(x ＋5)，即x ＋13y ＋5＝0．(2)直线3x －y ＋4＝0与x 轴的交点为⎝ ⎛⎭⎪⎫－433，0，斜率为3，倾斜角θ为π3，可知所求方程直线的倾斜角为π6，斜率k ＝33⎝ ⎛⎭⎪⎫或由k ＝tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ－π6求，故所求直线的方程为y ＝33⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋433，即3x －3y ＋4＝0．(3)设直线方程为y ＝16x ＋b ，则3b 2＝3，∴b ＝±1，故所求直线方程为x －6y ＋6＝0或x －6y －6＝0．考点三 直线方程的应用——多维探究例3 已知直线l 过点M(2,1)，且与x 轴，y 轴的正半轴分别相交于A ，B 两点，O 为坐标原点．求： (1)当△AOB 面积最小时，直线l 的方程；(2)当在两坐标轴上截距之和取得最小值时，直线l 的方程； (3)当|MA|·|MB|取最小值时，直线l 的方程； (4)当|MA|2＋|MB|2取得最小值时，直线l 的方程． [解析] 设直线的方程为x a ＋yb ＝1(a ＞0，b ＞0)，则2a ＋1b＝1．(1)∵2a ＋1b ≥22ab ⇒12ab≥4，当且仅当2a ＝1b ＝12，即a ＝4，b ＝2时，△AOB 面积S ＝12ab 有最小值为4．此时，直线l 的方程是x 4＋y2＝1．即x ＋2y －4＝0．(2)a ＋b ＝(a ＋b)⎝ ⎛⎭⎪⎫2a ＋1b ＝3＋2b a ＋a b ≥3＋22b a ·a b ＝3＋22．故a ＋b 的最小值为3＋22，此时2ba＝a b ，求得b ＝2＋1，a ＝2＋2．此时，直线l 的方程为x 2＋2＋y2＋1＝1．即x ＋2y －2－2＝0． (3)解法一：设∠BAO ＝θ，则sin θ＝1|MA|，cos θ＝2|MB|，∴|MA|·|MB|＝2sin θcos θ＝4sin 2θ，显然当θ＝π4时，|MA|·|MB|取得最小值4，此时k l ＝－1，所求直线的方程为y －1＝－(x －2)，即x ＋y－3＝0．解法二：|MA|·|MB|＝－MA →·MB →＝－(a －2，－1)·(－2，b －1)＝2a ＋b －5＝(2a ＋b)⎝ ⎛⎭⎪⎫2a ＋1b －5＝2b a ＋2ab≥4．当且仅当a ＝b ＝3时取等号，∴|MA|·|MB|的最小值为4，此时直线l 的方程为x ＋y －3＝0． 解法三：若设直线l 的方程为y －1＝k(x －2)，则A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2k －1k ，0，B(0,1－2k)，∴|MA|·|MB|＝1k 2＋1·4＋4k 2＝2⎣⎢⎡⎦⎥⎤－1k＋－k ≥4，当且仅当－k ＝－1k ，即k ＝－1时，取等号．故|MA|·|MB|的最小值为4，此时直线l 的方程为x ＋y －3＝0．(4)同(3)|MA|＝1sin θ，|MB|＝2cos θ，∴|MA|2＋|MB|2＝1sin 2θ＋4cos 2θ ＝(sin 2θ＋cos 2θ)⎝⎛⎭⎪⎫1sin 2θ＋4cos 2θ＝5＋cos 2θsin 2θ＋4sin 2θcos 2θ≥9． ⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当cos 2θ＝2sin 2θ，即tan θ＝22时取等号∴|MA|2＋|MB|2的最小值为9，此时直线的斜率k ＝－22， 故所求直线的方程为y －1＝－22(x －2)， 即2x ＋2y －2(2＋1)＝0．注：本题也可设直线方程为y －1＝k(x －2)(k ＜0)求解．名师点拨利用最值取得的条件求解直线方程，一般涉及函数思想即建立目标函数，根据其结构求最值，有时也涉及均值不等式，何时取等号，一定要弄清．〔变式训练3〕已知直线l 过点M(2,1)，且与x 轴、y 轴正半轴分别交于A 、B ，O 为坐标原点．若S △AOB ＝92，求直线l的方程．[解析] 设直线l 的方程为x a ＋yb ＝1，则⎩⎪⎨⎪⎧2a ＋1b ＝1，ab ＝9解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝3，b ＝3或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝6，b ＝32故所求直线方程为x 3＋y 3＝1或x 6＋2y3＝1，即x ＋y －3＝0或x ＋4y －6＝0．名师讲坛·素养提升(1)定点问题例4 (此题为更换后新题)已知直线l ：kx －y ＋1＋3k ＝0(k ∈R)． (1)证明：直线l 过定点；(2)若直线l 不过第一象限，求k 的取值范围．[解析] (1)证明：直线l 的方程可化为y －1＝k(x ＋3)，故无论k 取何值，直线l 必过定点(－3,1)． (2)令x ＝0得y ＝3k ＋1，即直线l 在y 轴上的截距为2k ＋1．由题意知⎩⎪⎨⎪⎧k ＜0，3k ＋1≤0解得k≤－13．故k 的取值范围是(－∞，－13]．(此题为发现的重题，更换新题见上题)已知直线l ：kx －y ＋1＋2k ＝0(k ∈R)．(1)证明：直线l 过定点；(2)若直线l 不过第四象限，求k 的取值范围．[解析] (1)证明：直线l 的方程可化为y －1＝k(x ＋2)，故无论k 取何值，直线l 必过定点(－2,1)． (2)令x ＝0得y ＝2k ＋1，即直线l 在y 轴上的截距为2k ＋1．由题意知⎩⎪⎨⎪⎧k≥0，2k ＋1≥0解得k≥0．故取值范围是[0＋∞)．名师点拨过定点A(x 0，y 0)的直线系方程为y －y 0＝k(x －x 0)(k 为参数)及x ＝x 0．方程为y －y 0＝k(x －x 0)是直线过定点A(x 0，y 0)的充分不必要条件．(2)曲线的切线问题例5 (2021·湖南湘潭模拟)经过(2,0)且与曲线y ＝1x相切的直线与坐标轴围成的三角形面积为( A )A ．2B ．12C ．1D ．3[解析] 设切点为⎝ ⎛⎭⎪⎫m ，1m ，m≠0，y ＝1x 的导数为y′＝－1x 2，可得切线的斜率k ＝－1m 2，切线方程为y －1m ＝－1m 2(x －m)，代入(2,0)，可得－1m ＝－1m 2(2－m)，解得m ＝1，则切线方程为y －1＝－x ＋1，切线与坐标轴的交点坐标为(0,2)，(2,0)，则切线与坐标轴围成的三角形面积为12×2×2＝2．故选A ．〔变式训练4〕(1)直线y ＝kx －k －2过定点__(1，－2)__．(2)(2018·课标全国Ⅱ)曲线y ＝2ln x 在点(1,0)处的切线方程为__2x －y －2＝0__．。
高考数学大一轮复习 第八章 第1节 直线的倾斜角与斜率、直线方程
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对点训练 △ABC 的三个顶点为 A(－3,0)，B(2,1)， C(－2,3)，求： (1)BC 所在直线的方程； (2)BC 边上中线 AD 所在直线的方程； (3)BC 的垂直平分线 DE 的方程．
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【解】 (1)因为直线 BC 经过 B(2,1)和 C(－2,3)两点， 由两点式得 BC 的方程为3y－－11＝－x－2－22，即 x＋2y－4＝ 0. (2)设 BC 中点 D 的坐标(x，y)，则 x＝2－2 2＝0，y＝1＋2 3＝2. BC 边的中线 AD 过点 A(－3,0)，D(0,2)两点，由截距式 得 AD 所在直线方程为－x3＋2y＝1，即 2x－3y＋6＝0.
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3
2．斜率公式
(1)直线 l 的倾斜角为 α≠90°，则斜率 k＝_t_a_n_α__.
(2)P1(x1，y1)，P2(x2，y2)在直线 l 上，且 x1≠x2，则 l 的 y2－y1
斜率 k＝__x_2－__x_1__.
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4
二、直线方程的五种形式
名称
方程
适用范围
点斜式 斜截式
＝
.
【答案】 －
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8
4．一条直线经过点 A(2，－3)，并且它的倾斜角等于直
线
y＝
1 3x
的倾斜角的
2
倍，则这条直线的一般式方程
是
，斜截式方程是
．
【答案】 3x－y－2 3－3＝0 y＝ 3x－2 3－3
直线的倾斜角与斜率、直线方程
直线的倾斜角θ越大，斜率k就越大，这种说法正确吗？
(1) 过 点 M( － 2 ， m) ， N(m,4) 的 直 线 的 斜 率 为 1 ， 则 m ＝ ________.
(2)直线x＋y＝1的倾斜角为________．
2．直线方程的几种形式
名称
条件
方程
适用范围
点斜 式
斜率 k 与点(x1， y1)
的垂直平分线的方程是x＋2y－2＝0，则实数m的值是( )
A. －2
B. －7
C. 3
D. 1
答案：C 解析：线段 AB 的中点(1＋2 m，0)代入直线 x＋2y－2＝0
中，得 m＝3.
4. [2012·佛山检测]已知直线l：ax＋y－2－a＝0在x轴和y轴
课前自主导学
1. 直线的倾斜角与斜率 (1)直线的倾斜角 ①定义：x轴________与直线________的方向所成的角叫做 这条直线的倾斜角．当直线与x轴平行或重合时，规定它的倾斜 角为________． ②倾斜角的范围为__________．
(2)直线的斜率 ①定义：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 ＝ ________ ， 倾 斜 角 是 90°的直线没有斜率． ②过两点的直线的斜率公式 经过两点P1(x1，y1)，P2(x2，y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为 k＝________.
直，则l的方程是( )
A. 3x＋2y－1＝0
B. 3x＋2y＋7＝0
C. 2x－3y＋5＝0
D. 2x－3y＋8＝0
(2) 经 过 点 A(5,10) ， 且 到 原 点 距 离 为 5 的 直 线 方 程 是
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解析几何初步第1讲 直线的倾斜角与斜率及直线方程★知识梳理★1、直线的倾斜角与斜率: 对于一条与x 轴相交的直线，把x 轴所在直线绕着它与直线的交点按照逆时针方向旋转到和直线重合时，所转过的最小正角叫倾斜角；倾斜角的取值范围是[00，1800)直线的倾斜角α与斜率k 的关系:当α090≠时， k 与α的关系是αtan =k ；α090=时，直线斜率不存在；经过两点P 1(x 1,y 1)P 2(x 2,y 2)(x 1≠x 2)的直线的斜率公式是1212x x y y k --=；三点C B A ,,共线的充要条件是AC AB k k = 2.直线方程的五种形式:点斜式方程是()y y k x x -=-00；不能表示的直线为垂直于x 轴的直线 斜截式方程为b kx y +=；不能表示的直线为垂直于x 轴的直线两点式方程为121121x x x x y y y y --=--；不能表示的直线为垂直于坐标轴的直线截距式方程为1=+by ax ；不能表示的直线为垂直于坐标轴的直线和过原点的直线.一般式方程为0=++c by ax . 3.几种特殊直线的方程:①过点),(b a P 垂直于x 轴的直线方程为x=a;过),(b a P 垂直于y 轴的直线方程为y=b ②已知直线的纵截距为b ,可设其方程为b kx y +=; ③已知直线的横截距为a ,可设其方程为a my x +=; ④过原点的直线且斜率是k 的直线方程为y=kx★重难点突破★重点: 理解倾斜角与斜率的对应关系,熟练利用五种形式求直线方程 难点:在求直线方程时,条件的转化和设而不求的运用重难点:结合图形,把已知条件转化为确定直线位置的要素,从而顺利求出直线方程 （1）倾斜角与斜率的对应关系涉及这类问题的题型一般有：（1）已知倾斜角(或范围)求斜率(范围)（2）已知斜率(或范围)求倾斜角(或范围)，如： 问题1：直线023tan =++y x π的倾斜角α是A.3πB.6πC.32π D. 3π-点拨:转化为: 已知),0[,3tan tan παπα∈-=,求α ,答案: C问题2: 求直线023cos =++y x θ的倾斜角的取值范围点拨: 要从αtan =k 和正切函数的单调性来理解倾斜角与斜率的对应关系， ①当)2,0[πα∈时,),0[+∞∈k ,k 随α的增大而增大;②当),2(+∞∈πα时,)0,(-∞∈k ,k 随α的增大而增大.本题可先求出斜率的取值范围,再利用倾斜角与斜率的对应关系,求出倾斜角的取值范围.3k θ=-，故：33k -≤≤当03k ≤≤时，直线的倾斜角α满足：06πα≤≤当03k ≤<时，直线的倾斜角α满足56παπ≤<所以，直线的倾斜角的范围：06πα≤≤和56παπ≤<(2）利用直线方程的几何特征确定直线的位置问题3：已知函数)10(,)(≠>=a a a x f x且，当1)(0><x f x 时，，方程 aax y 1+=表示的直线是点拨:这是直线方程中的参数的几何意义问题，可先确定直线的斜率和截距的范围,再确定直线的位置,由已知可得)1,0(∈a ,从而斜率)1,0(∈k ,截距1>b ,故选C （3）选择恰当的形式求直线方程问题4:过点)2,1(--P 的直线分别交x 轴、y 轴的负半轴于B A ,两点，当||||PB PA ⋅最小时，求直线l 的方程。
点拨:设直线方程要从条件和结论两方面考虑，为更好表示||||PB PA ⋅,本题用点斜式设出方程最简便。
解：设直线l 的方程为)1(2+=+x k y ,2,0-==k y x 得,12,0-==kx y 得,)2,0(),0,12(--∴k B kA ,∴4844144||||2222≥++=+⋅+=⋅kk k kPB PA ,当且仅当221k k=，即k=±1时等号成立，但k<0,故直线l 的方程为：x+y+3=0；（4）设直线方程时要考虑是否会有丢解的情况，如：问题5:求过点)4,3(P ，且在y 轴上的截距是在x 轴上的截距的2倍的直线方程。
点拨: 设直线方程都要考虑是否丢解的问题，本题用截距式设直线方程容易漏掉过原点的直线，应警惕。
解：当直线过原点时,方程为x y 34=;当直线不经过原点时,设方程为12=+ay a x ,把)4,3(P 代入得5=a , 102=+∴y x 综上,所求方程为x y 34=或102=+y x★热点考点题型探析★考点1 直线的倾斜角和斜率题型1 ：已知倾斜角(或范围)求斜率(或范围)或已知斜率(或范围)求倾斜角(或范围) [例1 ]已知经过),12,(),2,(--m m B m A 的直线的倾斜角为α，且oo13545<<α，试求实数m 的取值范围。
【解题思路】由倾斜角α的范围得出斜率k 的范围,从而求出参数m 的取值范围. 【解析】01113545=-<>∴<<m k k oo或或α ，1232>--∴mm 或01232=-<--m mm 或，解得：00430=<<<m m m 或或m ∴的取值范围是43,(-∞【名师指引】根据正切函数在),0[π上的单调性,要分)90,45(00∈α;090=α)135,90(00∈α三种情况讨论,特别注意090=α时容易遗漏.题型2 ：动直线与线段(曲线段、区域)相交[例2 ]已知直线l :y=kx-2和两点P （1，2）、Q （-4，1）,求k 的取值范围；【解题思路】用运动的观点,结合图形得出倾斜角的范围,出斜率取值范围[解析]由直线方程y=kx-2可知直线过定点（0，-2），∵∴要使直线l 与线段PQ 有交点，则k 的取值范围 是k ≥4和k ≤-3/4【名师指引】（1）用“运动的观点”是解决这类问题的根本方法，注意“两条直线相交”和“直线与线段相交”的区别（2）在观察动直线在运动过程中,要特别注意倾斜角是否含有090角,若含有,则斜率的范围是),[],(21+∞⋃-∞k k ,若不含有,则斜率的范围是],[21k k （21,k k 分别为线段端点与直线所过定点连线的斜率）【新题导练】1. 下列多组点中，三点共线的是( )A.(1，4)，(-1，2)，(3，5)B.(-2,-5),(7,6),(-5,3)C.(1,0),(0,-31),(7，2) D.(0，0)，(2，4)，(-1，3)【解析】C. 由K AB =K BC 可得2.（广东省四校联合体2007-2008学年度联合考试）若函数f (x )=log 2（x+1）且a ＞b ＞c ＞0，则aa f )(、bb f )(、cc f )(的大小关系是A 、aa f )(＞bb f )(＞cc f )( B 、cc f )(＞bb f )(＞aa f )(C 、bb f )(＞aa f )(＞cc f )(D 、aa f )(＞cc f )(＞bb f )(【解析】B 把aa f )(、bb f )(、cc f )(分别看作函数f (x )=log 2（x+1）图像上的点))(,()),(,()),(,(b f c b f b a f a 与原点连线的斜率,对照草图可得答案3. (华南师大附中2009届高三综合测试（一）)已知直线3443x ty t =+⎧⎨=-+⎩（t 为参数），则下列说法错误的是 （ ）A ．直线的倾斜角为3arctan 4B ．直线必经过点11(1,2-C ．直线不经过第二象限D ．当t=1时，直线上对应点到点（1,2）的距离为【解析】D. 将直线方程化为02543=--y x ，直线的斜率为43，直线的倾斜角为3arctan4，将点11(1,)2-代入，满足方程，斜率为正，截距为负，直线不经过第二象限2(2)410M P k --==-1(2)3(4)04M Q k --==---4. 若A 为不等式组002x y y x ≤⎧⎪≥⎨⎪-≤⎩表示的平面区域，则当a 从－2连续变化到1时，动直线x y a += 扫过A 中的那部分区域的面积为 [解析] 如图，当a 从－2连续变化到1时,动直线x y a += 扫过A 中的那部分(四边形OBCD)区域的面积与区域A(ABO ∆)的面积之比为87，而区域A 的面积为2，故所求的面积为745.在平面直角坐标系中，点A B C ，，的坐标分别为(01)(42)(26)，，，，，．如果()P x y ，是ABC △围成的区域（含边界）上的点，则1+x y 的取值范围是[解析] ：把1+x y 看作区域上的点与点（-1，0）连线的斜率,结合图形可得结果为]2,52[6.已知点A （-2，3），B （3，2），P （0，-2），过P 点的直线 与线段AB 有公共点，求直线 的斜率k 的变化范围; [解析] 25-=PA k ,34=PB k ,画出图形，数形结合可得结果∈k 54(,][,)23-∞-⋃+∞考点2 求直线方程题型：根据题目条件，选择方程的形式求直线方程[例3 ] 等腰直角三角形ABC 的直角顶点C 和顶点B 都在直线2x +y –6=0上，顶点A 的坐标是(1, –1)，求边AB , AC 所在的直线方程.【解题思路】从确定直线AB , AC 的条件入手，直线AC 满足:经过点A 且垂直于直线2x +y –6=0,直线AB 满足:经过点A 且与直线2x +y –6=0成4π角，（或|AB|等于点A 到直线2x +y –6=0的距离的2倍）解法1:由条件知直线AC 垂直于直线2x +y –6=0，设直线AC 的方程为x-2y+c=0, 把A (1, –1)代入得c=-3, 故直线AC 的方程为x-2y-3=0,10||555||=∴==AB AC ，设B(x,y),则⎩⎨⎧=-+=++-∴06210)1()1(22y x y x ， 解得)2,2(B 或)2,4(-B ，所以直线AB 的方程为043=--y x 或023=++y x 解法2: 直线AC 的斜率为21，由点斜式并化简得，直线AC 的方程为x-2y-3=0 考虑直线AB , AC 的夹角为4π，设直线AB , AC 的方向向量分别为),1(),1,2(k n m ==则22)1(5|2||,cos |2=++=><k k n m ，解得3=k 或31-=k ，所以直线AB 的方程为043=--y x 或023=++y x【名师指引】求直线方程的一般步骤:(1)寻找所求直线的满足的两个条件(2)将条件转化,使转化后的条件更利于列出方程组(3)列方程组求解[例4] 过点P （0，1）作直线l ，使它被两直线l 1:2x+y-8=0和l 2：x-3y+10=0所截得的线段被点P 平分的直线的方程. 【解题思路1】：设出直线l 的点斜式方程，分别与直线l 1，l 2建立方程组，求出交点坐标，再用中点坐标公式求出k,即可求出l 的方程；解析1：由题意可知直线l 的斜率存在，设直线l 的方程为y=kx+1 联立1280{,y kx x y =++-=解得交点坐标是782(,)22K A K K +++联立13100{,y kx x y =+-+=解得交点坐标是7101(,)3131K B K K ---而点P （0，1）是AB 的中点，∴7723102k k ++-=，解得k=-14，故所求的直线方程为： x+4y-4=0；【解题思路2】：设出l,l 1的交点A 坐标（x 1,y 1），通过中点坐标公式求出l 与l 2的交点B 的坐标，然后分别将A,B 两点的坐标带入直线l 1， l 2的方程,联立方程组进行求解; 解析2：设直线l 与已知l 1， l 2的交点A （x 1,y 1）,B （x 2,y 2） ∵P 是AB 的中点∴12120212{,x x y y +=+=即21212{,x xy y =-=-带入l 2的方程的，得（-x 1）-3(2-y 1)+10=0,即x 1-3y 1-4=0 联立1111340280{x y x y --=+-=解得A(4,0)故所求的直线方程为：041004y x --=--，即x+4y-4=0.【名师指引】（1）解法1思路明显,但运算量较大,解法2使用“设而不求” 减少了运算量 （2）中点弦问题和两条曲线关于某点对称的问题，都可以考虑运用解法2中的“设而不求” 【新题导练】7.已知点A （3，4）（1）经过点A 且在两坐标轴上截距相等的直线方程为： ； （2）经过点A 且与两坐标轴围成的三角形面积是1的直线方程为 ： （3）经过点A 且与两坐标轴围成一个等腰直角三角形的直线方程为： ； （4）经过点A 且在x 轴上的截距是在y 轴上的截距的2倍的直线方程为： ； [解析]（1）4x －3y ＝0或x ＋y －7＝0[当直线经过原点时，方程为4x －3y ＝0，当直线不经过原点时，设方程为1=+ay ax ，代入点A 的坐标得直线方程x ＋y －7＝0]（2）2x －y －2＝0或8x －9y ＋12＝0；[设直线方程为1=+by a x ，由143=+ba 和2||=ab 求得b a ,的值]（3）x －y ＋1＝0或x ＋y －7＝0；[斜率为1或-1，由点斜式易得]（4）x ＋2y －11＝0或4x －3y ＝0；[当直线经过原点时，方程为4x －3y ＝0，当直线不经过原点时，设直线方程为1=+b ya x，由143=+ba 和b a 2=求得b a ,的值]8.已知直线l 经过点(1,4)P ,分别交x 轴，y 轴正半轴于点A ，B ，其中O 为原点，求△AOB 的面积最小时，直线l 的方程； [解析] 设直线l 的方程为)1(4-=-x k y , 令k y x -==4,0得,令kx y 41,0-==得,)4,0(),0,41(k B kA --∴,∴8|)16()(8|21|)4)(41(|21||||21≥-+-+=--=⋅=∆kk k kOB OA S AOB ,当且仅当kk 16=，即k=±4时等号成立，但k<0,故直线l 的方程为：084=-+y x考点3 对称问题题型1：求点关于某直线的对称点或求两点的对称直线方程 [例5 ] [例5 ]已知直线l :2x-3y+1=0,点A （-1，-2），求： （1）点A 关于直线l 的对称点'A 的坐标；（2）直线m:3x-2y-6=0关于直线l 的对称直线'm 方程； （3）直线l 关于点A(-1，-2)对称的直线'l 的方程； 【解题思路】：求对称直线的方程，方法1是转化为点对称问题，二是用相关点转移法解决； [解析]（1）设点A 关于l 的对称点是),('y x A ，⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+---⋅-=⋅++∴0122321213212y x x y 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=1341333y x )134,1333('-∴A （2）设点)','('y x P 是直线m 上任意一点，)','('y x P 关于直线l 的对称点为),(y x P ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=++-+⋅-=⋅--∴012'32'2132''y y x x x x y y 解得：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=-+=136512'134125'y x y y x x )','('y x P 在直线l 上， 0613651221341253=-+---+∴y x y x化简得：0102469=+-y x（3）设点),('b a Q 是直线l 上任意一点，点),('b a Q 关于点A(-1，-2)的对称点为),(y x Q ，则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+-=+2212y b xa ，解得⎩⎨⎧--=--=yb x a 42因点),('b a Q 在直线l 上，01)4(3)2(2=+-----y x ，化简得：0932=--y x 【名师指引】（1）要抓住两点关于直线对称的特征来列式；（2）点对称是其它对称问题（曲线的对称等）的基础，务必重点掌握； 题型2：利用对称知识解决有关问题[例6 ] [2008·深一模] 如图，已知(4,0)A 、(0,4)B ，从点(2,0)P 射出的光线经直线AB 反向后再射到直线O B 上，最后经直线O B 反射后又回到P 点，则光线所经过的路程是A．B ．6C．D．【解题思路】：利用对称知识，将折线PMN 的长度转化为折线CNMD 的长度[解析] 设点P 关于直线AB 的对称点为)2,4(D ，关于y 轴的对称点为)0,2(-C ，则光线所经过的路程PMN 的长=≥++=++=CD NC MN DM NP MNPM【名师指引】本例是运用数形结合解题的典范，关键是灵活利用平面几何知识与对称的性质实现转化，一般地，在已知直线上求一点到两个定点的距离之和的最小值，需利用对称将两条折线由同侧化为异侧，在已知直线上求一点到两个定点的距离之差的最大值，需利用对称，将两条折线由异侧化为同侧，从而实现转化。