16.1

直线的倾斜角与斜率

用倾斜角和斜率描述直线方向。

12 分钟直线与圆
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01 · 出发点

用一个角和一个比值刻画方向

平面内直线的位置既由经过的点决定,也由方向决定。倾斜角用角度描述方向,斜率用纵坐标改变量与横坐标改变量之比描述同一方向。

xx 轴正方向为始边,逆时针旋转到直线向上方向所得的角称为倾斜角 α\alpha;直线与 xx 轴平行时规定 α=0\alpha=0,统一范围为 0α<π0\le\alpha<\pi。非竖直直线的斜率 k=tanαk=\tan\alpha,竖直直线的倾斜角为 π2\dfrac\pi2 而斜率不存在。

02 · 概念

倾斜角、斜率及竖直例外

经过两点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)P_1(x_1,y_1),P_2(x_2,y_2)x1x2x_1\ne x_2 的直线斜率为 y2y1x2x1\dfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}。交换两点次序时分子、分母同时变号,商不变。

0<α<π20<\alpha<\dfrac\pi2k>0k>0α=0\alpha=0k=0k=0π2<α<π\dfrac\pi2<\alpha<\pik<0k<0。斜率绝对值越大表示直线越陡,但跨越竖直方向时不能按数值大小连续比较倾斜角。

03 · 方法

由两点确定直线方向

  1. 01

    先检查两点是否重合以及横坐标是否相等;竖直情形应直接说明斜率不存在。

  2. 02

    按相同点的顺序组成纵差和横差,约分得到斜率 kk

  3. 03

    k=tanαk=\tan\alpha 并结合 0α<π0\le\alpha<\pi 确定唯一倾斜角,最后用斜率正负核对象限。

04 · 例题

把方法落到具体问题

1由两点求方向

求经过 A(1,2),B(3,6)A(-1,2),B(3,6) 的直线斜率和倾斜角。

  1. 1

    两点横坐标不同,斜率存在,k=623(1)=44=1k=\dfrac{6-2}{3-(-1)}=\dfrac44=1

  2. 2

    tanα=1\tan\alpha=10α<π0\le\alpha<\pi,得到 α=π4\alpha=\dfrac\pi4

  3. 3

    AABB 横、纵坐标都增加 44,方向向右上,与正斜率和锐角倾斜角一致。

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • 倾斜角的范围是 [0,π)[0,\pi),非竖直直线满足 k=tanαk=\tan\alpha
  • 两点式斜率是纵坐标改变量与横坐标改变量之比。
  • 横坐标相等对应竖直直线,此时斜率不存在。