高中数学人教版 直线与方程.ppt
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1、第三章 直线与方程v1、自学课件;v2、可脱离课本,达到最好的教学效果;v3、祝各位同学练就融会贯通的能力!3.1.13.1.1直线的倾斜角和斜率直线的倾斜角和斜率3.1直线的倾斜角与斜率开场白论数形结合论数形结合: : 数与形数与形, ,本是相倚依本是相倚依, , 焉能分作两边飞焉能分作两边飞; ; 数缺形时少直觉数缺形时少直觉, , 形少数时难入微形少数时难入微; ; 数形结合百般好数形结合百般好, , 隔离分家万事休隔离分家万事休; ;切莫忘切莫忘, , 几何代数统一体几何代数统一体, ,永远联系永远联系, , 切莫分离切莫分离. .华罗庚华罗庚小游戏:黄金矿工小游戏:黄金矿工 游戏成功
2、过关的秘诀是什么?玩玩看玩玩看想想看想想看yoxl提问提问1:在平面直角坐标系内,如何确定一条在平面直角坐标系内,如何确定一条直线呢?直线呢?提问提问2:那么过一点可以画多少条直线?那么过一点可以画多少条直线? PQ提问提问3:这些直线有何异同点?这些直线有何异同点? 提问提问4:过一点再加什么条件就可以确定直线?过一点再加什么条件就可以确定直线? 直线倾斜角的定义:yoxPl 当直线当直线 与与 轴相交时轴相交时,我们取我们取 轴作为轴作为基准基准, 轴正向与直线轴正向与直线 向上方向之间所成的向上方向之间所成的角角 叫做直线的叫做直线的倾斜角倾斜角.xxxll 当直线当直线 与与 轴相交时
3、轴相交时,我们取我们取 轴作为轴作为基准基准, 轴正向的单位向量与直线轴正向的单位向量与直线 向上方向向上方向的单位向量之间所成的角的单位向量之间所成的角 叫做直线的叫做直线的倾斜角倾斜角.xxxll倾斜角的向量法定义倾斜角的向量法定义poyxlypoxlpoyxlpoyxl规定:当直线和规定:当直线和x轴平行或重合时,它的倾斜角为轴平行或重合时,它的倾斜角为0.标出下列直线的倾斜角标出下列直线的倾斜角看图说话看图说话:直线倾斜角的范围直线倾斜角的范围), 0辨一辨辨一辨: :你认为下列说法对吗?你认为下列说法对吗?1、在平面直角坐标系内,每一条直线都有、在平面直角坐标系内,每一条直线都有一个
4、确定的倾斜角与它对应。一个确定的倾斜角与它对应。对错2、在平面直角坐标系内,每一个倾斜角都对、在平面直角坐标系内,每一个倾斜角都对应于唯一的一条直线。应于唯一的一条直线。倾斜角倾斜程度 一点一点+ +倾斜角倾斜角 确定一条直线确定一条直线 结论结论: :在平面直角坐标系内,在平面直角坐标系内,(形形)生活中有关倾斜程度的问题生活中有关倾斜程度的问题飞机起飞飞机起飞斜拉桥斜拉桥炮弹射击炮弹射击楼梯楼梯仁仁皇皇阁阁效效果果图图坡度度 在生活中,我们经常用在生活中,我们经常用“升高量与前进量的比升高量与前进量的比”表示倾斜面的表示倾斜面的“坡度坡度”(倾斜程度),即(倾斜程度),即升高量前进量A B
5、 C D ABBCACkABBDADktantan坡度坡度=升高量升高量前进量前进量设直线的倾斜程度为设直线的倾斜程度为k直线的斜率直线的斜率我们把一条直线的倾斜角我们把一条直线的倾斜角的的正切值正切值叫做叫做这条直线的这条直线的斜率斜率.常用小写字母常用小写字母表示表示,即即aktank思考思考:(:(1)是否所有的直线都有倾斜角?是否所有的直线都有倾斜角?(2)是否所有的直线都有斜率?)是否所有的直线都有斜率?ako倾斜角为倾斜角为的直线的直线,斜率不存在斜率不存在.2探究一探究一 倾斜角与斜率的关系倾斜角与斜率的关系完成下表,并描点完成下表,并描点.64324365k0330133133
6、不存不存在在ak0232tank,22, 0/2ak0倾斜角与斜率的关系倾斜角与斜率的关系k =0k不存在不存在k0递增递增tank,22, 02=0022),(111yxP),(222yxPxyo锐角锐角 ),(121221yyxxPP),(121221yyxxPPOPPxxyy1212tan根据正切函数的定义:根据正切函数的定义: 已知直线上两点:已知直线上两点:P P1 1(x x1 1,y y1 1),), P P2 2(x x2 2,y y2 2),),如何求斜率如何求斜率 ?)( ,tan21xxk其中探究二探究二斜率公式斜率公式xyo),(111yxP),(222yxP钝角钝角
7、P),(121221yyxxPPOP1212tanxxyyk根据正切函数的定义:根据正切函数的定义:思考:思考:当当 的位置对调时,的位置对调时, 值又如何值又如何呢?呢? xyo(3),(111yxP),(222yxPyox(4),(111yxP),(222yxP21ppk2121tanxxyyk1212xxyy想一想想一想?1、当直线平行于、当直线平行于x轴,上述公式还适用吗?轴,上述公式还适用吗?xyo),(111yxP),(222yxP1x2x1212xxyyk答:成立,因为分子为答:成立,因为分子为0,分母不为,分母不为0,所,所以以K=0 .xyo),(111yxP),(222yx
8、P1y2y1212xxyyk答:不成立,因为分母为答:不成立,因为分母为0.想一想想一想?2、当直线垂直于、当直线垂直于x轴,上述公式还适用吗?轴,上述公式还适用吗?直线的斜率公式直线的斜率公式综上所述,我们得到经过两点),(111yxP)(21xx ),(222yxP的直线的斜率公式:)(21211212xxyykxxyyk或2P2P1P1P和谐和谐(数数)倾斜角倾斜角斜率斜率(形形)联姻联姻学以致用,举一反三学以致用,举一反三 、如图,已知、如图,已知A(3,2)、B(-4,1)、C(0,-1),求,求直线直线AB、BC、CA的斜率,并判断这的斜率,并判断这 些直线些直线的倾斜角是什么角?
9、的倾斜角是什么角? 直线直线AB的斜率的斜率71)4(312ABk2104) 1(1BCk13021CAk直线直线BC的斜率的斜率直线直线CA的斜率的斜率直线直线CA的倾斜角为锐角。的倾斜角为锐角。直线直线BC的倾斜角为钝角,的倾斜角为钝角,解解: 0CAk直线直线AB的倾斜角为锐角,的倾斜角为锐角, 0BCk例10ABk数数形形变式变式1:点:点B的坐标改为(的坐标改为(-4,2),此时直线),此时直线AB的的斜率和倾斜角分别是多少?斜率和倾斜角分别是多少?变式变式2:点:点B的坐标改为(的坐标改为(3,1),此时直线),此时直线AB的的斜率和倾斜角分别是多少?斜率和倾斜角分别是多少? 例例
10、1 、如图,已知如图,已知A(3,2)、B(-4,1)、C(0,-1),求直,求直线线AB、BC、CA的斜率,并判断这的斜率,并判断这 些直线的倾斜角些直线的倾斜角是什么角?是什么角?斜率为斜率为0倾斜角为倾斜角为0.斜率不存在斜率不存在倾斜角为倾斜角为.2已知 都是正实数,并且 ,求证:.bambmamba、ba 学以致用学以致用yx0 xyA(-m,-m)A(-m,-m)B(b,a)B(b,a) 证明证明 : 如图,在平面直角坐标系内,如图,在平面直角坐标系内, 设点设点 , 点点 ,由由m0和和0ab知点知点A在在 y=x在第三象限的图像上,在第三象限的图像上,点点B在在 y=x在第一象
11、限的在第一象限的图像的下方,于是可得斜率图像的下方,于是可得斜率mmA,abB ,OBABkk.bambma即证即证例例2 2、在平面直角坐标系中,画出经过原点且在平面直角坐标系中,画出经过原点且斜率分别为斜率分别为1 1,-1-1,2 2和和-3-3的直线的直线 。4321,llll及Oxy3l1l2l4lA3A1A2A4解:解:(待定系数法(待定系数法)设直线上另一点设直线上另一点A1(1,(1,y y) )1010yk1y则:则:所以过原点和所以过原点和A1 ( (1,11,1) )画直线即可画直线即可说明:也可设其它特殊说明:也可设其它特殊点点反思小结,画龙点睛反思小结,画龙点睛 同学
12、们这节课有何收获?同学们这节课有何收获?形与数的联姻倾斜角与斜率联联姻姻关关系系 结束语:结束语:华罗庚论数形结合华罗庚论数形结合: 数与形数与形,本是相倚依本是相倚依,焉能分作两边飞焉能分作两边飞;数缺形时少直觉数缺形时少直觉,形少数时难入微形少数时难入微;数形结合百般好数形结合百般好,隔离分家万事休隔离分家万事休;切莫忘切莫忘,几何代数统一体几何代数统一体,永远联系永远联系,切莫分离切莫分离.数缺形时少直觉数缺形时少直觉,形少数时难入微形少数时难入微;我们可以选择有困难绕过去,有障碍我们可以选择有困难绕过去,有障碍绕过去,也许这样做事情更加顺利绕过去,也许这样做事情更加顺利!思考题:思考题
13、:若直线的斜率k满足: ,则直线的倾斜角的范围是 333k/2xy03333(,)( 3,)3 ),32)6, 0变式:变式:若若 ,则,则K K的取值范围的取值范围_ )65,3(思考题:思考题:为什么利用正切函数来刻画直线为什么利用正切函数来刻画直线的倾斜程度?的倾斜程度? 3.1.2 3.1.2 两条直线平行两条直线平行 与垂直的判定与垂直的判定复习复习1:直线的倾斜角 斜率 斜率公式定义范围180,0三要素)90(tank,k ,k )(211212xxxxyykoxy有平行,相交两种复习复习2:平面上两条直线位置关系平面上两条直线位置关系我们设想如何通过直线的斜率来判定这两种位置关系
14、我们设想如何通过直线的斜率来判定这两种位置关系.O Oy yx xl1 1l2 21 12 2思考思考1:1:若两条不同直线的倾斜角相等,这两条直线的位置关系如何?若两条不同直线的倾斜角相等,这两条直线的位置关系如何?反之成立吗?反之成立吗?探究(一):两条直线平行的判定探究(一):两条直线平行的判定思考思考2:2:若两条不同直线的斜率相等,这两条直线的位置关系如何?反之成立吗?若两条不同直线的斜率相等,这两条直线的位置关系如何?反之成立吗? L1/ L2 前提前提:两条直线不重合两条直线不重合直线倾斜角相等直线倾斜角相等k1=k2或或k1,k2都不存在都不存在L1/ L2 两条直线平行,它们
15、的斜率相等吗?结论结论1:当当L1/ L2时,有时,有k1=k2,或或k1,k2都不存都不存在,那么在,那么L1 L2时时,k1与与k2满足什么满足什么关系?关系?yx12探究(二)两条直线垂直的判定探究(二)两条直线垂直的判定L1 L2 k1k2=1或直线或直线L1 与与 L2中有中有一条斜率为零一条斜率为零,另一条另一条斜率不存在斜率不存在两条直线垂直,一定是它们的斜率两条直线垂直,一定是它们的斜率乘积为乘积为1这种情况吗?这种情况吗?结论结论2:例题讲解例题讲解 例例1 1 已知已知A A、B B、C C、D D四点的坐标,四点的坐标, 试判断直线试判断直线ABAB与与CDCD的位置关系
16、的位置关系. .(1 1)A A(2 2,3 3),), B B(4 4,0 0),), C C(3 3,l l), D, D(l l,2 2););(2 2)A A(3 3,2 2),),B B(3 3,1010),), C C(5 5,2), D, D(5 5,5 5). .(3)A(6,0),),B(3,6),),C(0,3),),D(6,6)(4)A(3,4),),B(3,100),),C(10,40),D(10,40).例例2.已知已知A(2,3),),B(-4,0),),P(-3,1),),Q(-1,2),试判断直线),试判断直线BA与与PQ的位置关系,的位置关系,并证明你的结论。
17、并证明你的结论。AXYBPQ 例例3 3 已知四边形已知四边形ABCDABCD的四个顶点的四个顶点 分别为分别为A A(0 0,0 0),),B B(2 2,1 1),), C C(4 4,2 2),),D D(2 2,3 3),试判断四),试判断四 边形边形ABCDABCD的形状,并给出证明的形状,并给出证明. .例例4、已知、已知A(-6,0),),B(3,6),),P(0,3)Q(6,6),判断直线),判断直线AB与与PQ的位置关系。的位置关系。例例5、已知、已知A(5,-1),),B(1,1),),C(2,3)三点,试判断)三点,试判断ABC的形的形状。状。¥例例6 6 已知点已知点A
18、 A(m m,1),B(-31),B(-3,4),4),C C(1 1,m),Dm),D(1 1,m m1),1),分别分别在下列条件下求实数在下列条件下求实数m m的值的值: :(1 1)直线)直线ABAB与与CDCD平行;平行;(2 2)直线)直线ABAB与与CDCD垂直垂直. .学完一节课或一个内容,应当及时小结小结,梳理知识一、知识内容上一、知识内容上L1/ L2 k1=k2(前提(前提:两条直线不重合,斜率都存在)L1 L2 k1k2= -1(前提:(前提:两条直线都有斜率,并且都不等于零.)二、思想方法上二、思想方法上(1)运用代数方法研究几何性质及其相互位置关系(2)数形结合的思
19、想作业作业: :P89P89练习:练习:1 1,2.2.P90P90习题习题3.1 A3.1 A组:组:8.8. B B组:组:3 3,4.4.3.2直线的方程v3.2.1直线的点斜式方程2022-4-1646兴山一中高一数学组兴山一中高一数学组472022-4-16教学目的教学目的 v使学生掌握点斜式方程及其应用,掌握斜截式方程及其应用,知道什么是直线在y轴上的截距。 v教学重点教学重点:点斜式方程、斜截式方程及其应用。 v教学难点教学难点:斜截式方程的几何意义。 482022-4-16平行平行:对于两条不重合的直线对于两条不重合的直线l l1 1、l l2 2,其,其斜率分别为斜率分别为k
20、 k1 1、k k2 2,有,有l l1 1ll2 2 k k1 1k k2.2.垂直垂直:如果两条直线如果两条直线l l1 1、l l2 2都有斜率都有斜率,且,且分别为分别为k k1 1、k k2 2,则有,则有l l1 1ll2 2 k k1 1k k2 2=-1=-1. .条件条件:不重合不重合、都有斜率都有斜率条件条件:都有斜率都有斜率492022-4-16 如果以一个方程的解为坐标的如果以一个方程的解为坐标的点都上某条直线上的点,反过来,点都上某条直线上的点,反过来,这条直线上的点的坐标都是这个这条直线上的点的坐标都是这个方程的解,那么,这个方程就叫方程的解,那么,这个方程就叫做这
21、条做这条直线的方程直线的方程,这条直线就,这条直线就叫做这个叫做这个方程的直线方程的直线. .直线方程的概念直线方程的概念502022-4-16已知直线已知直线l经过已知点经过已知点P1(x1,y1),并且它的斜率),并且它的斜率是是k,求直线,求直线l的方程。的方程。lOxy.P1根据经过两点的直线斜率根据经过两点的直线斜率公式,得公式,得11xxkyy可化为11xxyykP .1、直线的点斜式方程:直线的点斜式方程:设点设点P(x,y)是直线)是直线l上上不同于不同于P1的任意一点。的任意一点。512022-4-161、直线的点斜式方程:直线的点斜式方程:(1)、当直线、当直线l的倾斜角是
22、的倾斜角是00时,时,tan00=0,即即k=0,这时直线,这时直线l与与x轴平行或重合轴平行或重合l的方程:的方程:y-y1=0或或y=y1(2)、当直线、当直线l的倾斜角是的倾斜角是900时,时,直线直线l没有斜率,这时直线没有斜率,这时直线l与与y轴平行或重合轴平行或重合l的方程:的方程:x-x1=0或或x=x1Oxyx1lOxyy1l522022-4-16点斜式方程的应用:点斜式方程的应用:例例1:一条直线经过点:一条直线经过点P1(-2,3),倾斜角),倾斜角=450,求这条直线的方程,并画出图形。,求这条直线的方程,并画出图形。解:这条直线经过点解:这条直线经过点P1(-2,3),
23、斜率是斜率是k=tan450=1代入点斜式得代入点斜式得y3=x+2Oxy-55P1532022-4-161 1、写出下列直线的点斜式方程:、写出下列直线的点斜式方程:练习练习2),1, 3() 1 (斜率是经过A030),2 ,2()2(倾斜角是经过B2 2、说出下列点斜式方程所对应的直线斜、说出下列点斜式方程所对应的直线斜率和倾斜角:率和倾斜角:(1)y-2 = x-1(1)y-2 = x-1332)2(xy00),5 , 0()3(倾斜角是经过C542022-4-16Oxy.(0,b) 2、直线的斜截式方程:、直线的斜截式方程:已知直线已知直线l的斜率是的斜率是k,与,与y轴的交点是轴的
24、交点是P(0,b),求直线方程。),求直线方程。代入点斜式方程,得代入点斜式方程,得l的直线方程:的直线方程:y-b=k(x-0)即即y=kx+b。(2)直线直线l与与y轴交点轴交点(0,b)的纵坐标的纵坐标b叫做直线叫做直线l在在y轴轴上的上的截距截距。方程方程(2)是由直线的斜率是由直线的斜率k与它在与它在y轴上的截距轴上的截距b确定,所以方程确定,所以方程(2)叫做直线的叫做直线的斜截式方程斜截式方程,简,简称称斜截式斜截式。552022-4-16斜截式方程的应用:斜截式方程的应用:例例2:斜率是斜率是5,在,在y轴上的截距是轴上的截距是4的的直线方程直线方程。解:由已知得解:由已知得k
25、=5,b=4,代,代入斜截式方程入斜截式方程y=5x+4斜截式方程斜截式方程:y=kx+b几何意义几何意义:k是直线的斜率,是直线的斜率,b是直线是直线在在y轴上的截距轴上的截距562022-4-16练习练习3 3、写出下列直线的斜截式方程:、写出下列直线的斜截式方程:2,23) 1 (轴上的截距是在斜率是y4, 2)2(轴上的截距是在斜率是y572022-4-16练习练习4、已知直线、已知直线l过过A(3,-5)和)和B(-2,5),),求直线求直线l的方程的方程解:解:直线直线l过点过点A(3,-5)和)和B(-2,5)23255lk将将A(3,-5),),k=-2代入点斜式,得代入点斜式
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