2.1.1 倾斜角与斜率 6 题型分类
1.直线的倾斜角:
(1)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 向上的方向之间所成的角 α 叫做直线 l 的
倾斜角.
(2)当直线 l 与 x 轴平行或重合时,规定它的倾斜角为 0°.
(3)直线的倾斜角 α 的取值范围为 0°≤α<180°.
2.直线的斜率
(1)直线的斜率:
把一条直线的倾斜角 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=tanα.
(2)斜率与倾斜角的对应关系:
图示
倾斜角(范围) α=0° 0°<α<90° α=90° 90°<α<180°
斜率(范围) k=0 k>0 不存在 k<0
(3)过两点的直线的斜率公式:
y2-y1
过两点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为 k= .x2-x1
(一)
直线的倾斜角
1、直线的倾斜角:
(1)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 向上的方向之间所成的角 α 叫做直线 l 的
倾斜角.
(2)直线的倾斜角 α 的取值范围为 0°≤α<180°.
2、直线倾斜角的概念和范围:
(1)求直线的倾斜角主要根据定义来求,其关键是根据题意画出图形,找准倾斜角,有时要根据情况分类讨
论.
(2)注意倾斜角的范围.
题型 1:求直线的倾斜角
1-1.(2024 高二·江苏·假期作业)若直线 l经过点M (2,3), N (4,3),则直线 l的倾斜角为( )
A.0° B.30°
C.60° D.90°
【答案】A
【分析】由M , N 两点的纵坐标相等,可直接得到直线的倾斜角.
【详解】因为M (2,3), N (4,3)两点的纵坐标相等,
所以直线 l平行于 x 轴,
所以直线 l的倾斜角为 0°.
故选:A
1-2.(2024 高二下·全国·课后作业)已知点 A 2,1 ,B 3,2 ,则直线 AB 的倾斜角为( )
A.30° B. 45° C. 60° D.135°
【答案】B
【分析】
根据两点间斜率公式求解即可;
k tana 2 -1【详解】解析: = = =1,又因为0° a <180°
3- 2
所以a = 45° ,
故选:B.
1-3.(2024 高二·江苏·假期作业)已知一直线经过两 A(1, 2),B(a,3),且倾斜角为135°,则 a的值为( )
A.-6 B.-4
C.0 D.6
【答案】C
【分析】
由两点坐标求出直线的斜率,再由斜率等于倾斜角的正切值列式求得 a的值.
【详解】
直线经过两 A(1, 2),B(a,3),.
又直线的倾斜角为135°,斜率一定存在,
3 - 2
则直线的斜率为 k =
a -1
\ 3 - 2 = tan135° = -1
a 1 ,即
a = 0.
-
故选:C.
1-4.(2024 高二上·浙江温州·期末)已知 3, - 3 是直线的一个方向向量,则该直线的倾斜角为( )
π π 2π 5π
A. B. C. D.
6 3 3 6
【答案】D
【分析】根据直线的方向向量求出直线的斜率,即可得答案.
3
【详解】因为 3, - 3 是直线的一个方向向量,故直线的斜率为- ,
3
3
设直线的倾斜角为a ,a [0, π),则 tana = - ,
3
5π
所以a = ,
6
故选:D
1-5.(2024 高二下·江苏泰州·阶段练习)已知直线 l经过 A -1,4 ,B 1,2 两点,则直线 l的倾斜角为( )
π π 2π 3π
A. B. C. D.
6 4 3 4
【答案】D
【分析】设出倾斜角,求出其正切值,即斜率,进而可得倾斜角.
【详解】设直线 l的倾斜角为a ,a 0, π ,
则 tana
4 - 2 3π
= = -1,\a = .
-1-1 4
故选:D.
(二)
直线的斜率
1、直线的斜率:
(1)倾斜角求斜率:
把一条直线的倾斜角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=tanα.
(2)两点求斜率:
y2-y1
过两点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率 k= .
x2-x1
2、求直线的斜率:
(1)运用公式的前提条件是“x1≠x2”,当直线与 x轴垂直时,斜率是不存在的.
(2)斜率公式与两点 P1,P2的先后顺序无关.
题型 2:求直线的斜率
2-1.(山东省滨州高新高级中学 2023-2024 学年高一下学期 3 月月考数学试题(春考班))过点 P( - 2,m),
Q(m,4)的直线的斜率为 1,那么 m 的值为( )
A.1 或 4 B.4 C.1 或 3 D.1
【答案】D
【分析】利用直线的斜率公式求解.
【详解】解:因为直线过点 P( - 2,m),Q(m,4),且斜率为 1,
4 - m
所以k = = 1 ,解得m =1,
m + 2
故选:D
3p
2-2.(2024 高二上·天津河西·期中)已知直线的倾斜角是 ,则该直线的斜率是( )
4
A.-1 B.- 3 C 3.- D.1
3
【答案】A
【分析】由斜率和倾斜角关系可直接得到结果.
3p
【详解】由题意知:直线的斜率 k = tan = -1.4
故选:A.
2-3.(2024 高二·全国·课后作业)分别判断经过下列两点的直线的斜率是否存在,如果存在,求出斜率后再
求出倾斜角;如果不存在,求出倾斜角.
(1)C(-3,4), D(2,4) ;
(2) P(0,0),Q(-1, 3);
(3) M (-3, 2), N (- 2,3) ;
(4) E(7,0),Q(7,- 2) .
【答案】(1)存在,斜率为 k oCD = 0,倾斜角为0 ;
(2)存在,斜率为 kPQ = - 3 ,倾斜角为120o;
(3)存在,斜率为 kMN =1,倾斜角为 45o ;
(4)不存在.
【分析】根据横坐标是否相等判断斜率存在与否,若不相等时,斜率存在,再结合斜率公式求解倾斜角即
可;若相等时,则斜率不存在.
【详解】(1)解:因为 xC xD ,
所以经过C(-3,4), D(2,4) 的直线斜率存在,
4 - 4
所以斜率为 kCD = = 0,-3 - 2
o o
设倾斜角为q ,q é 0 ,180 ,则 tanq = 0,故q = 0o,即倾斜角为0o
(2)解:因为 xP xQ ,
所以经过P(0,0),Q(-1, 3)的直线斜率存在,
3 - 0
所以斜率为 kPQ = = - 3 ,-1- 0
设倾斜角为q ,q é 0
o ,180o ,则 tanq = - 3 ,故q =120o,即倾斜角为120o .
(3)解:因为 xM xN ,
所以经过M (-3, 2), N (- 2,3) 的直线斜率存在,
3- 2
所以斜率为 kMN = =1,- 2 - -3
o
设倾斜角为q ,q é 0 ,180
o ,则 tanq =1,故q = 45o,即倾斜角为 45o .
(4)解:因为 xE = xQ ,
所以经过M (-3, 2), N (- 2,3) 的直线斜率不存在,
(三)
倾斜角与斜率的关系
1、直线都有倾斜角,但并不是所有的直线都有斜率.当倾斜角是 90°时,直线的斜率不存在,此时,直线
垂直于 x 轴(平行于 y 轴或与 y 轴重合).
2、直线的斜率也反映了直线相对于 x 轴的正方向的倾斜程度.当 0°≤α<90°时,斜率越大,直线的倾斜程
度越大;当 90°<α<180°时,斜率越大,直线的倾斜程度也越大.
题型 3:倾斜角与斜率的关系
3-1.(2024 高二上·四川宜宾·期末)设直线 l的斜率为 k ,且- 3 k <1,则直线 l的倾斜角的取值范围为
( )
é0, π é2π , π é π 5π A. ê ÷U ê ÷ B. 4 3 ê
0,
4 ÷
U , π ÷
è 6
é π , 5π é0, π é5π C. ê D. 4 6 ÷ ê ÷
U
4 ê
, π ÷
6
【答案】A
【分析】设直线 l的倾斜角为a ,0 a < π,则有 k = tana ,0 a < π ,作出 y = tana ( 0 a < π )的图象,由
图可得a 的范围,即可得答案.
【详解】设直线 l的倾斜角为a ,0 a < π,
则有 k = tana ,0 a < π ,
作出 y = tana ( 0 a < π )的图象,如图所示:
由此可得a [0,
π) [2π , π) .
4 3
故选:A.
3-2.(2024 高二·全国·课后作业)设直线 l 的斜率为 k ,且-1 k < 3 ,则直线 l的倾斜角a 的取值范围为
( )
é
A. ê0,
π
÷ U
3π
, π
é
÷ B. ê0,
π U é3π , π
3 ÷ ÷ è 4 6 ê 4
π
C. ,
3π é
÷ D. ê0,
π U é3π , π
è 6 4 3 ÷ ÷ ê 4
【答案】D
【分析】
分-1 k < 0、0 k < 3 两种情况讨论,求出对应的a 的取值范围,综合可得结果.
【详解】
由题意可知,a 0, π 3π,当-1 k < 0时,则a 为钝角,且 a < π ;
4
π
当0 k < 3 时,此时,0 a < .3
é π é3π
综上所述,直线 l的倾斜角a 的取值范围为 ê0, U 3 ÷ ê
, π ÷ .
4
故选:D.
3-3.(2024 高二上·江苏连云港·期末)经过两点 A 1,m ,B m -1,3 的直线的倾斜角是锐角,则实数 m 的范
围是( )
A. (- , -3) (-2, + ) B. (-3, -2)
C. (2,3) D. (- , 2) (3,+ )
【答案】C
【分析】根据题意列出相应的不等式,即可得答案.
【详解】由题意经过两点 A 1,m ,B m -1,3 的直线的倾斜角是锐角,
3 - m
可知m -1 1 ,且 > 0 ,
m - 2
解得 2 < m < 3 ,即实数 m 的范围是 (2,3) ,
故选:C
(四)
直线斜率的应用
1、三点共线问题
(1)对于给定坐标的三点,要判断三点是否共线,先判断任意两点连线的斜率是否存在.
①若都不存在,则三点共线;
②若斜率存在,则任意两点连线的斜率相等时,三点才共线.
(2)若三点共线,则任意两点连线的斜率不一定相等(也可能都不存在).解决这类问题时,首先对斜率是
否存在做出判断,必要时分情况进行讨论,然后下结论.
2、利用直线斜率的几何意义求最值应重视两点,
y2-y1
(1)直线的斜率反映了直线的倾斜程度,且 k=tanα= ,(x1,y1)和(x2,y2)是直线上横坐标不相x2-x1
等的两点 ;
y-y0 y-y0
(2)在求形如 的式子的最值时,可以将 看作动点 P(x,y)与定点 Q(x0,y0)所确定的直线的x-x0 x-x0
斜率,数形结合求出最值或取值范围.
题型 4:三点共线问题
4-1.(2024 高二上·山西临汾·期末)若三点 A 2, -3 , B 4,3 ,C 5,b 在同一直线上,则实数b 等于( )
A.-12 B.-6 C.6 D.12
【答案】C
【分析】由题意得 kAB = kAC ,列式求解即可.
k = k 3 - -3 b - -3【详解】因为 AB AC ,又 kAB = = 3, k
b + 3
AC = = ,4 - 2 5 - 2 3
b + 3
所以3 = ,即b = 6 .
3
故选:C.
4-2.(2024 高二上·安徽六安·阶段练习)已知点 A 0, -8 ,B 2, -2 ,C 4, m ,若线段 AB , AC ,BC 不能
构成三角形,则m 的值是 .
【答案】 4
【分析】由线段 AB , AC ,BC 不能构成三角形知 A, B,C 三点共线,由 kAB = kAC 求得m 的值.
【详解】因为线段 AB , AC ,BC 不能构成三角形,所以 A, B,C 三点共线,
-2 + 8 m + 8
显然直线 AB 的斜率存在,故 kAB = kAC ,即 = ,解得m = 4 ,2 - 0 4
故答案为:4
4-3.(2024 高二上·山西临汾·期中)三点 A m, 2 ,B 5,1 ,C -4,2m 在同一条直线上,则m 值为( )
7 7 7
A.2 B. C.-2或 D.2 或
2 2 2
【答案】D
【解析】根据三点共线,可得 kAB =kBC ,由两点求斜率即可求解.
1- 2 2m -1 2m -1
【详解】由题意可得 kAB = ,km - 5 BC
= = - ,
-4 - 5 9
因为 A,B,C 三点共线,
2 -1 2m -1
所以 kAB =kBC ,即 = - ,m - 5 9
7
解得m = 2 或m = .
2
7
所以m 的值为 2 或 .
2
故选:D.
题型 5:利用直线斜率的几何意义求最值
y +1
5-1.(2024· 1湖南衡阳·模拟预测)点M x , y 在函数 y = ex1 1 的图象上,当 x1 0,1 ,则 x -1 的取值范围为 .1
【答案】 - , -2
y1 +1
【分析】把 x -1 转化为
M x1, y1 与点 A 1, -1 所成直线的斜率,作出函数 y = ex 在 x 0,1 部分图象上的动
1
点,结合斜率公式,即可求解.
y1 +1
【详解】由 x -1 表示
M x1, y1 与点 A 1, -1 所成直线的斜率 k ,
1
又由M x , y 是 y = ex1 1 在 x 0,1 部分图象上的动点,
如图所示:可得C(0,1), B(1,e) ,则 kAC = -2,
所以 k -2,即 k 的取值范围为 - , -2 .
故答案为: - , -2 .
y + 3
5-2.(2024 高二·全国·专题练习)若实数 x 、 y 满足 y = -x + 3,-1 x 1,则代数式 的取值范围为
x + 2
é5 ,7ù【答案】
ê3 ú
y + 3
【分析】作图,根据代数式 的几何意义,结合图象即可得出答案.
x + 2
【详解】
如图, A 1,2 ,B -1,4 ,C -2, -3 ,
-3 - 2 5 -3 - 4
则 kAC = = , kBC = = 7 .-2 -1 3 -2 - -1
y + 3 y - -3
因为 =x 2 x 2 ,可表示点C 与线段 AB 上任意一点
M x, y 连线的斜率,
+ - -
由图象可知, kAC kMC kBC ,
5 y + 3
所以有 = k 7 .
3 x + 2 MC
é5 ù
故答案为: ê ,7 3 ú
.
2 + y
5-3.(2024 高一上·四川达州·期末)点M (x, y)在函数 y = 2x + 4 的图象上,当 x [2,5]时, 的取值范围是
x +1
( )
é7
A. ê ,
8ù é8 ,10 ù
3 3ú
B.
ê3 3 ú
é5 ,16 ù é5 8ùC. ê ú D. , 3 3 ê3 3ú
【答案】B
2 + y
【分析】根据点M (x, y)在函数 y = 2x + 4 的图象上可求出当 x [2,5]时的两端点坐标,将 看作函数
x +1
y = 2x + 4 的图象上的点与点(-1,-2)连线的斜率,即可求得答案.
【详解】因为点M (x, y)在函数 y = 2x + 4 的图象上,
所以 x = 2时, y = 8 ;当 x = 5时, y = 14;
故设 A(2,8), B(5,14)
2 + y
而 可看作函数 y = 2x + 4 的图象上的点与点 P (-1,-2)连线的斜率,
x +1
故 x [2,5] k
2 + y
时, PB kx +1 PA
,
k 10 , k 8 8 2 + y 10而 PA = PB = ,所以 3 3 3 x +1 3
故选:B.
题型 6:直线与线段的相交关系求斜率的范围
6-1.(2024 高二上·江西抚州·期末)已知坐标平面内三点 A -1,1 , B 1,1 ,C 2, 3 +1 ,D为VABC 的边 AC
上一动点,则直线BD斜率 k 的变化范围是( )
é 3 ù é
A 3. ê0, 3 ú
B. - ,0 ê 3 , + ÷
é 3 ù
C. ê , 3ú D. - ,0 é 3, + 3
【答案】D
【分析】作出图象,求出 AB, BC 的斜率,再结合图象即可得解.
【详解】如图所示,
k 1-1 3 +1-1AB = = 0, kBC = = 3 ,1+1 2 -1
因为D为VABC 的边 AC 上一动点,
所以直线BD斜率 k 的变化范围是 - ,0 é 3, + .
故选:D.
6-2.(2024 高一上·宁夏中卫·期末)已知 A(2, -3) , B(-3, -2) ,直线 l过定点 P(1,1) ,且与线段 AB 相交,则直线 l的
斜率 k 的取值范围是( )
4 k 3 3 1A.- B. k 4 C. k D. k -4或 k
3
4 4 2 4
【答案】D
【分析】因为 A(2, -3) , B(-3, -2) ,直线 l过定点 P(1,1) ,且与线段 AB 相交,画出图像,即可求得直线 l的斜率 k 的
取值范围.
【详解】画出图像,如图:
Qk -3 -1 4, k -2 -1 3PA = = - = = 2 -1 PB -3 -1 4
\ 结合图像可知,要保证线段 AB 与直线 l相交
3
需满足斜率 k 的取值范围: k -4或 k
4
故选:D.
【点睛】本题考查了求过定点直线的斜率范围问题,解题关键是根据题意画出图像,数形结合,考查了分析能
力,属于基础题.
6-3.(2024 高一下·湖北武汉·阶段练习)已知两点 A 2, -1 ,B -5,-3 ,直线 l过点 1,1 ,若直线 l与线段 AB
相交,则直线 l的斜率取值范围是( )
, 2 2 2A. - - éê , +
é
÷ B. ê-2,
ù
3 3ú
é 2 ù 2 ù
C. ê- , 2ú D.3
- , - 2, +
è 3 ú
【答案】A
【分析】根据直线过定点 P 1,1 ,画出图形,再求出PA, PB的斜率,然后利用数形结合求解.
【详解】如图所示:
若直线 l与线段 AB 相交,
则 k kPA或 k kPB ,
-1-1
因为 kPA = = -2 k
-3 -1 2
2 -1 , PB
= =
5 1 3 ,- -
2
所以直线 l的斜率取值范围是 - , -2 éê , +
.
3 ÷
故选:A.
【点睛】本题主要考查直线斜率的应用,还考查了数形结合的思想方法,属于基础题.
6-4.(2024 高二上·江苏南通·阶段练习)经过点P 0, -1 作直线 l,且直线 l 与连接点 A 1, -2 ,B 2,1 的线
段总有公共点,则直线 l 的倾斜角a 的取值范围是 .
é0, π ù 3π【答案】 ê
é
4 ú ê
, π ÷
4
【分析】由题意画出图形,数形结合能求出使直线 l与线段 AB 有公共点的直线 l的斜率的范围与倾斜角的范
围.
【详解】解:如图,
Q A(1,-2) ,B(2,1) , P(0,-1),
k -2 - (-1)\ PA = = -1 k
-1-1
, PB = = 11 0 0 ,- - - 2
则使直线 l与线段 AB 有公共点的直线 l的斜率 k 的范围为 k [-1,1],
又直线倾斜角的范围是: 0,π ,且 k = tana
\ a é
π ù 3π
直线 l 的倾斜角的范围为 ê0, ú
é , π
4 ÷
.
ê 4
é π ù 3π
故答案为: ê0, ú
é
4 ê
, π ÷.
4
6-5.(2024 高三·全国·专题练习)直线 l过点M -1,2 ,且与以P -4, -1 、Q 3,0 为端点的线段相交,则直
线 l的斜率的取值范围是 .
, 1【答案】 - -
ù
ú U 1, + è 2
【分析】作出图形,求出 kMP 、 kMQ ,观察直线 l与线段 PQ的交点运动的过程中,直线 l的倾斜角的变化,
可得出直线 l的取值范围.
【详解】如下图所示:设过点M 且与 x 轴垂直的直线交线段 PQ于点A ,设直线 l的斜率为 k ,
k 2 +1 1 k 2 - 0 1且 PM = = , QM = = - ,-1+ 4 -1- 3 2
当点 B 从点 P 移动到点A (不包括点A )的过程中,直线 l的倾斜角为锐角,
此时, k kMP =1;
当点 B 从点A (不包括点A )移动到点Q的过程中,直线 l的倾斜角为钝角,
1
此时, k kMQ = - .2
1
综上所述,直线 l
ù
的斜率的取值范围是 - , - U 1, + .
è 2ú
1
故答案为: - , -
ù
ú U 1, + .è 2
一、单选题
1.(2024 高二上·江苏南京·期末)若直线经过 A(1,0),B(4, 3) 两点,则直线 AB 的倾斜角为( )
A.30° B. 45° C.60° D.135°
【答案】A
【分析】利用两点坐标求出直线 AB 的斜率,再求对应的倾斜角即可.
【详解】由直线经过 A(1,0),B(4, 3) 3 - 0 3两点,可得直线的斜率为 = ,
4 -1 3
3
设直线的倾斜角为q ,则有 tanq = ,
3
又0° q < 180°,所以q = 30° .
故选:A.
2.(2024 高二上·全国·课后作业)对于下列命题:①若q 是直线 l 的倾斜角,则0° q < 180°;②若直线倾
斜角为a ,则它斜率 k = tana ;③任一直线都有倾斜角,但不一定有斜率;④任一直线都有斜率,但不一
定有倾斜角.其中正确命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】通过直线的倾斜角的范围判断①的正误;直线的斜率的定义,判断②的正误;直线的斜率与倾斜
角的关系判断③和④的正误.
【详解】对于①:若q 是直线的倾斜角,则0° q < 180°;满足直线倾斜角的定义,则①正确;
对于②:直线倾斜角为a 且a 90° ,它的斜率 k = tana ;倾斜角为90°时没有斜率,所以②错误;
对于③和④:可知直线都有倾斜角,但不一定有斜率;因为倾斜角为90°时没有斜率,所以③正确;④
错误;
其中正确说法的个数为 2.
故选:B.
A 2,3 , B -1, x 2π3.(2024 高二下·河南安阳·开学考试)已知点 ,直线 AB 的倾斜角为 ,则 x =(
3 )
A 3.3- 3 3 B.3+ C.3 + 3 3 D.6
3
【答案】C
【分析】根据斜率公式列式计算即可.
2π
【详解】因为直线 AB 的倾斜角为 , A 2,3 , B -1, x 3 ,
x - 3 2π
可得直线 AB 的斜率为 kAB = = tan = - 31 2 3 ,- -
可得 x = 3+ 3 3 .
故选:C
4.(2024 高二上·四川南充·期末)斜拉桥是桥梁建筑的一种形式,在桥梁平面上有多根拉索,所有拉索的合
力方向与中央索塔一致.如图是阆中市盘龙山嘉陵江大桥,共有 10 对永久拉索,在索塔两侧对称排列.已
知拉索上端相邻两个针的间距 PiPi+1 ( i =1,2,…,9)均为3.8m,拉索下端相邻两个针的间距 Ai Ai+1
( i =1,2,…,9)均为15m .最短拉索的针P1, A1,满足 OP1 = 60m, OA1 = 80,则最长拉索所在直线的
斜率约为( )(结果保留两位有效数字)
A.±0.47 B.±0.45 C.±0.44 D.±0.42
【答案】C
【分析】根据给定条件,建立坐标系,求出点 A10 , P10 的坐标,再利用斜率坐标公式及对称性求解作答.
【详解】依题意,以直线 A10B10 为 x 轴,直线P1P10 为 y 轴建立平面直角坐标系,如图,
显然 | OA10 |= 80 + 9 15 = 215(m) , | OP10 |= 60 + 9 3.8 = 94.2(m),因此点 A10 (215,0), P10 (0,94.2) ,
直线 A10P
94.2 - 0
10 的斜率为 -0.44,由对称性得直线B10P10 的斜率为0.44 ,0 - 215
所以最长拉索所在直线的斜率约为±0.44 .
故选:C
5.(2024 高二上·四川)已知直线 l经过第二、四象限,则直线 l的倾斜角a 的取值范围是( ).
A.0o a < 90o B.0o < a <180o C.90o a <180o D.90o < a <180o
【答案】D
【分析】由于直线 l经过第二、四象限,可知直线的倾斜角为钝角,从而可求得答案
【详解】直线倾斜角的取值范围是0o a <180o ,
又直线 l经过第二、四象限,
∴直线 l的倾斜角a 的取值范围是90o < a <180o ,
故选:D.
6.(2024 高二上·全国·课后作业)若如图中的直线 l1, l2 , l3 的斜率为 k1, k2 ,k3 ,则( )
A. k1 < k2 < k3 B. k3 < k1 < k2 C. k2 < k1 < k3 D. k3 < k2 < k1
【答案】C
【分析】设出三条直线的倾斜角,结合直线斜率的定义和正切函数图象,数形结合得到答案.
【详解】设直线 l1, l2 , l3 的倾斜角分别为a , b ,g g
π π π
,显然
0, ÷ , b , π ÷ ,a , π ÷,且a > b ,
è 2 è 2 è 2
所以 k3 = tan g > 0, k1 = tana < 0,k2 = tan b < 0 ,
又 y = tan x
π
在 x , π ÷ 上单调递增,故 k1 = tana > tan b = k ,
è 2 2
所以 k2 < k1 < k3 .
故选:C
7.(2024 高二上·贵州黔西·期末)已知直线 l的倾斜角为30o ,则直线 l的斜率为( )
1
A B 3 C 2. . . D 3.
2 2 2 3
【答案】D
【分析】根据 k = tana 计算即可.
3
【详解】由题意可得直线 l 的斜率 k = tan 30o = .
3
故选:D
8.(2024 高一上·福建福州·期末)若直线的倾斜角为 120°,则直线的斜率为( )
A 3 3. 3 B.- 3 C. D.-
3 3
【答案】B
【分析】求得倾斜角的正切值即得.
【详解】k=tan120°= - 3 .
故选:B.
9.(2024 高一下·河北邯郸·期末)图中的直线 l1, l2 , l3 的斜率分别为 k1, k2 ,k3 ,则有( )
A. k1 < k2 < k3 B. k1 > k2 > k3
C. k1 < k3 < k2 D. k3 < k1 < k2
【答案】C
【分析】根据直线斜率的概念,结合图象,可直接得出结果.
【详解】由图象可得, k1 < 0 < k3 < k2,
故选:C
π
10.(2024 高二上·湖南娄底·期末)已知直线的倾斜角是 ,则此直线的斜率是( )
3
A 3. B.- 3 C. 3 D.± 3
2
【答案】C
【分析】根据倾斜角与斜率的关系即可求解.
π
【详解】因为直线的倾斜角是 ,
3
所以此直线的斜率是 tan
π
= 3 .
3
故选:C.
π
11.(2024 高二上·湖北武汉·期末)已知直线 l的倾斜角为a ,斜率为 k ,那么“ k >1”是“a > ”的(
4 )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据斜率和倾斜角的对应关系,结合充分性和必要性的定义求解即可.
π π
【详解】由直线的斜率 k >1可得 tana >1,解得 > a > ,
2 4
π
所以“ k >1”是“a > ”的充分不必要条件,
4
故选:A
12.(2024 高一上·江西景德镇·期末)已知三点 A m,1 ,B 4,2 ,C -4,2m 在同一条直线上,则实数m 的值
为( )
A.0 B.5 C.0 或 5 D.0 或-5
【答案】C
【解析】根据 B 4,2 ,C -4,2m 知直线斜率存在,利用斜率相等求解.
【详解】因为三点 A m,1 , B 4,2 ,C -4,2m 在同一条直线上,且直线斜率存在,
2 -1 2 - 2m
所以 =4 - m 4 ,- (-4)
解得m = 0或m = 5
故选:C
13.(2024 高二下·湖北荆州·阶段练习)若直线经过两点 A m,1 ,B 2 - 3m, 2 ,且其倾斜角为 135°,则 m
的值为( )
1 1 3
A.0 B.- C. D.
2 2 4
【答案】D
【分析】根据两点斜率公式求解即可.
【详解】经过两点 A m,1 ,B 2 - 3m, 2 2 -1 1的直线的斜率为 k = = ,
2 - 3m - m 2 - 4m
1 3
又直线的倾斜角为 135°,∴ = -1,解得m =
2 - 4m 4
.
故选:D
14.(2024 高二上·上海嘉定·期末)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角越大,它的斜率越大; B.两直线的倾斜角相等,则它们的斜率也相等;
C.任何一条直线都有唯一的斜率; D.任何一条直线都有唯一的倾斜角.
【答案】D
【分析】根据直线的倾斜角和斜率概念分别判断即可.
2π π
【详解】对于A :直线的倾斜角a = , b = ,a > b , k
3 3 1
= tana < 0,k2 = tanb > 0,k1 < k2 ,所以A 错误;
π
对于B :两直线的倾斜角相等为 ,斜率不存在,所以B错误;
2
π
对于C :当直线的倾斜角为 时直线斜率不存在,所以C 错误;
2
对于D :任何一条直线都有唯一的倾斜角.所以D 正确.
故选:D .
r
15.(2024 高二上·辽宁大连·期末)若直线 l 的方向向量是 e = 1, 3 ,则直线 l 的倾斜角为( )
π π 2π 5π
A. B. C. D.
6 3 3 6
【答案】B
【分析】由斜率与倾斜角,方向向量的关系求解
r
【详解】由直线 l 的方向向量是 e = 1, 3 得直线 l的斜率为 3,
设直线的倾斜角是a 0 a < π ,tana 3 a π= = ,
3
故选:B.
16.(2024 高二上·江西赣州·阶段练习)设点 A(2, -3) B(-3, -2),若直线 l 过点 P(1,1) 且与线段 AB 相交,则
直线 l 的斜率 k 的取值范围是( )
k 3 3 1A. 或 k -4 B. k 或 k -
4 4 4
3 3
C.-4 k D.- k 4
4 4
【答案】A
【分析】根据斜率的公式,利用数形结合思想进行求解即可.
【详解】如图所示:
k -3 -1 4, k -2 -1 3依题意, PA = = - = = ,2 -1 PB -3-1 4
要想直线 l 过点 P(1,1) 且与线段 AB 相交,
则 k
3
或 k -4,
4
故选:A
y - 2
17.(2024 高二上·黑龙江大庆·阶段练习)已知点 A(-1- 3, -1), B(3,0) ,若点M (x, y)在线段 AB 上,则
x +1
的取值范围是( )
1- , - ù é 1 ùA.
è 2ú
[ 3, + ) B. ê-1, - 2ú
é 1 1 ù
C. (- , -1]U[ 3,+ ) D. - ,
ê 2 2 ú
【答案】A
【分析】根据已知条件,结合直线的斜率公式,即可求解
y - 2
【详解】 可看作M (x, y)与 N (-1,2)的斜率,
x +1
k -1- 2= = 3 k 2 - 0 1则 AN , = = - ,-1- 3 +1 BN -1- 3 2
因为点M (x, y)在线段 AB 上,
y - 2 1 ù
所以 的取值范围为 - , - [ 3, + ),
x +1 è 2ú
故选:A
18.(2024 高二上·广东深圳·期中)已知点 A -2, -1 ,B 3,0 ,若点M x, y y - 2在线段 AB 上,则 的取值
x +1
范围( )
1 1
A. - , -
ù 3,+ B é ù. - ,3
è 2 ú ê 2 ú
C. - , -1 U 3, + D. -1,3
【答案】A
y - 2
【分析】设Q -1,2 ,分别求出 kQA, kQB ,根据 表示直线QM 的斜率即可得到结果.x +1
2 - -1
【详解】设Q -1,2 ,则 k = = 3 k 2 - 0 1QA -1- -2 , QB = = --1- 3 2
因为点M x, y y - 2 1 ù在线段 AB 上,所以 的取值范围是 - , - 3,+ ,
x +1 è 2 ú
故选:A.
19 2024 · · A cosq ,sin2.( 高三上 新疆昌吉 期中)坐标平面内有相异两点 q ,B(0,1),经过两点的直线的的倾
斜角的取值范围是( )
A é
p ,p- ù p ù é3p . ê ú B.4 4
0,
è 4 ú
U ê ,p ÷ 4
é0, p ù é3p ,p épC. ê D. ,
3p ù
4 ú ê 4 ÷ ê 4 4 ú
【答案】B
【分析】利用斜率公式求出 kAB ,再利用三角函数求出 kAB 的范围,利用斜率与倾斜角的关系求出倾斜角的
范围.
【详解】因为点 A cosq ,sin2 q ,B(0,1)是相异两点,
sin2k q -1 -cos
2 q
\ AB = = = -cosq ,且 cosq 0,\kcosq cosq AB
-1,0 U 0,1
设直线的倾斜角为a ,则 tana -1,0 U 0,1
p
当0 < tana 1,倾斜角a 的范围为0 < a .
4
当-1 tan
3p
a < 0,倾斜角a 的范围为 a < p .
4
\a p ù é3p 0,
è 4 ú
ê
,p
4 ÷
故选:B
【点睛】易错点睛:本题考查直线的倾斜角的取值范围的求法,解题时要认真审题,注意是相异的两个点,
利用 cosq 求出斜率的范围,再利用倾斜角与斜率的关系求出倾斜角的范围,属于易错题.
20.(2024 高三上·新疆)1949 年公布的《国旗制法说明》中就五星的位置规定:大五角星有一个角尖正
向上方,四颗小五角星均各有一个角尖正对大五角星的中心点.有人发现,第三颗小星的姿态与大星相
近.为便于研究,如图,以大星的中心点为原点,建立直角坐标系,OO1,OO2,OO3,OO4分别是大星中
心点与四颗小星中心点的连接线,α≈16°,则第三颗小星的一条边 AB 所在直线的倾斜角约为( )
A.0° B.1° C.2° D.3°
【答案】C
【分析】根据 5 颗星的位置情况知∠BAO3=18°,过 O3作 x 轴的平行线 O3E 并确定∠OO3E 的大小,即可知
AB 所在直线的倾斜角.
【详解】∵O,O3都为五角星的中心点,
∴OO3平分第三颗小星的一个角,
又五角星的内角为 36°知:∠BAO3=18°,
过 O3作 x 轴的平行线 O3E,如下图,则∠OO3E=α≈16°,
∴直线 AB 的倾斜角为 18°-16°=2°.
故选:C
21.(2024 高二·全国·期中)已知直线斜率为 k,且-1 k 3 ,那么倾斜角a 的取值范围是( )
é0, p ù U ép , 3p éA. ê ú ê ÷ B. ê0,
p ù é3p ,p
3 2 4 3 ú ê 4 ÷
é0, p ù U ép , 3p C D é0,
p ù
. ê ú ê ÷ . ê ú U
é3p ,p
6 ÷ 2 4 6 ê 4
【答案】B
【分析】根据直线斜率的取值范围,以及斜率和倾斜角的对应关系,求得倾斜角a 的取值范围.
【详解】解:直线 l 的斜率为 k,且-1 k 3 ,
∴ -1 tana 3 ,a [0,p ) .
a p 3p∴
é
ê0,
ù U é ,p ÷ .
3 ú ê 4
故选:B.
22.(2024·四川绵阳·二模)已知直线 l的方程为 x sina + 3y -1 = 0,a R,则直线 l的倾斜角范围是( )
0, π ù é2 π 5πA é ù é . ú ê π, π ÷ B.è 3 3 ê
0,
6 ú
U , π ÷
ê 6
é π , 5π ù é π , 2π ùC. ê 6 6 ú D. ê 3 3 ú
【答案】B
é 3 3 ù é 3 ù é 3
【分析】计算 k ê- , ú ,再考虑 k ê0, ú 和 k ê- ,0÷ 两种情况,得到倾斜角范围.
3 3 3 ÷ 3
3 é 3 3 ù
【详解】 x sina + 3y -1 = 0,则 k = - sina
3 ê
- , ú,
3 3
π é 3 3 ù
设直线 l的倾斜角为q 0 q < ÷,故 k = tanq ê- , ú,
è 2 3 3
é ù
所以当 k
3 π
0, é ùê 3 ú 时,直线
l的倾斜角q ê0, 6 ú
;
é 3 é5π
当 k ê- ,0÷÷ 时,直线 l的倾斜角q 3 ê
, π ÷;
6
π 5π
综上所述:直线 l的倾斜角q
é ù
ê0, ú
é
6 ê
, π ÷
6
故选:B
二、多选题
23.(2024 高二下·湖南衡阳·阶段练习)已知经过点 A 5,m 和B 2,8 q π π 的直线的倾斜角 ,6 3 ÷,则实数
m
è
的可能取值有( )
A.11 B.12 C.13 D.14
【答案】ABC
【分析】根据斜率公式求解.
m -8
【详解】由题可得 kAB = = tanq
3
3
, 3
3 ÷÷
,
è
所以m (8 + 3,8 + 3 3),
结合选项可得实数m 的可能取值有 11,12,13,
故选:ABC.
24.(2024 高二·全国·课后作业)(多选)如图,在平面直角坐标系中有三条直线 l1, l2, l3 ,其对应的斜率
分别为 k1, k2 , k3 ,则下列选项中错误的是( )
A. k3 > k1 > k2 B. k1 - k2 > 0
C. k1 × k2 < 0 D. k3 > k2 > k1
【答案】ABC
【分析】根据三条直线的倾斜角,直接判断斜率的大小关系.
【详解】由题图可知, k1 < 0, k2 < 0, k3 > 0 ,且 k1 < k2 ,可知 A,B,C 错误.
故选:ABC.
25.(2024 高二上·安徽黄山·期中)如图所示,下列四条直线 l1, l2, l3 , l4,斜率分别是 k1, k2 , k3 , k4 ,
倾斜角分别是a1,a2,a3 ,a4 ,则下列关系正确的是( )
A. k2 < k1 < k4 < k3 B. k3 < k2 < k1 < k4 C.a2 < a1 < a4 < a3 D.a3 < a2 < a1 < a4
【答案】BC
【分析】根据直线的图像特征,结合直线的斜率与倾斜角定义,得出结论.
【详解】直线 l1, l2, l3 , l4,斜率分别是 k1, k2 , k3 , k4 ,倾斜角分别是a1,a2,a3 ,a4 ,
p p
由倾斜角定义知0 < a1 < a4 < ,a3 > ,a2 = 0,\a2 < a1 < a4 < a3 ,故 C 正确;2 2
由 k = tana ,知 k2 = 0, k3 < 0,0 < k1 < k4 ,\k3 < k2 < k1 < k4 ,故 B 正确;
故选:BC
26.(2024 高三·全国·专题练习)在下列四个命题中,错误的有( )
A.坐标平面内的任何一条直线均有倾斜角和斜率
B.直线的倾斜角的取值范围是 0,p
C.若一条直线的斜率为 tana ,则此直线的倾斜角为a
D.若一条直线的倾斜角为a ,则此直线的斜率为 tana
【答案】ABCD
【分析】根据直线、倾斜角、斜率等知识对选项逐一分析,由此判断选项是否正确.
【详解】对于 A:当直线与 x 轴垂直时,直线的倾斜角为90°,斜率不存在,所以 A 错误;
对于 B:直线倾斜角的取值范围是[0,p ),所以 B 错误;
对于 C:一条直线的斜率为 tana ,此直线的倾斜角不一定为a ,
如 y = x 的斜率为 tan
5p p
,它的倾斜角为 ,所以 C 错误;
4 4
对于 D:一条直线的倾斜角为a 时,它的斜率为 tana 或不存在,所以 D 错误.
故选:ABCD
三、填空题
27 o.(2024 高二上·全国·课前预习)已知直线 l1的倾斜角a1 =15 ,直线 l1与 l2的交点为A ,直线 l1和 l2向上的
方向所成的角为120o,如图,则直线 l2的倾斜角为 .
【答案】135o
【分析】根据三角形的外角与内角的关系,结合直线倾斜角的定义可得出直线 l2的倾斜角.
【详解】设直线 l2的倾斜角为a2,因为 l1和 l2向上的方向所成的角为120o,
所以, BAC = 120o a =120o,故 2 +a1 =120
o +15o =135o .
故答案为:135o .
28.(2024 高二上·广西百色·期末)已知直线 l过点P 1,0 且与以 A 2,1 ,B 4, -3 为端点的线段 AB 有公共
点,则直线 l斜率的取值范围为 .
【答案】 -1,1
【分析】在坐标系中标出这三个点,然后根据直线和线段 AB 有公共点的临界情况分析.
【详解】在同一坐标系下标出这三个点,连接PA, PB,如图当直线 l恰好经过 A, B时为临界情况,
k 1- 0 1, k 0 - (-3)又 PA = =2 -1 PB
= = -1,当直线从PA位置顺时针转动到 PB位置时,
1- 4
由倾斜角和斜率的关系可知, k -1,1 .
故答案为: -1,1
29.(2024·湖南株洲·一模)过原点的直线 l 与曲线 y = ex-1交于不同的两点 A,B,过 A,B 作 x 轴的垂线,
与曲线 y = ln x 交于 C,D 两点,则直线 CD 的斜率为 .
【答案】1
【分析】
A(x , ex
x
设 1
-1) x,B(x , e 2 -11 2 ),根据点O,A ,B
1
共线,得出 kOA = kOB ,得出 x1 - x2 = ln x ,再由 C,D 两点的2
ln x1
坐标,根据斜率公式,得出 k x= 2 ,代换即可得出答案.CD x1 - x2
x -1
【详解】设 A(x1, e 1 ),B(x2 , e
x2 -1),则点C 的坐标为 (x1, ln x1),点D的坐标为 (x2 , ln x2 ) ,
Q点O,A , B 共线,
\kOA = kOB ,
ex1 -1 ex2 -1
即 = ,
x1 x2
ex -x x x1 2可得: = 1 ,即 x1 - x2 = ln 1x2 x
,
2
ln x1
又Qk ln x1 - ln x2 x2 ,CD = =x1 - x2 x1 - x2
x - x
\kCD = 1 2 =1x1 - x
,
2
故答案为:1.
3
30.(2024 高二上·全国·课后作业)直线 l 的斜率为 k,且 k - 3, ÷÷,则直线 l 的倾斜角的取值范围
è 3
是 .
é π 2π
【答案】 ê0, U6 ÷
, π
è 3 ÷
【分析】画出直线的区域,由图直观看出直线的倾斜角范围即可.
【详解】如图:
3
当直线 l 的斜率 k - 3, ÷÷,
è 3
é π 2π
直线 l 的倾斜角的取值范围为: ê0, ÷ U , π ÷ . 6 è 3
é π 2π
故答案为: ê0, ÷ U , π
÷ .
6 è 3
31.(2024 高二·江苏·假期作业)若经过点 P(1- a,1) 和Q(2a,3)的直线的倾斜角是钝角,则实数 a的取值范围
是 .
1
【答案】 (- , )
3
【分析】根据倾斜角为钝角斜率为负,结合直线的斜率公式,解不等式即可得到所求范围.
【详解】因为直线的倾斜角是钝角,
3 -1 1
所以斜率 < 0 ,解得 a <2a .-1+ a 3
1
所以 a的取值范围是 (- , ).
3
1
故答案为: (- , ).
3
32.(2024 高二下·上海闵行·开学考试)若直线 l1与直线 l2平行,直线 l1的斜率为- 3 ,则直线 l2的倾斜角
为 .
2
【答案】120o / p
3
【分析】根据两直线平行,倾斜角相等即可.
【详解】直线 l1的斜率为- 3
所以直线 l1的倾斜角为120o,
直线 l1与直线 l2平行
所以直线 l2的倾斜角为120o .
故答案为:120o
33.(2024 高二上·全国·专题练习)台球运动中反弹球技法是常见的技巧,其中无旋转反弹球是最简单的技
法,主球撞击目标球后,目标球撞击台边之后按照光线反射的方向弹出,想要让目标球沿着理想的方向反
弹,就要事先根据需要确认台边的撞击点,同时做到用力适当,方向精确,这样才能通过反弹来将目标球
成功击入袋中.如图,现有一目标球从点 A -2,3 无旋转射入,经过 x 轴(桌边)上的点 P 反弹后,经过点
B 5,7 ,则点 P 的坐标为 .
1
【答案】 ,0
è10 ÷
【分析】求A 点关于 x 轴的对称点 A ,由题意可知 A , B, P三点共线,利用斜率公式,即得解
【详解】设 P x,0 ,A 点关于 x 轴对称的点 A -2,-3 ,
0 - -3 7 - -3
则 k
3 10
A P = = k = =x - -2 x 2 , ,+ A B 5 - -2 7
由题意, A , B, P三点共线,
\k = k 3 10 x 1
1
= A P A B ,即 ,解得 = ,故 P 点的坐标为 ,0÷ .x + 2 7 10 è10
1
故答案为: ,0
è10 ÷
四、解答题
34.(2024 高二上·全国·课后作业)求经过下列两点的直线的斜率,并判断其倾斜角是锐角还是钝角.
(1)A(0,-1),B(2,0);
(2)P(5,-4),Q(2,3);
(3)M(3,-4),N(3,-2).
1 7
【答案】(1)斜率 ,倾斜角是锐角;(2)斜率- ;倾斜角是钝角(3)斜率不存在,倾斜角为 90°.
2 3
【分析】(1)(2)过两点的斜率存在,直接利用斜率公式求解即可,当斜率为正时,其倾斜角是锐角,当
斜率为负时,其倾斜角是钝角;(3)由于两点的横坐标相同,所以其斜率不存在,则倾斜角为 90°.
-1- 0 1
【详解】解:(1)kAB= = ,
0 - 2 2
因为 kAB>0,所以直线 AB 的倾斜角是锐角.
-4 - 3 7
(2)kPQ= = - ,
5 - 2 3
因为 kPQ<0,
所以直线 PQ 的倾斜角是钝角.
(3)因为 xM=xN=3,
所以直线 MN 的斜率不存在,
其倾斜角为 90°.
35.(2024 高二·江苏·假期作业)经过下列两点的直线的斜率是否存在?如果存在,求其斜率.
(1) A 2,3 , B 4,5 ;
(2) C - 2,3 , D 2, - 1 ;
(3) P - 3,1 ,Q - 3,10 .
【答案】(1)存在,1
(2)存在,-1
(3)不存在
【分析】根据两点的坐标,即可求出过两点的直线斜率是否存在,以及斜率的值.
5 - 3
【详解】(1)由题意,存在,直线 AB 的斜率 kAB = =1.4 - 2
-1- 3
(2)由题意得,存在,直线 CD 的斜率 kCD = = -12 - -2 .
(3)∵ xP = xQ = -3,
∴直线 PQ的斜率不存在.
36.(2024 高二上·河北唐山·阶段练习)已知两点 A(-3,4), B(3, 2),过点P(1,0)的直线 l与线段 AB 有公共点.
(1)求直线 l的斜率 k 的取值范围;
(2)求直线 l的倾斜角a 的取值范围.
【答案】(1) (- ,-1] [1, + ) .
(2) 45° a 135°.
【分析】(1)由图可知要使直线 l与线段 AB 有公共点,只需直线 l的斜率 k 满足 k kPA或 k kPB ,从而可求
得答案;
(2)由斜率与倾斜角的关系可求出直线 l的倾斜角a 的取值范围.
【详解】(1)因为 A(-3,4), B(3, 2),P(1,0),
k 4 - 0 2 - 0所以 PA = = -1, k = =1-3 -1 PB 3 -1
因为直线 l与线段 AB 有公共点,
所以由图可知直线 l的斜率 k 满足 k kPA或 k kPB ,
所以直线 l的斜率 k 的取值范围是 (- ,-1] [1, + ) .
(2)由题意可知直线 l 的倾斜角介于直线 PB与PA的倾斜角之间,
因为直线 PB的倾斜角是 45°,直线PA的倾斜角是135°,
所以a 的取值范围是 45° a 135°.
37.(2024 高二上·全国·课后作业)过 A m2 + 2, m2 - 3 ,B 3- m - m2 , 2m 两点的直线 l 的倾斜角为 45°,求
m 的值.
【答案】-2 .
【分析】根据倾斜角计算出直线的斜率,再根据坐标形式下斜率的计算公式求解出m 的值.
【详解】因为直线的倾斜角为 45°,所以直线的斜率 k = tan 45° =1,
m2 - 3 - 2m
又 k = =1 2 2 ,整理得m
2 + 3m + 2 = 0,
m + 2 - 3 - m - m
解得m = -1或m = -2,
当m = -1 2时, m + 2 - 3 - m - m2 = 0,不符合,
当m = -2 m2时, + 2 - 3 - m - m2 = 5 0,符合,
综上:m = -2 .
38.(2024 高二·全国·课后作业)已知 A 3,3 , B -4,2 ,C 0,-2 .
(1)求直线 AB 和 AC 的斜率;
(2)若点 D 在线段 BC(包括端点)上移动时,求直线 AD 的斜率的变化范围.
1 5
【答案】(1)直线 AB 的斜率为 ,直线 AC 的斜率为
7 3
é1 5(2) ùê , 7 3ú
【分析】(1)根据斜率公式运算求解;
(2)根据倾斜角和斜率之间的关系分析求解.
2 - 3 1
【详解】(1)由斜率公式可得直线 AB 的斜率 kAB = = ,-4 - 3 7
3- -2
直线 AC 的斜率 k 5AC = = ,3 - 0 3
1 5
故直线 AB 的斜率为 ,直线 AC 的斜率为 .
7 3
(2)如图所示,当 D 由 B 运动到 C 时,直线 AD 的倾斜角增大且为锐角,
直线 AD 的斜率由 kAB 增大到 kAC ,
1 5
所以直线 AD é ù的斜率的变化范围是 , .
ê7 3ú
39.(2024 高二上·河南·阶段练习)已知坐标平面内三点 A -2, -4 , B 2,0 ,C -1,1 .
(1)求直线 AB 的斜率和倾斜角;
(2)若 A, B,C, D 可以构成平行四边形,且点D在第一象限,求点D的坐标;
(3)若E m,n n是线段 AC 上一动点,求 的取值范围.
m - 2
π
【答案】(1)斜率为 1,倾斜角为 ;
4
(2) 3,5 ;
é 1 ù
(3) ê- ,1 3 ú
.
【分析】(1)根据过两点的斜率公式求出斜率,再求倾斜角;
(2) 设D x, y ,根据 kAB = kCD , kAC = kBD 求解即可;
n
(3) 因为 表示直线 BE 的斜率,求出E 与点C 重合时,直线BC 的斜率;E 与点A 重合时,直线 BE 的斜
m - 2
率即可得答案.
-4
【详解】(1)解:因为直线 AB 的斜率为 =1 .
-2 - 2
π
所以直线 AB 的倾斜角为 ;
4
(2)解:如图,当点D在第一象限时, kAB = kCD ,kAC = kBD .
ì y -1
=1 x +1 ìx = 3
设D x, y ,则 í y 1 4 ,解得+ í , y = 5=
x - 2 -1+ 2
故点D的坐标为 3,5 ;
n
(3)解:由题意得 为直线 BE 的斜率.
m - 2
1 1
当点E 与点C 重合时,直线 BE 的斜率最小, kBC = = - ;-1- 2 3
当点E 与点A 重合时,直线 BE 的斜率最大, kAB = 1 .
é 1 ù
故直线 BE 的斜率的取值范围为 ê- ,1 3 ú
,
n é 1 ù
即 的取值范围为 - ,1 .
m - 2 ê 3 ú2.1.1 倾斜角与斜率 6 题型分类
1.直线的倾斜角:
(1)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 向上的方向之间所成的角 α 叫做直线 l 的
倾斜角.
(2)当直线 l 与 x 轴平行或重合时,规定它的倾斜角为 0°.
(3)直线的倾斜角 α 的取值范围为 0°≤α<180°.
2.直线的斜率
(1)直线的斜率:
把一条直线的倾斜角 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=tanα.
(2)斜率与倾斜角的对应关系:
图示
倾斜角(范围) α=0° 0°<α<90° α=90° 90°<α<180°
斜率(范围) k=0 k>0 不存在 k<0
(3)过两点的直线的斜率公式:
y2-y1
过两点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为 k= .x2-x1
(一)
直线的倾斜角
1、直线的倾斜角:
(1)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 向上的方向之间所成的角 α 叫做直线 l 的
倾斜角.
(2)直线的倾斜角 α 的取值范围为 0°≤α<180°.
2、直线倾斜角的概念和范围:
(1)求直线的倾斜角主要根据定义来求,其关键是根据题意画出图形,找准倾斜角,有时要根据情况分类讨
论.
(2)注意倾斜角的范围.
题型 1:求直线的倾斜角
1-1.(2024 高二·江苏·假期作业)若直线 l经过点M (2,3), N (4,3),则直线 l的倾斜角为( )
A.0° B.30°
C.60° D.90°
1-2.(2024 高二下·全国·课后作业)已知点 A 2,1 ,B 3,2 ,则直线 AB 的倾斜角为( )
A.30° B. 45° C. 60° D.135°
1-3.(2024 高二·江苏·假期作业)已知一直线经过两 A(1, 2),B(a,3),且倾斜角为135°,则 a的值为( )
A.-6 B.-4
C.0 D.6
1-4.(2024 高二上·浙江温州·期末)已知 3, - 3 是直线的一个方向向量,则该直线的倾斜角为( )
π π 2π 5π
A. B. C. D.
6 3 3 6
1-5.(2024 高二下·江苏泰州·阶段练习)已知直线 l经过 A -1,4 ,B 1,2 两点,则直线 l的倾斜角为( )
π π 2π 3π
A. B. C. D.
6 4 3 4
(二)
直线的斜率
1、直线的斜率:
(1)倾斜角求斜率:
把一条直线的倾斜角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=tanα.
(2)两点求斜率:
y2-y1
过两点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率 k= .
x2-x1
2、求直线的斜率:
(1)运用公式的前提条件是“x1≠x2”,当直线与 x 轴垂直时,斜率是不存在的.
(2)斜率公式与两点 P1,P2的先后顺序无关.
题型 2:求直线的斜率
2-1.(山东省滨州高新高级中学 2023-2024 学年高一下学期 3 月月考数学试题(春考班))过点 P( - 2,m),
Q(m,4)的直线的斜率为 1,那么 m 的值为( )
A.1 或 4 B.4 C.1 或 3 D.1
3p
2-2.(2024 高二上·天津河西·期中)已知直线的倾斜角是 ,则该直线的斜率是( )
4
A.-1 B 3 C 3.- .- D.1
3
2-3.(2024 高二·全国·课后作业)分别判断经过下列两点的直线的斜率是否存在,如果存在,求出斜率后再
求出倾斜角;如果不存在,求出倾斜角.
(1)C(-3,4), D(2,4) ;
(2) P(0,0),Q(-1, 3);
(3) M (-3, 2), N (- 2,3) ;
(4) E(7,0),Q(7,- 2) .
(三)
倾斜角与斜率的关系
1、直线都有倾斜角,但并不是所有的直线都有斜率.当倾斜角是 90°时,直线的斜率不存在,此时,直线
垂直于 x 轴(平行于 y 轴或与 y 轴重合).
2、直线的斜率也反映了直线相对于 x 轴的正方向的倾斜程度.当 0°≤α<90°时,斜率越大,直线的倾斜程
度越大;当 90°<α<180°时,斜率越大,直线的倾斜程度也越大.
题型 3:倾斜角与斜率的关系
3-1.(2024 高二上·四川宜宾·期末)设直线 l的斜率为 k ,且- 3 k 1,则直线 l的倾斜角的取值范围为
( )
é0, π é2π é π 5π A. ê ÷U ê , π ÷ B.4 3 ê
0,
4 ÷
U , π ÷
è 6
é π
C. ê ,
5π é π é5π
÷ D. 0, ÷ U , π ÷
4 6 ê 4 ê 6
3-2.(2024 高二·全国·课后作业)设直线 l 的斜率为 k ,且-1 k 3 ,则直线 l的倾斜角a 的取值范围为
( )
é0, π U 3π é π é3π A. ê 3 ÷
, π
4 ÷
B. ê0, 6 ÷
U , π ÷
è ê 4
π 3π é π
C. , ÷ D. ê0, ÷ U
é3π
ê , π
6 4 3 4 ֏
3-3.(2024 高二上·江苏连云港·期末)经过两点 A 1,m ,B m -1,3 的直线的倾斜角是锐角,则实数 m 的范
围是( )
A. (- , -3) (-2, + ) B. (-3, -2)
C. (2,3) D. (- , 2) (3,+ )
(四)
直线斜率的应用
1、三点共线问题
(1)对于给定坐标的三点,要判断三点是否共线,先判断任意两点连线的斜率是否存在.
①若都不存在,则三点共线;
②若斜率存在,则任意两点连线的斜率相等时,三点才共线.
(2)若三点共线,则任意两点连线的斜率不一定相等(也可能都不存在).解决这类问题时,首先对斜率是
否存在做出判断,必要时分情况进行讨论,然后下结论.
2、利用直线斜率的几何意义求最值应重视两点,
y2-y1
(1)直线的斜率反映了直线的倾斜程度,且 k=tanα= ,(x1,y1)和(x2,y2)是直线上横坐标不相x2-x1
等的两点 ;
y-y0 y-y0
(2)在求形如 的式子的最值时,可以将 看作动点 P(x,y)与定点 Q(x0,yx x x x 0
)所确定的直线的
- 0 - 0
斜率,数形结合求出最值或取值范围.
题型 4:三点共线问题
4-1.(2024 高二上·山西临汾·期末)若三点 A 2, -3 , B 4,3 ,C 5,b 在同一直线上,则实数b 等于( )
A.-12 B.-6 C.6 D.12
4-2.(2024 高二上·安徽六安·阶段练习)已知点 A 0, -8 ,B 2, -2 ,C 4, m ,若线段 AB , AC ,BC 不能
构成三角形,则m 的值是 .
4-3.(2024 高二上·山西临汾·期中)三点 A m, 2 ,B 5,1 ,C -4,2m 在同一条直线上,则m 值为( )
7 7 7
A.2 B. C.-2或 D.2 或
2 2 2
题型 5:利用直线斜率的几何意义求最值
y +1
5-1.(2024·湖南衡阳· 1模拟预测)点M x1, y x1 在函数 y = e 的图象上,当 x1 0,1 ,则 x -1 的取值范围为 .1
y + 3
5-2.(2024 高二·全国·专题练习)若实数 x 、 y 满足 y = -x + 3,-1 x 1,则代数式 的取值范围为
x + 2
2 + y
5-3.(2024 高一上·四川达州·期末)点M (x, y)在函数 y = 2x + 4 的图象上,当 x [2,5]时, 的取值范围是
x +1
( )
é7 , 8ù é8 ,10 ùA. ê B 3 3ú
.
ê3 3 ú
é5 ,16 ù é5 8ùC. ê ú D. , 3 3 ê 3 3ú
题型 6:直线与线段的相交关系求斜率的范围
6-1.(2024 高二上·江西抚州·期末)已知坐标平面内三点 A -1,1 , B 1,1 ,C 2, 3 +1 ,D为VABC 的边 AC
上一动点,则直线BD斜率 k 的变化范围是( )
é
0, 3
ù é
A 3
. ê ú B. - ,0 ê 3 , + ÷ 3
é 3 ù
C. ê , 3 D. - ,0 é 3, +
3
ú
6-2.(2024 高一上·宁夏中卫·期末)已知 A(2, -3) , B(-3, -2) ,直线 l过定点 P(1,1) ,且与线段 AB 相交,则直线 l的
斜率 k 的取值范围是( )
A.-4
3 3
k B. k 4 k
1 3
C. D. k -4或 k
4 4 2 4
6-3.(2024 高一下·湖北武汉·阶段练习)已知两点 A 2, -1 ,B -5,-3 ,直线 l过点 1,1 ,若直线 l与线段 AB
相交,则直线 l的斜率取值范围是( )
2- , -2 é , + éA. ê ÷ B. ê-2,
2ù
3 3ú
é 2
C. ê- , 2
ù 2 ù
D. - , - 2, +
3 ú è 3 ú
6-4.(2024 高二上·江苏南通·阶段练习)经过点P 0, -1 作直线 l,且直线 l 与连接点 A 1, -2 ,B 2,1 的线
段总有公共点,则直线 l 的倾斜角a 的取值范围是 .
6-5.(2024 高三·全国·专题练习)直线 l过点M -1,2 ,且与以P -4, -1 、Q 3,0 为端点的线段相交,则直
线 l的斜率的取值范围是 .
一、单选题
1.(2024 高二上·江苏南京·期末)若直线经过 A(1,0),B(4, 3) 两点,则直线 AB 的倾斜角为( )
A.30° B. 45° C.60° D.135°
2.(2024 高二上·全国·课后作业)对于下列命题:①若q 是直线 l 的倾斜角,则0° q 180°;②若直线倾
斜角为a ,则它斜率 k = tana ;③任一直线都有倾斜角,但不一定有斜率;④任一直线都有斜率,但不一
定有倾斜角.其中正确命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2π
3.(2024 高二下·河南安阳·开学考试)已知点 A 2,3 , B -1, x ,直线 AB 的倾斜角为 ,则 x =( )
3
A.3- 3 3 B 3 3. + C.3 + 3 3 D.6
3
4.(2024 高二上·四川南充·期末)斜拉桥是桥梁建筑的一种形式,在桥梁平面上有多根拉索,所有拉索的合
力方向与中央索塔一致.如图是阆中市盘龙山嘉陵江大桥,共有 10 对永久拉索,在索塔两侧对称排列.已
知拉索上端相邻两个针的间距 PiPi+1 ( i =1,2,…,9)均为3.8m,拉索下端相邻两个针的间距 Ai Ai+1
( i =1,2,…,9)均为15m .最短拉索的针P1, A1,满足 OP1 = 60m, OA1 = 80,则最长拉索所在直线的
斜率约为( )(结果保留两位有效数字)
A.±0.47 B.±0.45 C.±0.44 D.±0.42
5.(2024 高二上·四川)已知直线 l经过第二、四象限,则直线 l的倾斜角a 的取值范围是( ).
A.0o a 90o B.0o a 180o C.90o a 180o D.90o a 180o
6.(2024 高二上·全国·课后作业)若如图中的直线 l1, l2 , l3 的斜率为 k1, k2 ,k3 ,则( )
A. k1 k2 k3 B. k3 k1 k2 C. k2 k1 k3 D. k3 k2 k1
7.(2024 高二上·贵州黔西·期末)已知直线 l的倾斜角为30o ,则直线 l的斜率为( )
1
A B 3. . C 2 3. D.
2 2 2 3
8.(2024 高一上·福建福州·期末)若直线的倾斜角为 120°,则直线的斜率为( )
A. 3 B.- 3 C 3 D 3. .-
3 3
9.(2024 高一下·河北邯郸·期末)图中的直线 l1, l2 , l3 的斜率分别为 k1, k2 ,k3 ,则有( )
A. k1 k2 k3 B. k1 > k2 > k3
C. k1 k3 k2 D. k3 k1 k2
π
10.(2024 高二上·湖南娄底·期末)已知直线的倾斜角是 ,则此直线的斜率是( )
3
A 3. B.- 3 C. 3 D.± 3
2
π
11.(2024 高二上·湖北武汉·期末)已知直线 l的倾斜角为a ,斜率为 k ,那么“ k >1”是“a > ”的(
4 )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
12.(2024 高一上·江西景德镇·期末)已知三点 A m,1 ,B 4,2 ,C -4,2m 在同一条直线上,则实数m 的值
为( )
A.0 B.5 C.0 或 5 D.0 或-5
13.(2024 高二下·湖北荆州·阶段练习)若直线经过两点 A m,1 ,B 2 - 3m, 2 ,且其倾斜角为 135°,则 m
的值为( )
1 1 3
A.0 B.- C. D.
2 2 4
14.(2024 高二上·上海嘉定·期末)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角越大,它的斜率越大; B.两直线的倾斜角相等,则它们的斜率也相等;
C.任何一条直线都有唯一的斜率; D.任何一条直线都有唯一的倾斜角.
r
15.(2024 高二上·辽宁大连·期末)若直线 l 的方向向量是 e = 1, 3 ,则直线 l 的倾斜角为( )
π π 2π 5π
A. B. C. D.
6 3 3 6
16.(2024 高二上·江西赣州·阶段练习)设点 A(2, -3) B(-3, -2),若直线 l 过点 P(1,1) 且与线段 AB 相交,则
直线 l 的斜率 k 的取值范围是( )
k 3 3 1A. 或 k -4 B. k 或 k -
4 4 4
3 3
C.-4 k D.- k 4
4 4
17.(2024 高二上·黑龙江大庆·阶段练习)已知点 A(-1- 3, -1), B(3,0) ,若点M (x, y)
y - 2
在线段 AB 上,则
x +1
的取值范围是( )
1
A. - , -
ù
ú [ 3,
1
+ ) é ùB.
è 2 ê
-1, -
2 ú
é 1 1 ù
C. (- , -1]U[ 3,+ ) D. - ,
ê 2 2 ú
18.(2024 高二上·广东深圳·期中)已知点 A -2, -1 ,B 3,0 ,若点M x, y y - 2在线段 AB 上,则 的取值
x +1
范围( )
A. - ,
1
- ù
1
ú 3,+ B
é
. ê- ,3
ù
è 2 2 ú
C. - , -1 U 3, + D. -1,3
19.(2024 高三上·新疆昌吉· 2期中)坐标平面内有相异两点 A cosq ,sin q ,B(0,1),经过两点的直线的的倾
斜角的取值范围是( )
p p p ù é3p
A é ù. ê- , ú B. 0, ú U ê ,p
4 4 ÷ è 4 4
é0, p ù é3p ép 3p ùC.
ê 4 ú
ê ,p ÷ D. ê , 4 4 4 ú
20.(2024 高三上·新疆)1949 年公布的《国旗制法说明》中就五星的位置规定:大五角星有一个角尖正
向上方,四颗小五角星均各有一个角尖正对大五角星的中心点.有人发现,第三颗小星的姿态与大星相
近.为便于研究,如图,以大星的中心点为原点,建立直角坐标系,OO1,OO2,OO3,OO4分别是大星中
心点与四颗小星中心点的连接线,α≈16°,则第三颗小星的一条边 AB 所在直线的倾斜角约为( )
A.0° B.1° C.2° D.3°
21.(2024 高二·全国·期中)已知直线斜率为 k,且-1 k 3 ,那么倾斜角a 的取值范围是( )
é0, p ù U ép , 3p é0, p ù é3pA. ê ú ê ÷ B. ê ú ,p
3 ÷ 2 4 3 ê 4
é0, p ù U ép 3p C é
p ù é3p
.
ê 6 ú ê
,
2 4 ÷
D. 0,
ê 6 ú
U ,p ÷
ê 4
22.(2024·四川绵阳·二模)已知直线 l的方程为 x sina + 3y -1 = 0,a R,则直线 l的倾斜角范围是( )
π ù é2 π 5π
A. 0,
é ù é
è 3 ú
ê π, π ÷ B. ê0, ú U ê , π3 6 6 ÷
π 5π é π 2π ùC. é ùê 6 , 6 ú D. ê , 3 3 ú
二、多选题
π π
23.(2024 高二下·湖南衡阳·阶段练习)已知经过点 A 5,m 和B 2,8 的直线的倾斜角q ,6 3 ÷,则实数
m
è
的可能取值有( )
A.11 B.12 C.13 D.14
24.(2024 高二·全国·课后作业)(多选)如图,在平面直角坐标系中有三条直线 l1, l2, l3 ,其对应的斜率
分别为 k1, k2 , k3 ,则下列选项中错误的是( )
A. k3 > k1 > k2 B. k1 - k2 > 0
C. k1 × k2 0 D. k3 > k2 > k1
25.(2024 高二上·安徽黄山·期中)如图所示,下列四条直线 l1, l2, l3 , l4,斜率分别是 k1, k2 , k3 , k4 ,
倾斜角分别是a1,a2,a3 ,a4 ,则下列关系正确的是( )
A. k2 k1 k4 k3 B. k3 k2 k1 k4 C.a2 a1 a4 a3 D.a3 a2 a1 a4
26.(2024 高三·全国·专题练习)在下列四个命题中,错误的有( )
A.坐标平面内的任何一条直线均有倾斜角和斜率
B.直线的倾斜角的取值范围是 0,p
C.若一条直线的斜率为 tana ,则此直线的倾斜角为a
D.若一条直线的倾斜角为a ,则此直线的斜率为 tana
三、填空题
27 o.(2024 高二上·全国·课前预习)已知直线 l1的倾斜角a1 =15 ,直线 l1与 l2的交点为A ,直线 l1和 l2向上的
方向所成的角为120o,如图,则直线 l2的倾斜角为 .
28.(2024 高二上·广西百色·期末)已知直线 l过点P 1,0 且与以 A 2,1 ,B 4, -3 为端点的线段 AB 有公共
点,则直线 l斜率的取值范围为 .
29.(2024·湖南株洲·一模)过原点的直线 l 与曲线 y = ex-1交于不同的两点 A,B,过 A,B 作 x 轴的垂线,
与曲线 y = ln x 交于 C,D 两点,则直线 CD 的斜率为 .
30.(2024 高二上·全国·课后作业)直线 l 的斜率为 k,且 k - 3,
3
÷÷,则直线 l 的倾斜角的取值范围
è 3
是 .
31.(2024 高二·江苏·假期作业)若经过点 P(1- a,1) 和Q(2a,3)的直线的倾斜角是钝角,则实数 a的取值范围
是 .
32.(2024 高二下·上海闵行·开学考试)若直线 l1与直线 l2平行,直线 l1的斜率为- 3 ,则直线 l2的倾斜角
为 .
33.(2024 高二上·全国·专题练习)台球运动中反弹球技法是常见的技巧,其中无旋转反弹球是最简单的技
法,主球撞击目标球后,目标球撞击台边之后按照光线反射的方向弹出,想要让目标球沿着理想的方向反
弹,就要事先根据需要确认台边的撞击点,同时做到用力适当,方向精确,这样才能通过反弹来将目标球
成功击入袋中.如图,现有一目标球从点 A -2,3 无旋转射入,经过 x 轴(桌边)上的点 P 反弹后,经过点
B 5,7 ,则点 P 的坐标为 .
四、解答题
34.(2024 高二上·全国·课后作业)求经过下列两点的直线的斜率,并判断其倾斜角是锐角还是钝角.
(1)A(0,-1),B(2,0);
(2)P(5,-4),Q(2,3);
(3)M(3,-4),N(3,-2).
35.(2024 高二·江苏·假期作业)经过下列两点的直线的斜率是否存在?如果存在,求其斜率.
(1) A 2,3 , B 4,5 ;
(2) C - 2,3 , D 2, - 1 ;
(3) P - 3,1 ,Q - 3,10 .
36.(2024 高二上·河北唐山·阶段练习)已知两点 A(-3,4), B(3, 2),过点P(1,0)的直线 l与线段 AB 有公共点.
(1)求直线 l的斜率 k 的取值范围;
(2)求直线 l的倾斜角a 的取值范围.
37.(2024 高二上·全国·课后作业)过 A m2 + 2, m2 - 3 ,B 3- m - m2 , 2m 两点的直线 l 的倾斜角为 45°,求
m 的值.
38.(2024 高二·全国·课后作业)已知 A 3,3 , B -4,2 ,C 0,-2 .
(1)求直线 AB 和 AC 的斜率;
(2)若点 D 在线段 BC(包括端点)上移动时,求直线 AD 的斜率的变化范围.
39.(2024 高二上·河南·阶段练习)已知坐标平面内三点 A -2, -4 , B 2,0 ,C -1,1 .
(1)求直线 AB 的斜率和倾斜角;
(2)若 A, B,C, D 可以构成平行四边形,且点D在第一象限,求点D的坐标;
n
(3)若E m,n 是线段 AC 上一动点,求 的取值范围.
m - 2