{ "章节信息": { "章": "第二章", "节": "2.1 直线的倾斜角与斜率", "小节": "2.1.1 倾斜角与斜率", "页码范围": "56-63" }, "knowledge_list": [ { "编号": "K2-1-1-01", "层次": "三级", "名称": "直线的倾斜角", "类型": "概念/定义", "核心内容": { "定义": "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$\\alpha$叫做直线的倾斜角", "范围": "$0^\\circ \\le \\alpha < 180^\\circ$" }, "原理说明": { "为什么这样定义": "倾斜角可以唯一确定直线的方向", "核心特征": [ "倾斜角唯一确定", "方向相同的直线倾斜角相等", "倾斜角不等的直线方向不同" ] }, "适用条件": { "必要性": "确定直线方向的需要", "特殊说明": "水平直线的倾斜角为$0^\\circ$" }, "前置知识": [], "关联内容": { "包含的子知识点": ["K2-1-1-02 直线的斜率"], "相关方法": ["方向判断", "位置关系分析"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.1.1节 P56" }, "重要程度": "核心", "考查方式": ["倾斜角理解", "方向分析", "几何应用"] }, { "编号": "K2-1-1-02", "层次": "三级", "名称": "直线的斜率", "类型": "概念/定义", "核心内容": { "定义": "一条直线的倾斜角$\\alpha$的正切值叫做这条直线的斜率", "符号表示": "$k$", "公式": "$k = \\tan \\alpha$" }, "原理说明": { "为什么这样定义": "斜率用数值大小刻画了直线的倾斜程度", "核心特征": [ "斜率可正可负可为零", "$\\alpha=90^\\circ$时斜率不存在", "斜率唯一确定非水平直线的方向" ] }, "适用条件": { "必要性": "定量研究直线性质的需要", "特殊说明": "垂直于$x$轴的直线无斜率" }, "前置知识": ["K2-1-1-01 直线的倾斜角"], "关联内容": { "包含的子知识点": [], "相关方法": ["斜率计算", "位置关系判断", "倾斜角计算"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.1.1节 P57" }, "重要程度": "核心", "考查方式": ["斜率计算", "倾斜角求取", "位置关系判断"] }, { "编号": "K2-1-1-03", "层次": "三级", "名称": "斜率公式", "类型": "公式", "核心内容": { "公式": "$k = \\frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}$", "条件": "$x_1 \\neq x_2$", "说明": "适用于任意两点确定的直线" }, "原理说明": { "为什么这样定义": "通过两点坐标直接计算斜率,避免先求倾斜角", "核心特征": [ "计算简便", "直接利用坐标", "避免了角度运算" ] }, "适用条件": { "必要性": "斜率计算的基础方法", "特殊说明": "当$x_1 = x_2$时公式不适用" }, "前置知识": ["K2-1-1-01 直线的倾斜角", "K2-1-1-02 直线的斜率", "K2-1-1-04 两点间距离公式"], "关联内容": { "包含的子知识点": [], "相关方法": ["斜率计算", "位置关系分析", "几何性质证明"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.1.1节 P58" }, "重要程度": "核心", "考查方式": ["斜率计算", "几何应用", "代数运算"] }, { "编号": "K2-1-1-04", "层次": "三级", "名称": "两点间距离公式", "类型": "公式", "核心内容": { "公式": "$|P_1P_2| = \\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}$", "特殊形式": "$|OP| = \\sqrt{x^2+y^2}$ (原点到点P的距离)" }, "原理说明": { "为什么这样定义": "基于勾股定理推导", "核心特征": [ "距离非负", "唯一确定", "几何意义明确" ] }, "适用条件": { "必要性": "距离计算的基础", "特殊说明": "适用于平面内任意两点" }, "前置知识": ["勾股定理", "坐标表示点"], "关联内容": { "包含的子知识点": [], "相关方法": ["距离计算", "几何证明", "轨迹问题"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.3.2节 P77" }, "重要程度": "核心", "考查方式": ["距离计算", "几何证明", "应用题"] }, { "编号": "K2-1-2-01", "层次": "三级", "名称": "两条直线平行的判定", "类型": "定理/性质", "核心内容": { "定理": "对于斜率分别为$k_1, k_2$的两条直线$l_1, l_2$,有$l_1 // l_2 \\Leftrightarrow k_1=k_2$", "条件": "两条直线有斜率" }, "原理说明": { "为什么这样判定": "平行直线倾斜角相等,从而斜率相等", "核心特征": [ "充要条件", "代数判定方法", "简化了几何证明" ] }, "适用条件": { "必要性": "判断直线平行关系", "特殊说明": "不包括垂直直线" }, "前置知识": ["K2-1-1-02 直线的斜率"], "关联内容": { "包含的子知识点": [], "相关方法": ["平行证明", "位置关系判断", "几何应用"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.1.2节 P60" }, "重要程度": "核心", "考查方式": ["平行判断", "几何证明", "代数推理"] }, { "编号": "K2-1-2-02", "层次": "三级", "名称": "两条直线垂直的判定", "类型": "定理/性质", "核心内容": { "定理": "如果两条直线都有斜率,且它们互相垂直,那么它们的斜率之积等于-1,即$l_1 \\perp l_2 \\Leftrightarrow k_1 k_2 = -1$", "条件": "两条直线都有斜率" }, "原理说明": { "为什么这样判定": "利用方向向量垂直的数量积为零", "核心特征": [ "充要条件", "代数判定方法", "斜率乘积为-1" ] }, "适用条件": { "必要性": "判断垂直关系", "特殊说明": "不包括斜率不存在的直线" }, "前置知识": ["K2-1-1-02 直线的斜率", "向量数量积"], "关联内容": { "包含的子知识点": [], "相关方法": ["垂直证明", "几何性质判断", "向量应用"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.1.2节 P61" }, "重要程度": "核心", "考查方式": ["垂直判断", "几何证明", "代数运算"] }, { "编号": "K2-2-1-01", "层次": "三级", "名称": "直线的点斜式方程", "类型": "公式", "核心内容": { "公式": "$y-y_0 = k(x-x_0)$", "参数": "点$P_0(x_0, y_0)$和斜率$k$" }, "原理说明": { "为什么这样建立": "利用斜率定义和两点坐标关系", "核心特征": [ "一个点和斜率确定一条直线", "所有满足方程的点都在直线上", "是其他形式方程的基础" ] }, "适用条件": { "必要性": "直线方程的基础形式", "特殊说明": "倾斜角为$90^\\circ$时不能用" }, "前置知识": ["K2-1-1-02 直线的斜率", "K2-1-1-04 两点间距离公式"], "关联内容": { "包含的子知识点": ["K2-2-1-02 直线的斜截式方程"], "相关方法": ["直线方程建立", "几何问题求解"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.2.1节 P64" }, "重要程度": "核心", "考查方式": ["方程建立", "几何应用", "代数运算"] }, { "编号": "K2-2-1-02", "层次": "三级", "名称": "直线的斜截式方程", "类型": "公式", "核心内容": { "公式": "$y = kx + b$", "参数": "斜率$k$和$y$轴截距$b$" }, "原理说明": { "为什么这样定义": "点斜式的特殊形式,$P_0$在$y$轴上", "核心特征": [ "直观性强", "与一次函数形式一致", "系数几何意义明确" ] }, "适用条件": { "必要性": "常用的直线方程形式", "特殊说明": "倾斜角为$90^\\circ$时不能用" }, "前置知识": ["K2-2-1-01 直线的点斜式方程"], "关联内容": { "包含的子知识点": [], "相关方法": ["直线方程转换", "函数图像分析", "应用题"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.2.1节 P66" }, "重要程度": "重要", "考查方式": ["方程应用", "图像分析", "实际应用"] }, { "编号": "K2-2-2-01", "层次": "三级", "名称": "直线的两点式方程", "类型": "公式", "核心内容": { "公式": "$\\frac{y-y_1}{y_2-y_1} = \\frac{x-x_1}{x_2-x_1}$", "条件": "$x_1 \\neq x_2$, $y_1 \\neq y_2$" }, "原理说明": { "为什么这样建立": "利用斜率公式和点斜式推导", "核心特征": [ "直接使用两点坐标", "不需先求斜率", "适用性广" ] }, "适用条件": { "必要性": "已知两点时最直接的方法", "特殊说明": "特殊情况需要用其他形式" }, "前置知识": ["K2-1-1-03 斜率公式", "K2-2-1-01 点斜式方程"], "关联内容": { "包含的子知识点": ["K2-2-2-02 直线的截距式方程"], "相关方法": ["直线方程建立", "几何应用", "坐标法"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.2.2节 P67" }, "重要程度": "重要", "考查方式": ["方程建立", "几何应用", "坐标变换"] }, { "编号": "K2-2-2-02", "层次": "三级", "名称": "直线的截距式方程", "类型": "公式", "核心内容": { "公式": "$\\frac{x}{a} + \\frac{y}{b} = 1$", "参数": "$x$轴截距$a$和$y$轴截距$b$" }, "原理说明": { "为什么这样建立": "利用两点式方程的特殊情况", "核心特征": [ "几何意义明显", "作图方便", "截距概念直观" ] }, "适用条件": { "必要性": "截距存在的直线", "特殊说明": "$a \\neq 0, b \\neq 0$" }, "前置知识": ["K2-2-2-01 直线的两点式方程"], "关联内容": { "包含的子知识点": [], "相关方法": ["图形分析", "截距计算", "实际应用"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.2.2节 P69" }, "重要程度": "基础", "考查方式": ["方程应用", "几何分析", "图形绘制"] }, { "编号": "K2-2-3-01", "层次": "三级", "名称": "直线的一般式方程", "类型": "公式", "核心内容": { "公式": "$Ax + By + C = 0$", "条件": "$A, B$不同时为0" }, "原理说明": { "为什么这样统一": "所有直线方程都可化为这种形式", "核心特征": [ "形式统一", "涵盖所有情况", "便于代数运算" ] }, "适用条件": { "必要性": "理论研究的需要", "特殊说明": "包括垂直直线" }, "前置知识": ["各种直线方程形式", "代数运算"], "关联内容": { "包含的子知识点": [], "相关方法": ["方程转换", "位置关系研究", "代数推理"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.2.3节 P70" }, "重要程度": "重要", "考查方式": ["方程转换", "代数运算", "理论证明"] }, { "编号": "K2-3-1-01", "层次": "三级", "名称": "两条直线的交点坐标", "类型": "公式/方法", "核心内容": { "方法": "解两条直线方程组成的方程组", "步骤": "1.联立方程组;2.解方程组;3.得到交点坐标" }, "原理说明": { "为什么这样求解": "交点同时在两条直线上", "核心特征": [ "代数方法", "精确求解", "适用于所有相交直线" ] }, "适用条件": { "必要性": "研究直线相交的基础", "特殊说明": "无解表示平行,无数解表示重合" }, "前置知识": ["直线的一般式方程", "线性方程组解法"], "关联内容": { "包含的子知识点": ["K2-3-1-02 点到直线的距离公式"], "相关方法": ["位置关系研究", "几何应用"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.3.1节 P75" }, "重要程度": "核心", "考查方式": ["交点计算", "几何应用", "代数推理"] }, { "编号": "K2-3-2-01", "层次": "三级", "名称": "点到直线的距离公式", "类型": "公式", "核心内容": { "公式": "$d = \\frac{|Ax_0 + By_0 + C|}{\\sqrt{A^2 + B^2}}$", "参数": "点$P(x_0, y_0)$和直线$Ax + By + C = 0$" }, "原理说明": { "为什么这样计算": "利用向量和投影思想", "核心特征": [ "通用性强", "计算相对简单", "几何意义明确" ] }, "适用条件": { "必要性": "距离计算的基础", "特殊说明": "适用于任意点和直线" }, "前置知识": ["点到直线距离的定义", "向量投影", "向量模长"], "关联内容": { "包含的子知识点": ["K2-3-3-01 两条平行直线间的距离"], "相关方法": ["距离计算", "位置关系判断", "几何应用"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.3.3节 P79" }, "重要程度": "核心", "考查方式": ["距离计算", "几何证明", "应用题"] }, { "编号": "K2-3-3-01", "层次": "三级", "名称": "两条平行直线间的距离", "类型": "公式", "核心内容": { "公式": "$d = \\frac{|C_1 - C_2|}{\\sqrt{A^2 + B^2}}$", "参数": "平行直线$Ax + By + C_1 = 0$和$Ax + By + C_2 = 0$" }, "原理说明": { "为什么这样计算": "转化为点到直线的距离", "核心特征": [ "计算简便", "几何意义明确", "适用于平行直线" ] }, "适用条件": { "必要性": "平行线距离计算", "特殊说明": "不适用于相交直线" }, "前置知识": ["K2-3-2-01 点到直线的距离公式"], "关联内容": { "包含的子知识点": [], "相关方法": ["距离计算", "位置关系研究", "几何应用"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.3.4节 P83" }, "重要程度": "重要", "考查方式": ["距离计算", "几何应用", "实际应用"] }, { "编号": "K2-4-1-01", "层次": "三级", "名称": "圆的标准方程", "类型": "公式", "核心内容": { "公式": "$(x-a)^2 + (y-b)^2 = r^2$", "参数": "圆心$C(a, b)$和半径$r$" }, "原理说明": { "为什么这样定义": "基于圆的定义和距离公式", "核心特征": [ "几何意义明确", "形式简洁", "便于理解" ] }, "适用条件": { "必要性": "圆的基础方程形式", "特殊说明": "包含所有圆" }, "前置知识": ["两点间距离公式", "圆的定义"], "关联内容": { "包含的子知识点": ["K2-4-2-01 圆的一般方程"], "相关方法": ["圆的几何性质研究", "位置关系判断"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.4.1节 P87" }, "重要程度": "核心", "考查方式": ["圆的方程建立", "几何应用", "轨迹问题"] }, { "编号": "K2-4-2-01", "层次": "三级", "名称": "圆的一般方程", "类型": "公式", "核心内容": { "公式": "$x^2 + y^2 + Dx + Ey + F = 0$", "条件": "$D^2 + E^2 - 4F > 0$" }, "原理说明": { "为什么这样建立": "标准方程展开整理得到", "核心特征": [ "形式统一", "涵盖所有圆", "便于代数分析" ] }, "适用条件": { "必要性": "理论研究需要", "特殊说明": "等号时表示点,小于0时无意义" }, "前置知识": ["圆的标准方程", "代数配方法"], "关联内容": { "包含的子知识点": [], "相关方法": ["圆的方程转换", "位置关系研究", "几何性质分析"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.4.2节 P90" }, "重要程度": "重要", "考查方式": ["方程转换", "圆的性质研究", "代数推理"] }, { "编号": "K2-5-1-01", "层次": "三级", "名称": "直线与圆的位置关系", "类型": "定理/性质", "核心内容": { "相交关系": 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"计算简便", "适用于所有相交情况" ] }, "适用条件": { "必要性": "相交时的长度计算", "特殊说明": "$d < r$" }, "前置知识": ["垂径定理", "勾股定理", "点到直线距离"], "关联内容": { "包含的子知识点": [], "相关方法": ["几何证明", "长度计算", "实际应用"], "教材位置": "选择性必修第一册第2章2.5.1节 P97" }, "重要程度": "重要", "考查方式": ["长度计算", "几何证明", "应用题"] } ] }