直線的斜率與傾斜角(四大題型)_第1頁(yè)
直線的斜率與傾斜角(四大題型)_第2頁(yè)
直線的斜率與傾斜角(四大題型)_第3頁(yè)
直線的斜率與傾斜角(四大題型)_第4頁(yè)
直線的斜率與傾斜角(四大題型)_第5頁(yè)
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直線的斜率與傾斜角課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)在探索確定直線位置的幾何要素、定義直線的傾斜角和斜率的概念、推導(dǎo)過(guò)兩點(diǎn)的直線斜率的計(jì)算公式的過(guò)程中,體會(huì)坐標(biāo)法思想,發(fā)展數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、直觀想象、數(shù)學(xué)運(yùn)算等素養(yǎng).1、理解并掌握直線的斜率的概念,掌握過(guò)兩點(diǎn)的直線的斜率公式.2、理解并掌握直線的斜率.3、理解并掌握直線的斜率的求法.4、理解并掌握斜率公式的簡(jiǎn)單應(yīng)用.知識(shí)點(diǎn)01直線的傾斜角平面直角坐標(biāo)系中,對(duì)于一條與軸相交的直線,如果把軸繞著交點(diǎn)按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到和直線重合時(shí)所轉(zhuǎn)的最小正角記為,則叫做直線的傾斜角.規(guī)定:當(dāng)直線和軸平行或重合時(shí),直線傾斜角為,所以,傾斜角的范圍是.知識(shí)點(diǎn)詮釋?zhuān)?、要清楚定義中含有的三個(gè)條件①直線向上方向;②軸正向;③小于的角.2、從運(yùn)動(dòng)變化觀點(diǎn)來(lái)看,直線的傾斜角是由軸按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到與直線重合時(shí)所成的角.3、傾斜角的范圍是.當(dāng)時(shí),直線與x軸平行或與x軸重合.4、直線的傾斜角描述了直線的傾斜程度,每一條直線都有唯一的傾斜角和它對(duì)應(yīng).5、已知直線的傾斜角不能確定直線的位置,但是,直線上的一點(diǎn)和這條直線的傾斜角可以唯一確定直線的位置.【即學(xué)即練1】(2023·高二課時(shí)練習(xí))對(duì)于下列命題:①若是直線l的傾斜角,則;②若直線傾斜角為,則它斜率;③任一直線都有傾斜角,但不一定有斜率;④任一直線都有斜率,但不一定有傾斜角.其中正確命題的個(gè)數(shù)為(

)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【解析】對(duì)于①:若是直線的傾斜角,則;滿足直線傾斜角的定義,則①正確;對(duì)于②:直線傾斜角為且,它的斜率;傾斜角為時(shí)沒(méi)有斜率,所以②錯(cuò)誤;對(duì)于③和④:可知直線都有傾斜角,但不一定有斜率;因?yàn)閮A斜角為時(shí)沒(méi)有斜率,所以③正確;④錯(cuò)誤;其中正確說(shuō)法的個(gè)數(shù)為2.故選:B.知識(shí)點(diǎn)02直線的斜率1、定義:傾斜角不是的直線,它的傾斜角的正切叫做這條直線的斜率,常用表示,即.知識(shí)點(diǎn)詮釋?zhuān)海?)當(dāng)直線與x軸平行或重合時(shí),,;(2)直線與x軸垂直時(shí),,k不存在.由此可知,一條直線的傾斜角一定存在,但是斜率k不一定存在.2、直線的傾斜角與斜率之間的關(guān)系由斜率的定義可知,當(dāng)在范圍內(nèi)時(shí),直線的斜率大于零;當(dāng)在范圍內(nèi)時(shí),直線的斜率小于零;當(dāng)時(shí),直線的斜率為零;當(dāng)時(shí),直線的斜率不存在.直線的斜率與直線的傾斜角(除外)為一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,且在和范圍內(nèi)分別與傾斜角的變化方向一致,即傾斜角越大則斜率越大,反之亦然.因此若需在或范圍內(nèi)比較傾斜角的大小只需比較斜率的大小即可,反之亦然.【即學(xué)即練2】(2023·高二課時(shí)練習(xí))若如圖中的直線的斜率為,則(

)A. B. C. D.【答案】C【解析】設(shè)直線的傾斜角分別為,顯然,且,所以,又在上單調(diào)遞增,故,所以.故選:C知識(shí)點(diǎn)03斜率公式已知點(diǎn)、,且與軸不垂直,過(guò)兩點(diǎn)、的直線的斜率公式.知識(shí)點(diǎn)詮釋?zhuān)?、對(duì)于上面的斜率公式要注意下面五點(diǎn):(1)當(dāng)時(shí),公式右邊無(wú)意義,直線的斜率不存在,傾斜角,直線與軸垂直;(2)與、的順序無(wú)關(guān),即,和,在公式中的前后次序可以同時(shí)交換,但分子與分母不能交換;(3)斜率可以不通過(guò)傾斜角而直接由直線上兩點(diǎn)的坐標(biāo)求得;(4)當(dāng)時(shí),斜率,直線的傾斜角,直線與軸平行或重合;(5)求直線的傾斜角可以由直線上兩點(diǎn)的坐標(biāo)先求斜率而得到.2、斜率公式的用途:由公式可解決下列類(lèi)型的問(wèn)題:(1)由、點(diǎn)的坐標(biāo)求的值;(2)已知及中的三個(gè)量可求第四個(gè)量;(3)證明三點(diǎn)共線.【即學(xué)即練3】(2023·高二課時(shí)練習(xí))已知直線的斜率,且,,是這條直線上的三個(gè)點(diǎn),求實(shí)數(shù)x和y的值.【解析】因?yàn)椋?,三點(diǎn)在斜率的直線上,所以,即,解得,題型一:直線的傾斜角與斜率定義例1.(2023·高二課時(shí)練習(xí))已知點(diǎn),則直線的傾斜角為(

)A. B. C. D.【答案】B【解析】解析:,又因?yàn)樗?,故選:B.例2.(2023·安徽蚌埠·高二統(tǒng)考期末)已知直線的傾斜角為,則實(shí)數(shù)(

)A. B. C. D.【答案】B【解析】已知直線的傾斜角為,則直線的斜率為,則.故選:B.例3.(2023·浙江·高二校聯(lián)考期中)若直線l的斜率為,則該直線的傾斜角為(

)A. B. C. D.【答案】C【解析】由定義:斜率,其中為直線l的傾斜角,,又;故選:C.變式1.(2023·安徽六安·高二??茧A段練習(xí))將直線繞原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)得到直線,若直線的斜率為,則直線的傾斜角是(

)A. B. C.或 D.或【答案】D【解析】因?yàn)橹本€的斜率為,所以直線的傾斜角是,若將繞原點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到直線,則直線的傾斜角是,若將繞原點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到直線,則直線的傾斜角是,故選:D【技巧總結(jié)】(1)傾斜角的概念中含有三個(gè)條件:①直線向上的方向;②軸的正方向;③小于平角的正角.(2)傾斜角是一個(gè)幾何概念,它直觀地描述且表現(xiàn)了直線對(duì)于軸正方向的傾斜程度.(3)平面直角坐標(biāo)系中每一條直線都有一個(gè)確定的傾斜角,且傾斜程度相同的直線,其傾斜角相等;傾斜程度不同的直線,其傾斜角不相等.(4)確定平面直角坐標(biāo)系中一條直線位置的幾何要素是:直線上的一個(gè)定點(diǎn)以及它的傾斜角,二者缺一不可.題型二:斜率與傾斜角的變化關(guān)系例4.(2023·高二課時(shí)練習(xí))設(shè)直線l的斜率為,且,則直線的傾斜角的取值范圍為(

)A. B.C. D.【答案】D【解析】由題意可知,,當(dāng)時(shí),則為鈍角,且;當(dāng)時(shí),此時(shí),.綜上所述,直線的傾斜角的取值范圍為.故選:D.例5.(2023·上海黃浦·高二上海市敬業(yè)中學(xué)??计谥校┲本€的傾斜角的取值范圍是(

)A. B. C. D.【答案】C【解析】由題意知,若a=0

,則傾斜角為,若,則,①當(dāng)時(shí),(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取“”),②當(dāng)時(shí),(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取“”),,故,綜上,,故選:C.例6.(2023·湖南湘潭·高二校聯(lián)考期末)若直線的斜率為,且,則直線的傾斜角為(

)A.或 B.或 C.或 D.或【答案】C【解析】設(shè)直線的傾斜角為,因?yàn)?,所以,?dāng)時(shí),即,則;當(dāng)時(shí),即,則,所以直線的傾斜角為或.故選:C.變式2.(2023·山東臨沂·高二統(tǒng)考期末)設(shè)直線的方程為,則的傾斜角的取值范圍是(

)A. B.C. D.【答案】A【解析】直線的斜率,所以直線的傾斜角的取值范圍是.故選:A變式3.(2023·河南周口·高二校考階段練習(xí))已知直線l的斜率為,則直線l的傾斜角(

)A. B. C. D.【答案】C【解析】因?yàn)?,為銳角,所以.故選:C變式4.(2023·上海浦東新·高二上海師大附中??茧A段練習(xí))已知直線的傾斜角為,斜率為,那么“”是“”的(

)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【答案】A【解析】由直線的斜率可得,解得,所以“”是“”的充分不必要條件,故選:A【技巧總結(jié)】由斜率的定義可知,當(dāng)在范圍內(nèi)時(shí),直線的斜率大于零;當(dāng)在范圍內(nèi)時(shí),直線的斜率小于零;當(dāng)時(shí),直線的斜率為零;當(dāng)時(shí),直線的斜率不存在.直線的斜率與直線的傾斜角(除外)為一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,且在和范圍內(nèi)分別與傾斜角的變化方向一致,即傾斜角越大則斜率越大,反之亦然.因此若需在或范圍內(nèi)比較傾斜角的大小只需比較斜率的大小即可,反之亦然.題型三:已知兩點(diǎn)求斜率、已知斜率求參數(shù)例7.(2023·上海崇明·高二統(tǒng)考期末)已知直線l經(jīng)過(guò)點(diǎn),,則它的斜率______.【答案】【解析】由,可得,故答案為:例8.(2023·上海普陀·高二上海市宜川中學(xué)??计谀┮阎本€l經(jīng)過(guò)點(diǎn).直線l的傾斜角是___________.【答案】/【解析】因?yàn)檫^(guò)兩點(diǎn)的直線的斜率為:,因?yàn)?,是直線的傾斜角,且所以直線的傾斜角為:.故答案為:.例9.(2023·江蘇·高二假期作業(yè))若經(jīng)過(guò)點(diǎn)和的直線的傾斜角是鈍角,則實(shí)數(shù)的取值范圍是________.【答案】,【解析】因?yàn)橹本€的傾斜角是鈍角,所以斜率,解得.所以的取值范圍是,.故答案為:,.變式5.(2023·江蘇·高二假期作業(yè))過(guò)不重合的兩點(diǎn)的直線的傾斜角為,則的取值為_(kāi)_______.【答案】【解析】由題意知,所以,即,化簡(jiǎn)得,解得或當(dāng)時(shí),重合,不符合題意舍去,當(dāng)時(shí),,符合題意,所以,故答案為:變式6.(2023·江蘇·高二假期作業(yè))過(guò)兩點(diǎn)A(5,y),B(3,-1)的直線的傾斜角是135°,則y等于________.【答案】-3【解析】因?yàn)樾甭蔾=tan135°=-1,所以,得y=-3.故答案為:.變式7.(2023·河北滄州·高二統(tǒng)考期中)已知兩點(diǎn),若直線的斜率為,則______.【答案】【解析】因?yàn)閮牲c(diǎn),且直線的斜率為,所以且,解得,故答案為:變式8.(2023·高二課時(shí)練習(xí))已知點(diǎn)A的坐標(biāo)為,在坐標(biāo)軸上有一點(diǎn)B,若,則點(diǎn)B的坐標(biāo)為_(kāi)_______.【答案】或【解析】設(shè)或,∴或,∴或,∴或,∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為或.故答案為:或.變式9.(2023·北京·高二北京一七一中校考階段練習(xí))已知,,三點(diǎn)共線,則=_____.【答案】6【解析】由于、、三點(diǎn)共線,則,即,解得.故答案為:6.變式10.(2023·高二校考單元測(cè)試)設(shè)點(diǎn),若直線的斜率等于直線的斜率的3倍,則實(shí)數(shù)m的值為_(kāi)__________.【答案】4【解析】依題意知直線的斜率存在,則,由得,所以.故答案為:4變式11.(2023·高二課時(shí)練習(xí))已知三點(diǎn)共線,則的值為_(kāi)_______.【答案】【解析】因?yàn)槿c(diǎn)共線,所以,所以,解得.故答案為:.變式12.(2023·上海松江·高二上海市松江二中??计谥校┮阎c(diǎn),,,若線段,,不能構(gòu)成三角形,則的值是________.【答案】【解析】因?yàn)榫€段,,不能構(gòu)成三角形,所以三點(diǎn)共線,顯然直線的斜率存在,故,即,解得,故答案為:4【技巧總結(jié)】由于直線上任意兩點(diǎn)的斜率都相等,因此A,B,C三點(diǎn)共線A,B,C中任意兩點(diǎn)的斜率相等.斜率是反映直線相對(duì)于軸正方向的傾斜程度的,直線上任意兩點(diǎn)所確定的方向不變,即在同一直線上任意不同的兩點(diǎn)所確定的斜率相等.這正是利用斜率可證三點(diǎn)共線的原因.題型四:直線與線段相交關(guān)系求斜率范圍例10.(2023·江西撫州·高二統(tǒng)考期末)已知坐標(biāo)平面內(nèi)三點(diǎn),為的邊上一動(dòng)點(diǎn),則直線斜率的變化范圍是(

)A. B.C. D.【答案】D【解析】如圖所示,,因?yàn)闉榈倪吷弦粍?dòng)點(diǎn),所以直線斜率的變化范圍是.故選:D.例11.(2023·安徽滁州·高二??计谥校┮阎c(diǎn),,,若點(diǎn)是線段上的一點(diǎn),則直線的斜率的取值范圍是(

)A. B.C. D.【答案】D【解析】由斜率公式可得,得,由圖像可知,當(dāng)介于之間時(shí),直線斜率的取值范圍為,當(dāng)介于之間時(shí),直線斜率的取值范圍為,所以直線的斜率的取值范圍為,故選:D.例12.(2023·江蘇連云港·高二??茧A段練習(xí))已知點(diǎn),若直線與線段沒(méi)有交點(diǎn),則的取值范圍是(

)A. B.C. D.【答案】B【解析】直線過(guò)定點(diǎn),且,由圖可知直線與線段沒(méi)有交點(diǎn)時(shí),斜率滿足,解得,故選:B.變式13.(2023·全國(guó)·高二校聯(lián)考階段練習(xí))已知點(diǎn),,若過(guò)點(diǎn)的直線與線段相交,則該直線的斜率的取值范圍是(

)A. B.C. D.【答案】B【解析】過(guò)點(diǎn)C的直線與線段AB相交,,,又該直線與軸垂直時(shí),斜率不存在,所以該直線的斜率的取值范圍為.故選:B.變式14.(2023·江蘇常州·高二常州市第三中學(xué)??计谀┮阎c(diǎn).若直線與線段相交,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(

)A. B.C. D.【答案】A【解析】即,又因?yàn)?,所以直線恒過(guò)定點(diǎn),畫(huà)圖得直線要想與線段有交點(diǎn),就需要繞著點(diǎn),從直線開(kāi)始逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到直線,則,所以直線斜率故選:A變式15.(2023·江蘇泰州·高二統(tǒng)考期中)經(jīng)過(guò)點(diǎn)作直線,若直線與連接,兩點(diǎn)的線段總有公共點(diǎn),則直線的傾斜角的取值范圍是(

)A. B.C. D.【答案】A【解析】如圖所示,設(shè)直線l的傾斜角為,,則,,∵直線l與連接,的線段總有公共點(diǎn),∴,即,∴.故選:A.【技巧總結(jié)】直線的傾斜角是從“形”的角度刻畫(huà)直線的傾斜程度,而直線的斜率及斜率公式則從“數(shù)”的角度刻畫(huà)直線的傾斜程度,把二者緊密地結(jié)合在一起就是數(shù)形結(jié)合.利用它可以較為簡(jiǎn)便地解決一些綜合問(wèn)題,如過(guò)定點(diǎn)的直線與已知線段是否有公共點(diǎn)的問(wèn)題,可先作出草圖,再結(jié)合圖形考慮.一般地,若已知,,,過(guò)點(diǎn)作垂直于軸的直線,過(guò)點(diǎn)的任一直線的斜率為,則當(dāng)與線段不相交時(shí),夾在與之間;當(dāng)與線段相交時(shí),在與的兩邊.一、單選題1.(2023·黑龍江大慶·高二大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)??计谀┰O(shè)直線的方程為,則直線的傾斜角的范圍是(

)A. B.C. D.【答案】C【解析】當(dāng)時(shí),方程變?yōu)?,其傾斜角為,當(dāng)時(shí),由直線方程可得斜率,且,,即,又,,由上知,傾斜角的范圍是.故選:C.2.(2023·天津西青·高二天津市西青區(qū)楊柳青第一中學(xué)??茧A段練習(xí))直線的傾斜角為(

)A. B. C. D.【答案】A【解析】因?yàn)椋灾本€,即為.設(shè)直線的傾斜角為,則該直線的斜率,因?yàn)?,所?故選:A.3.(2023·安徽·高二校聯(lián)考開(kāi)學(xué)考試)已知點(diǎn),在直線:上,則直線的斜率為(

)A. B. C.2 D.【答案】A【解析】因?yàn)辄c(diǎn),在直線:上,所以將,帶入:,得,解得,所以直線,即的斜率為,故選:A4.(2023·上海浦東新·高二校考期末)在“立體幾何”知識(shí)中:(1)兩直線所成角的取值范圍是;(2)直線與平面所成角的取值范圍是;(3)二面角的平面角取值范圍是.在“解析幾何”知識(shí)中;(4)直線的傾斜角取值范圍是;(5)兩直線的夾角取值范圍是;在“向量”知識(shí)中:(6)兩向量的夾角的取值范圍是以概念敘述正確的是(

)A.(2)(1)(4)(5) B.(2)(3)(4)(6)C.(3)(4)(5) D.(2)(3)(4)【答案】B【解析】?jī)芍本€所成角的取值范圍是,(1)錯(cuò)誤;直線與平面所成角的取值范圍是,(2)正確;二面角的平面角取值范圍是,(3)正確;直線的傾斜角取值范圍是,(4)正確;兩直線的夾角取值范圍是,(5)錯(cuò)誤;兩向量的夾角的取值范圍是,(6)正確,故選:B.5.(2023·江蘇泰州·高二靖江高級(jí)中學(xué)校考階段練習(xí))已知直線經(jīng)過(guò),兩點(diǎn),則直線的傾斜角為(

)A. B. C. D.【答案】D【解析】設(shè)直線的傾斜角為,,則,.故選:D.6.(2023·廣東深圳·高二深圳中學(xué)校考期中)已知點(diǎn),,若點(diǎn)在線段AB上,則的取值范圍(

)A. B.C. D.【答案】A【解析】設(shè),則,因?yàn)辄c(diǎn)在線段上,所以的取值范圍是,故選:A.7.(2023·山東煙臺(tái)·高二山東省煙臺(tái)第一中學(xué)校考階段練習(xí))經(jīng)過(guò)點(diǎn)作直線,若直線與連接,兩點(diǎn)的線段總有公共點(diǎn),則直線的傾斜角的取值范圍是(

)A. B.C. D.【答案】D【解析】設(shè)直線的斜率為,直線的傾斜角為,則,因?yàn)橹本€的斜率為,直線的斜率為,因?yàn)橹本€經(jīng)過(guò)點(diǎn),且與線段總有公共點(diǎn),所以,即,因?yàn)椋曰?,故直線的傾斜角的取值范圍是.故選:D.8.(2023·福建福州·高二福建省福州延安中學(xué)??茧A段練習(xí))1949年公布的《國(guó)旗制法說(shuō)明》中就五星的位置規(guī)定:大五角星有一個(gè)角尖正向上方,四顆小五角星均各有一個(gè)角尖正對(duì)大五角星的中心點(diǎn).有人發(fā)現(xiàn),第三顆小星的姿態(tài)與大星相近.為便于研究,如圖,以大星的中心點(diǎn)為原點(diǎn),建立直角坐標(biāo)系,OO1,OO2,OO3,OO4分別是大星中心點(diǎn)與四顆小星中心點(diǎn)的連接線,α≈16°,則第三顆小星的一條邊AB所在直線的傾斜角約為(

)A.0° B.1° C.2° D.3°【答案】C【解析】∵O,O3都為五角星的中心點(diǎn),∴OO3平分第三顆小星的一個(gè)角,又五角星的內(nèi)角為36°知:∠BAO3=18°,過(guò)O3作x軸的平行線O3E,如下圖,則∠OO3E=α≈16°,∴直線AB的傾斜角為18°-16°=2°.故選:C二、多選題9.(2023·江蘇徐州·高二校聯(lián)考階段練習(xí))下列說(shuō)法正確的是(

)A.有的直線斜率不存在B.若直線的傾斜角為,且,則它的斜率C.若直線的斜率為1,則它的傾斜角為D.截距可以為負(fù)值【答案】ABD【解析】A.當(dāng)傾斜角為時(shí),直線斜率不存在,故正確;B.若直線的傾斜角為,且,由斜率和傾斜角的關(guān)系知:,故正確;C.若直線的斜率為1,則它的傾斜角為,故錯(cuò)誤;D.截距為直線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo),為實(shí)數(shù),所以可以為負(fù)值,故正確;故選:ABD10.(2023·廣西柳州·高二??计谀┫铝姓f(shuō)法正確的是(

)A.直線的傾斜角取值范圍是B.若直線的斜率為,則該直線的傾斜角為C.平面直角坐標(biāo)系中的任意一條直線都有傾斜角,但不一定有斜率D.直線的傾斜角越大,其斜率就越大【答案】AC【解析】A:直線傾斜角范圍為,正確;B:當(dāng)直線斜率為,則該直線的傾斜角為內(nèi)正切值為的角,錯(cuò)誤;C:平面內(nèi)所有直線都有傾斜角,當(dāng)傾斜角為90°時(shí)沒(méi)有斜率,正確;D:傾斜角為銳角時(shí)斜率為正,傾斜角為鈍角時(shí)斜率為負(fù),錯(cuò)誤.故選:AC11.(2023·廣西桂林·高二??计谥校┰O(shè)點(diǎn),若直線與線段沒(méi)有交點(diǎn),則a的取值可能是(

)A. B. C.1 D.【答案】AC【解析】易知直線過(guò)定點(diǎn),,,直線的斜率為,由圖知或,所以或時(shí)有交點(diǎn),因此當(dāng)時(shí),直線與線段無(wú)交點(diǎn),故選:AC.12.(2023·湖北武漢·高二??茧A段練習(xí))如圖,直線,,的斜率分別為,,,則(

)A. B. C. D.【答案】ABC【解析】由斜率的定義可知,.故選:ABC.三、填空題13.(2023·新疆塔城·高二統(tǒng)考開(kāi)學(xué)考試)若過(guò)兩點(diǎn)的直線的傾斜角是,則=________________.【答案】【解析】因?yàn)檫^(guò)兩點(diǎn)的直線的傾斜角是,則直線的斜率,解得.故答案為:14.(2023·全國(guó)·高二專(zhuān)題練習(xí))若實(shí)數(shù)、滿足,,則代數(shù)式的取值范圍為_(kāi)_____【答案】【解析】如圖,,,,則,.因?yàn)?,可表示點(diǎn)與線段上任意一點(diǎn)連線的斜率,由圖象可知,,所以有.故答案為:.15.(2023·北京·高二北京一七一中??茧A段練習(xí))已知兩點(diǎn)A(1,﹣2),B(2

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