直线的倾斜角和斜率、直线的方程
一. 教学内容:
直线的倾斜角和斜率、直线的方程
二. 本周教学重、难点:
1. 重点:
直线的倾斜角和斜率的概念、直线方程的几种重要形式。
2. 难点:
斜率的概念的学习,过两点直线的斜率公式的建立,直线方程的应用。
【典型例题】
[例1](1)已知M(,3),N(2,15)若直线
的倾斜角是MN的一半,求
的斜率
解:
设的倾斜角为
∴
∴
∵ ∴
(2)过P(,
)的直线
与
轴的正半轴没有公共点,求
的倾斜角的范围。
解: ∴
∴
(3)若直线的斜率
则直线
的倾斜角
的取值范围是什么?
解:∵
∴
[例2] 过点P(1,4)作直线与两坐标轴正向相交,当直线在两坐标轴上的截距之和最小时,求直线方程。
解:设(
,
)
∵ 过P(1,4) ∴
∴
当 ∴
时,
∴ 即
[例3] 在中,A(2,8),B(
,0),C(5,0)求过B且将
面积分成
的直线方程。
解:设交AC于P点,则(1)
;(2)
(1)当时,P(
,
)满足
∴ :
即
(2)当时,P(x,y)满足
∴ :
即
[例4] 设P1(x1,y1),P2(,
)
:
,求
与直线
的交点P(不过P2)分
的比。
解:设P分的比为
,则P(
,
)
∵ ∴
∴
∵ ∴
当时,P1,P2在
同侧 当
时,P1,P2在
异侧
[例5] 过点(,
)作一直线
,使它与两坐标轴相交且与两轴所围成的三角形面积为5个平方单位,求直线
的方程。
解:设直线的方程为
∵ 过点(
,
) ∴
即
又直线与两坐标轴围成三角形面积为5
∴ 则
∴ ∴
或
∴ 的方程为:
或
[例6] 求经过点A(,
)且在坐标轴上截距为相反数的直线
的方程。
解:
(1)当在坐标轴上截距都不为零时,设方程为
将A(,
)代入上式有
,解得
∴ 所求直线方程为
(2)当在坐标轴上的截距都为零时,设其方程为
将A(,
)代入方程得
,即
∴
即
[例7] 已知的一个顶点A(
,2)两条中线所在直线方程为
和
,求
各边所在直线的方程。
解:∵ A(,2)不在这两条中线上
∴ 这两条中线应是边AB和AC上的中线
解得
∴
的重心G(
,2)
设B(,
)C(
,
) 则
∴
不妨设B在中线上,点C在中线
上
∴ 联立(1)(2)(3)(4)解得
即B(2,4)C(4,0)
∴ AB边所在直线方程为即
AC边所在直线方程为即
BC边所在直线方程为即
若调换B、C的位置,则BC边所在直线的方程不变,AB与AC的方程互换
[例8] 过定点P(2,1)作直线,分别与
轴、
轴正向交于A、B两点,求使
面积最小时的直线方程。
解:显然所求的斜率存在且小于0,设其为
(
)则
为
令得A(
,0)令
得B(0,
)
∴
其中,
当且仅当 即
时,
的最小值为4
此时的最小值为
∴ 所求直线方程为即
【模拟试题】(答题时间:60分钟)
一. 选择:
1. 已知直线的倾斜角为
,则直线
的斜率是( )
A. B.
C.
D.
2. 已知的斜率
,那么
的倾斜角为( )
A. B.
C.
D.
3. 直线的倾斜角的正弦值为
,则
的斜率是( )
A. B.
C.
D.
4. 若直线过(,9),(
,
)两点,则
的倾斜角为( )
A. B.
C.
D.
5. 已知A(,
),B(3,0)且AB的斜率为
,则
的值是( )
A. 1 B. C.
D. 0
6. 直线的倾斜角为
,且
,则
的斜率
的范围是( )
A. B.
C. 或
D.
或
7. 已知一直线倾斜角为,且直线过(
,
)则直线方程为( )
A. B.
C. D.
8. 经过两点(,1),(3,9)的直线在
轴上的截距是( )
A. B.
C.
D. 2
二. 填空:
1. 经过二、三、四象限,
的倾斜角为
,斜率为
,则
的取值范围是 。
2. 在轴上的截距为
,且与
轴相交成
角的直线方程为 。
3. 若方程表示一条直线,则
。
4. 已知直线在
轴上的截距为3,则在
轴上的截距为 。
三. 解答题:
1. 过P(,
)的直线
与
轴,
轴分别交于A、B两点,若P恰为线段AB的中点,求直线
的斜率和倾斜角。
2. 已知与
的倾斜角相等,且与两坐标轴围成的三角形的面积为24,求
的方程。
3. 过点P(4,2)作分别交
轴,
轴正半轴于A、B两点,当
面积最小时,求直线
的方程。
【试题答案】
一.
1. B 2. D 3. C 4. B 5. B 6. C 7. A 8. A
二.
1.(,
)
2.
3.
4.
三.
1.
解:设A、B两点的坐标分别为(,0)和(0,
)
∵ 的中点坐标为(
,
)
∴ 即
∴
倾斜角为
2.
解:直线的斜率为
∵ 与
的倾斜角相等
∴ 的斜率为
设的方程为
,
的横截矩为
∵ 与两坐标轴围成三角形面积为24
∴ 即
∴
:
3.
解:设的方程为
(
,
)
∵ 在
上 ∴
∵
当时,取“=” ∴
,
时,
最小