第1课:直线的斜率与方程

高一升高二暑假衔接班 · 苏教版选择性必修第一册
课时:90分钟 难度:⭐⭐⭐ 教师版

一、知识梳理

1. 倾斜角与斜率

倾斜角定义:在平面直角坐标系中,把 x 轴绕着与直线的交点按逆时针方向旋转到与直线重合时,所转过的最小正角 α 称为直线的倾斜角。

强调"逆时针"和"最小正角"两个关键词。可以用时钟指针类比,帮助学生理解旋转方向。

斜率公式:

k = (y₂ − y₁) / (x₂ − x₁)    (x₁ ≠ x₂)

斜率与倾斜角的对应关系:

倾斜角 α斜率 k说明
α = 0°k = 0水平线
0° < α < 90°k > 0α 越大 k 越大
α = 90°k 不存在竖直线
90° < α < 180°k < 0α 越大 k 越大
易错点:斜率与倾斜角的关系不是单调递增的!α = 170° 的斜率比 α = 100° 的斜率大(都是负数,但前者更接近 0)。

特殊角的斜率:

α30°45°60°90°120°135°150°
k0√3/31√3不存在−√3−1−√3/3
建议让学生记忆这些特殊角的斜率值,后续解题会频繁用到。可以用"一三象限正,二四象限负"帮助记忆。

2. 直线方程的五种形式

名称方程已知条件不能表示
点斜式y − y₁ = k(x − x₁)一点 + 斜率竖直线
斜截式y = kx + b斜率 + y 截距竖直线
两点式(y−y₁)/(y₂−y₁) = (x−x₁)/(x₂−x₁)两点平行于坐标轴
截距式x/a + y/b = 1x 截距 + y 截距过原点 / 平行于坐标轴
一般式Ax + By + C = 0无(万能)
截距 ≠ 距离!截距可正、可负、可为 0。直线与 y 轴交点 (0, b) 的纵坐标 b 称为 y 轴上的截距。
用"截距是坐标值,可以是负数"来强调截距与距离的区别。可以举例:y = 2x − 3 在 y 轴上的截距是 −3,不是 3。

二、典例精讲

【例 1】倾斜角与斜率(基础)

(1)已知直线经过点 A(1, 2) 和 B(3, 8),求斜率 k。

(2)已知直线 l 的倾斜角为 60°,求斜率 k。

解答

(1)k = (8 − 2)/(3 − 1) = 6/2 = 3

(2)k = tan 60° = √3

【例 2】点斜式与斜截式(基础→中等)

(1)经过点 A(2, 5),斜率是 4,求直线方程。

(2)经过点 B(−1, 3),倾斜角为 45°,求直线方程。

(3)经过点 P(3, −2),倾斜角为 90°,求直线方程。

解答

(1)y − 5 = 4(x − 2),即 y = 4x − 3

(2)k = tan 45° = 1,y − 3 = 1·(x + 1),即 y = x + 4

(3)倾斜角为 90°,斜率不存在,不能用点斜式!直线方程为 x = 3

第(3)题是典型易错题,要强调"倾斜角 90° → 斜率不存在 → 不能用点斜式"的逻辑链。
【例 3】两点式与截距式(中等)

(1)已知直线经过 A(1, 2)、B(3, 6) 两点,求直线方程。

(2)求在 x 轴上的截距为 3,在 y 轴上的截距为 −2 的直线方程。

解答

(1)(y − 2)/(6 − 2) = (x − 1)/(3 − 1)

化简:y − 2 = 2(x − 1),即 y = 2x

(2)x/3 + y/(−2) = 1,即 2x − 3y = 6

【例 4】截距式的易错点(提高)

求过点 P(4, −3) 且在两坐标轴上的截距的绝对值相等的直线 l 的方程。

解答

设 |a| = |b|,分三种情况:

情况 1:a = b ≠ 0

x/a + y/a = 1,代入 (4, −3):4/a − 3/a = 1,a = 1

方程:x + y = 1

情况 2:a = −b ≠ 0

x/a + y/(−a) = 1,代入 (4, −3):4/a + 3/a = 1,a = 7

方程:x − y = 7

情况 3:a = b = 0(过原点)

直线过 (0, 0) 和 (4, −3):y = (−3/4)x,即 3x + 4y = 0

答案:x + y = 1 或 x − y = 7 或 3x + 4y = 0

这道题的易错点:直接用截距式设方程,忘记讨论过原点的情况。要强调"截距的绝对值相等"包含三种情况。

三、课堂练习

一、选择题(每题 5 分,共 20 分)

1. 直线经过点 (1, 2) 和 (3, 8),则直线的斜率为( )
A. 2    B. 3    C. −3    D. 1/3
答案

B。k = (8−2)/(3−1) = 6/2 = 3

2. 直线 x = 5 的倾斜角为( )
A. 0°    B. 45°    C. 90°    D. 不存在
答案

C。垂直于 x 轴的直线,倾斜角为 90°

3. 经过点 (−1, 3) 且斜率为 −2 的直线方程为( )
A. y − 3 = −2(x + 1)    B. y + 3 = −2(x − 1)
C. y − 3 = −2(x − 1)    D. y = −2x + 1
答案

A。点斜式:y − y₁ = k(x − x₁),代入得 y − 3 = −2(x − (−1)) = −2(x + 1)

4. 在 x 轴和 y 轴上的截距分别为 2 和 −3 的直线方程为( )
A. x/2 + y/(−3) = 1    B. x/2 − y/3 = 1
C. 3x − 2y = 6    D. 以上都对
答案

D。截距式 x/2 + y/(−3) = 1,化简得 x/2 − y/3 = 1,再化简得 3x − 2y = 6

二、填空题(每题 5 分,共 20 分)

5. 已知直线 l 的倾斜角为 60°,则斜率 k = ______。
答案

√3

6. 直线 y = −x + 3 在 y 轴上的截距为 ______。
答案

3

7. 经过两点 A(0, 1)、B(2, 5) 的直线方程为 ______。
答案

y = 2x + 1。斜率 k = (5−1)/(2−0) = 2,用点斜式 y − 1 = 2(x − 0)

8. 若三点 A(1, 1)、B(3, 5)、C(a, 7) 共线,则 a = ______。
答案

4。k_AB = (5−1)/(3−1) = 2,k_AC = (7−1)/(a−1) = 6/(a−1),令 k_AB = k_AC,得 a = 4

三、解答题(每题 15 分,共 30 分)

9. 求满足下列条件的直线方程:
(1)经过点 P(−2, 3),斜率 k = −1/2
(2)经过点 M(1, −1),倾斜角为 120°
(3)在 x 轴上的截距为 −4,在 y 轴上的截距为 2
解答

(1)y − 3 = −1/2(x + 2),化简:x + 2y − 4 = 0

(2)k = tan 120° = −√3,y + 1 = −√3(x − 1),化简:√3x + y + 1 − √3 = 0

(3)x/(−4) + y/2 = 1,化简:x − 2y + 4 = 0

10. 求过点 P(2, 1) 且在两坐标轴上的截距相等的直线方程。
解答

分两种情况:

情况 1:截距不为 0

设 x/a + y/a = 1,代入 (2, 1):2/a + 1/a = 1,a = 3

方程:x + y = 3

情况 2:截距为 0(过原点)

直线过 (0, 0) 和 (2, 1),y = x/2,即 x − 2y = 0

答案:x + y = 3 或 x − 2y = 0

这道题和例 4 类似,都要讨论过原点的情况。可以让学生对比两道题,总结"截距相等"和"截距的绝对值相等"的区别。

四、课堂小结

五种形式选择策略

易错点提醒