直线的斜率(公式)

在此页面上,您将找到直线斜率最详细的解释:其公式是什么、计算示例、直线斜率的概念意味着什么……您还将能够看到如何轻松识别斜率从方程中画出一条直线,此外,您还可以通过逐步解决的练习进行练习。

直线斜率的公式

直线的斜率等于两点之间的垂直位移除以这两个点之间的水平位移。

也就是说,给定一条线上的两个点:

P_1(x_1,y_1) \qquad P_2(x_2,y_2)

直线斜率的公式为:

m = \cfrac{\Delta y}{\Delta x} = \cfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}

直线的斜率是多少

计算两点直线斜率的示例

接下来,我们将看到一个如何使用以下公式计算直线斜率的示例:

  • 计算经过以下两点的直线的斜率:

P_1(3,1) \qquad P_2(5,7)

要找到这条线的斜率,只需应用其公式:

m = \cfrac{\Delta y}{\Delta x} = \cfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}=\cfrac{7-1}{5-3}=\cfrac{6}{2} = \bm{3}

因此,该线的斜率等于 3。

从方程求出直线的斜率

在上面的部分中,我们刚刚了解了如何以数值方式确定直线的斜率。然而,并不总是需要进行计算,也可以从直线方程中确定其值。每种类型的方程都不同,因此我们将分别分析每种情况。

给定直线的显式方程的斜率

该直线的显式方程如下:

y =\color{blue}\bm{m}\color{black}x+n

然后是参数

m

对应于线的斜率。

给定直线的点斜率方程的斜率

直线的点斜率方程公式如下:

y -y_0=\color{blue}\bm{m}\color{black}(x-x_0)

和之前一样,系数

m

对应于线的斜率。

给定直线隐式方程的斜率

给定直线的隐式方程(也称为一般方程或笛卡尔方程):

Ax+By+C=0

可以通过执行以下操作找到该线的斜率:

m=-\cfrac{A}{B}

考虑线的方向向量的斜率

线的方向向量是标记其方向的向量。因此,如果一条线的方向向量为:

\vv{\text{v}}= (\text{v}_1,\text{v}_2)

这条线的斜率是:

m=\cfrac{\text{v}_2}{\text{v}_1}

给定角度的斜率

最后,如果一条线形成一个角度

\alpha

在横坐标轴(X轴)的正值部分,其斜率等于角度的正切:

m = \text{tg}(\alpha)

直线斜率的含义

有了上述所有信息,我们已经非常清楚如何找到直线的斜率。但实际上……直线的斜率是什么意思?

直线的斜率表示该直线相对于图形的每个水平单位上升的垂直单位。

例如,在下面的线的表示中,您可以看到每个水平单位前进 2 个垂直单位,因为它的斜率等于 2。

直线的斜率是多少

此外,直线的斜率也表示其陡峭程度:

  • 如果一条线正在增加(上升),则其斜率为正。
  • 如果一条线呈递减(下降)趋势,则其斜率为负。
  • 如果一条线完全水平,则其斜率等于 0。
  • 如果一条线完全垂直,则其斜率等于无穷大。
正线或负线的斜率
零线或无限线的斜率

线的相对位置

另一方面,两条线之间的相对位置也可以从斜率的性质得知:

  • 如果两条线有不同的斜率,这意味着它们相交,即它们相交于一点。
相交线 不同的坡度

此外,两条线与斜线之间的角度可以用以下公式计算:

\text{tg}(\alpha) = \cfrac{m_2-m_1}{1+m_1\cdot m_2}

  • 其次,如果两条线具有相同的斜率,则意味着它们是平行的
平行线等斜率
  • 最后,两条垂直正交线(形成 90°)的斜率满足以下条件:
与斜率相对的垂直线

这是确定两条线是否相互平行或垂直的一种方法,但是,还有其他方法,有些甚至更快。要了解更多信息,您可以转到线之间的垂直度和平行度的解释。此外,这些页面还解释了如何找到与另一条垂直(或平行)的线。

解决了直线的斜率问题

练习1

求通过以下两点的直线的斜率:

P_1(5,6) \qquad P_2(8,3)

要计算直线的斜率,必须使用以下公式:

m = \cfrac{\Delta y}{\Delta x} = \cfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}=\cfrac{3-6}{8-5}=\cfrac{-3}{3} = \bm{-1}

练习2

计算经过以下两点的直线的斜率:

P_1(-3,1) \qquad P_2(-2,-4)

要找到直线的斜率,您必须使用以下公式:

m = \cfrac{\Delta y}{\Delta x} = \cfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}=\cfrac{-4-1}{-2-(-3)}=\cfrac{-5}{-2+3}=\cfrac{-5}{1} = \bm{-5}

练习3

每条线的斜率是多少?

\begin{array}{lll} A) \ y= 2x+3 & \qquad & B) \  y-3=4(x+1) \\[2ex] C) \  6x+2y-7=0 & \qquad & D) \ \begin{cases}x=3-t \\[2ex] y=1+2t \end{cases} \end{array}

A)该直线表示为隐式方程,因此其斜率为 2 (伴随该方程的项)

x

)。

B)该线由其点斜率方程定义,因此其斜率为 4 (括号前的数字)。

C)该直线为隐式方程形式,因此其斜率为:

m= - \cfrac{A}{B} = -\cfrac{6}{2} = \bm{-3}

D)直线是以参数方程的形式定义的,所以我们首先必须找到它的方向向量,然后用它我们可以计算直线的斜率。因此,方向向量的分量是伴随系数的项

t:

\vv{\text{v}} = (-1,2)

一旦我们知道了直线的方向向量,我们就可以确定直线的斜率:

m = \cfrac{\text{v}_2}{\text{v}_1} = \cfrac{2}{-1} = \bm{-2}

练习4

确定每条图形线的斜率:

逐步求解直线练习的显式方程

蓝色右

蓝线每 X 增加 1 个 Y,因此其斜率等于 1。

m=1

右绿色

绿线每 X 增加 3 个 Y,因此其斜率为 3

m=3

红线

每增加一个 X,红线就会减少 2 个 Y,因此它的斜率等于 -2

m=-2

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