高中数学必修二第三章直线方程全套ppt课件.ppt
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1、第三章3.13.33.23.13.1直线的直线的倾斜角和斜率倾斜角和斜率主要内容3.1.13.1.1倾斜角与斜率倾斜角与斜率xyo倾斜角与斜率倾斜角与斜率 对于平面直角坐标系内的一条直线l,它的位置由哪些条件确定呢?两点确定一条直线 还有其他方法吗?或者说如果只给出一点,要确定这条直线还应增加什么条件? 在直角坐标系中,图中的四条红色直线在位置上有什么联系和区别?经过同一点经过同一点 倾斜程度不同倾斜程度不同xyo倾斜角与斜率倾斜角与斜率oyxloyxl yoxl oyxl 直线的倾斜角直线的倾斜角 当直线当直线l与与x轴相交时,轴相交时,我们取我们取x轴作为基准,轴作为基准,x轴轴正向正向与
2、直线与直线l向上方向所成向上方向所成的角的角 叫做叫做直线直线l 的倾斜角的倾斜角.x xy yo oP Pl1 1l2 2l3 3l4 4l1 1的倾斜角为锐角的倾斜角为锐角l2 2的倾斜角为直角的倾斜角为直角l3 3的倾斜角为钝角的倾斜角为钝角规定:规定:当直线与当直线与x 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 0o o0o0?k0? 当直线的倾斜角在什么范围时,其斜率当直线的倾斜角在什么范围时,其斜率k0?k0;,k0;倾斜角为钝角时倾斜角为钝角时,k0;,k0;倾斜角为倾斜角为0 0o o时时,k=0.,k=0.的定义tan求出直线的斜率;k 如果给定直线的倾斜
3、角,我们当然可以根据斜率 如果给定直线上两点坐标,直线是确定的,倾斜角也是确定的,斜率就是确定的,那么又怎么求出直线的斜率呢?4.指出下列直线的倾斜角和斜率: (1) ;xy3(2) ;60tanxy(3).30tan( xy5.结合图形,观察倾斜角变化时,斜率的变化情况xyoxyoxyoxyo111222( ,),(,)p x yp xy12xx经过两点经过两点 , ,且且 的直线的斜率的直线的斜率k k探究:探究:()xyo222(,)P x y111( ,)P x y21(,)Q x yxyo()1P2PQxyo()1P2PQ当直线的方向当直线的方向向上向上时:时:12P P当直线的方向
4、当直线的方向向下向下时,时,12P P同理也有同理也有21122112tanyyyykxxxx2121tanyykxx 图图(1)(1)在在 中,中,12Rt PPQ2121|tan|QPQPPQP2121yyxxtank0tan(180)tanktan图图(2)(2)在中,在中,1 2Rt PPQ221112|QPyyQPxxtan2121yyxxxyo(1)222( ,)P x y111( , )P x y21( , )Q x y1212yyxx斜率公式斜率公式公式的特点公式的特点: :( (1) 1) 与两点的顺序无关与两点的顺序无关; ;(2) (2) 公式表明公式表明, ,直线的斜率
5、可以通过直线的斜率可以通过直线上直线上任意任意两两(3) (3) 当当x1=x2时时, ,公式不适用公式不适用, ,此时此时=90=90o o点的坐标来表示点的坐标来表示, ,而不需要求出而不需要求出直线的倾斜角直线的倾斜角211221 ()yykxxxx111222( ,),(,) P x yP xy经过两点的直线的斜率公式经过两点的直线的斜率公式 1.当直线P1P2平行于x轴或与x轴重合时,用上述公式求斜率. 2.当直线P1P2平行于y轴或与y轴重合时,上述公式还适用吗?为什么? 由y1=y2,得 k=0由x1=x2,分母为零,斜率k不存在例例1 1 、如图,已知、如图,已知A(4,2)A
6、(4,2)、B(-8,2)B(-8,2)、C(0,-2)C(0,-2),求直线求直线ABAB、BCBC、CACA的斜率,并判断这的斜率,并判断这 些直线的些直线的倾斜角是什么角?倾斜角是什么角?yxo. .ABC 直线直线AB的斜率的斜率04822ABk2184)8(022BCk14404)2(2CAk直线直线BC的斜率的斜率直线直线CA的斜率的斜率0ABk 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: 0CAk直线直线AB的倾斜角为零度角。的倾斜角为零度角。 0BCk 例3 在平面直角坐标系中,画出经过原点且斜率分别为1,-1,2及-3的直线l1,
7、l2,l3及l4.x xy yo ol1l2 2l3 3l4 4思考:斜率随倾斜角逐渐变大是怎样的变化? 例2 . 已知点A(3,2),B(4,1),C(0,l),求直线AB,BC,CA的斜率,并判断这些直线的倾斜角是锐角还是钝角1,)(, 1 00000 ,45 )135 ,180 )(2)(2)直线的倾斜角为直线的倾斜角为 ,且,且 则直线的斜率则直线的斜率k k的取值范围是的取值范围是 。(3)(3)设直线的斜率为设直线的斜率为k k,且,且 ,则直线,则直线 11k004 51 3 5的倾斜角的取值范围是的倾斜角的取值范围是。例例4 4、(1)(1)直线的倾斜角为直线的倾斜角为 ,且,
8、且 则直线的斜率则直线的斜率k k的取值范围是的取值范围是 。004 56 01, 300129090kk小结:1.由()()得出:若 的范围不含,则 范围取中间 若 的范围含,则 范围取两边k2.由(3)得:负k正,应将 值分为正负两部分, 再求角范围xyo(2).(2).过点过点C C的直线的直线 与线段有公共点,与线段有公共点,求求 的斜率的斜率k k的取值范围的取值范围ll例例5 5:已知点,:已知点,01AB(3,2),(-4,1),C( , )(1).(1).求直线求直线ABAB,BCBC,CACA的斜率,并判断这的斜率,并判断这些直线的倾斜角是锐角还是钝角些直线的倾斜角是锐角还是
9、钝角1 2114371 110( 4)21 2103ABBCCAkkk 解:()122( )k 1,+ ) (- ,-锐角锐角钝角钝角锐角锐角xyoABC22322tan244tan231tan71 ( )4k解:一半一半2222122tan2tan3222tan,411 tan1 tan221383 0,33kkkkkk 解:由得: 即解得:或(舍)(舍)例例6 6:已知直线的斜率为,直线:已知直线的斜率为,直线 的倾斜角是的倾斜角是直线的倾斜角的两倍,求直线直线的倾斜角的两倍,求直线 的斜率的斜率34ll332242lABkk解:错解错解1 直线倾斜角的概念2 直线的倾斜角与斜率的对应关系
10、3 已知两点坐标,如何求直线的斜率?斜率公式中脚标1和2有顺序吗?)(2121211212xxxxyyxxyyk小结P86练习:1,2,3,4.P89习题3.1A组:1,2,3,4,5作业0tan18090)(tan900tan90000tan0akakaaakaka不存在不存在xyoxyo3.1.23.1.2两条直线的两条直线的平行与垂直的判定平行与垂直的判定 在平面直角坐标系下,倾斜角可以表示直线的倾斜程度, 斜率也可以表示直线相对于x轴的倾斜程度。我们能否通过直线斜率来判断两条直线的位置关系?o oy yx xl1 1l2 2)(211212xxxxyyk12设两条直线l1,l2的斜率分
11、别为k1,k2若l1/ l2, 则k1,k2满足什么关系?2121/ll2121/kkll且斜率都存在k=tan 反之, 若k1=k2, ,则易得 l1/ l2对于两条不重合的直线,平行的充要条件或斜率都不存在2121/kkll两条直线平行的条件两条直线平行的条件 如果两直线垂直,这两条直线的倾斜角有什么关系?斜率呢?112tan1cottan 如图,设直线如图,设直线l1 1与与l2 2的倾斜角的倾斜角分别为分别为1 1与与2 2,且,且1 12 2,y yl1 1O Ox xl2 21 12 2因为因为l1 1l2 2 ,所以,所以2 2=90=90o o+1 1121kk所以 当k1k2
12、 =-1时,直线l1与l2一定垂直吗? 是 对于两条互相垂直的直线l1和l2,若一条直线的斜率不存在,那么另一条直线的斜率如何? y yo ox xl2 2l1 1y yl1 1O Ox xl2 21 12 2 对于直线对于直线l1 1和和l2 2,其斜率,其斜率分别为分别为k k1 1,k k2 2,根据上述分析,根据上述分析可得什么结论?可得什么结论? 12121kkll两条直线的垂直判定两条直线的垂直判定 例例1 1 下列说法正确的是(下列说法正确的是( )若两条直线斜率相等,则两直线平行。若两条直线斜率相等,则两直线平行。若若l l1 1/l/l2 2, 则则k k1 1=k=k2 2
13、 若两条直线中有一条直线的斜率不存在,若两条直线中有一条直线的斜率不存在, 另一条直线的斜率存在,则两直线相交。另一条直线的斜率存在,则两直线相交。若两条直线的斜率都不存在,则两直线平行。若两条直线的斜率都不存在,则两直线平行。 例例2 2 已知已知A A、B B、C C、D D四点的坐标,试判断直线四点的坐标,试判断直线ABAB与与CDCD的位置关系的位置关系. . (1)A(2,3),B(1)A(2,3),B(4,0) C(4,0) C(3,l),D(3,l),D(l,2)l,2); (2)A( (2)A(6,0),B(3,6) C(0,3),D(6,6,0),B(3,6) C(0,3),
14、D(6,6);6); (3)A( (3)A(6,0),B(3,6) C(0,3),D(6,6,0),B(3,6) C(0,3),D(6,6);6); (4)A(3,4),B(3,100) C( (4)A(3,4),B(3,100) C(10,40),D(10,40).10,40),D(10,40). 例例4.4.已知已知A(2,3),B(-4,0), P(-3,1),Q(-1,2),A(2,3),B(-4,0), P(-3,1),Q(-1,2),试判断直线试判断直线BABA与与PQPQ的位置关系,并证明你的结论。的位置关系,并证明你的结论。AxyBPQo 例3.已知四边形ABCD的四个顶点分别
15、为A(0,0), B(2,1),C(4,2),D(2,3),试判断四边形ABCD的形状,并给出证明.x xo oy yA AB BD DC C 例例5 5 已知过已知过A(-2,m)A(-2,m)和和B(m,4)B(m,4)的直线与斜率为的直线与斜率为- -2 2 的直线平行,则的直线平行,则m m 的值是的值是( )( )A A、-8 B-8 B、0 C0 C、2 D2 D、1010 例例6 6、已知、已知A(-6,0),B(3,6),P(0,3),Q(6,-6),A(-6,0),B(3,6),P(0,3),Q(6,-6),判断直线判断直线ABAB与与PQPQ的位置关系。的位置关系。 例7
16、已知A(5,1),B(1,1),C(2,3),试判断ABC的形状.x xo oy yA AB BC C 例例8 8 已知点已知点A(m,1),B(-3,4),C(1,m),D(-1,m+1), A(m,1),B(-3,4),C(1,m),D(-1,m+1), 分别在下列条件下求实数分别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. .1下列命题中正确命题的个数是下列命题中正确命题的个数是()若两条直线的斜率相等,则这两条直线平行;若两条直线的斜率相等,则这两条直线平行;若两条直线平行,则这两条直线
17、的斜率相等;若两条直线平行,则这两条直线的斜率相等;若两直线垂直,则这两条直线的斜率之积为若两直线垂直,则这两条直线的斜率之积为1;若两条直线平行,则这两条直线的倾斜角相等;若两条直线平行,则这两条直线的倾斜角相等;若两直线的斜率不存在,则这两条直线平行若两直线的斜率不存在,则这两条直线平行A1B2C3D4AB()2直线直线 l1 的倾斜角为的倾斜角为 30,直线,直线 l1l2,则直线,则直线 l2 的斜率为的斜率为A. 3 B 3 C.33 D 33 3直线直线 l 平行于经过两点平行于经过两点 A(4,1),B(0,3)的直线,则的直线,则直线的倾斜角为直线的倾斜角为()DA30B45C
18、120D1354原点在直线原点在直线 l 上的射影是上的射影是 P(2,1),则,则 l 的斜率为的斜率为_.2练习:练习:重难点重难点 1两直线平行两直线平行1已知直线已知直线 l1:yk1xb1 , l2:yk2xb2,如果如果 l1l2,则,则 k1k2 且且 b1b2;如果如果 k1k2 且且 b1b2,则,则 l1l2.2当当 l1 与与 l2 的斜率都不存在且的斜率都不存在且 l1 与与 l2 不重合时,则不重合时,则 l1 与与 l2平行平行重难点重难点 2两条直线垂直两条直线垂直(1)当当 l1l2 时,它们的斜率之间的关系有两种情况:时,它们的斜率之间的关系有两种情况:它们的
19、斜率都存在且它们的斜率都存在且 k1k21;一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为 0.(2)使用使用 l1l2k1k21 的前提是的前提是 l1 和和 l2 都有斜率且不等于都有斜率且不等于 0.注意:注意:在立体几何中,两直线的位置关系有平行、相交和异在立体几何中,两直线的位置关系有平行、相交和异面面(没有重合关系没有重合关系);而在本章中,在同一平面内,两直线有重合、平;而在本章中,在同一平面内,两直线有重合、平行、相交三种位置关系行、相交三种位置关系两条直线平行的判定例例 1:已知直线已知直线 l1 过点过点 A(3,a),B(a1,4),
20、直线,直线 l2 过点过点 C(1,2),D(2,a2)(1)若若 l1l2,求,求 a 的值;的值;(2)若若 l1l2,求,求 a 的值的值思维突破:思维突破:由由 C、D 两点的横坐标可知两点的横坐标可知 l2 的斜率一定存在,的斜率一定存在,由由 A、B 两点的横坐标可知两点的横坐标可知 l1 的斜率可能存在也可能不存在,因此的斜率可能存在也可能不存在,因此应对应对 a 的取值进行讨论的取值进行讨论a3.(2)若若 l1l2,当当 k20 时,此时时,此时 a0,k11,显然不符合题意;,显然不符合题意;当当 k20 时,时,l1 的斜率存在,此时的斜率存在,此时 k11,由于由于 l
21、1l2,k1k21,解得,解得 a3.解:解:设直线设直线 l2的斜率为的斜率为 k2,则,则 k22( (a2) )1( (2) )a3, (1)若若 l1l2,则,则 k1a43( (a1) )(a4)1k2a3, 判断两条直线平行判断两条直线平行( 或垂直或垂直) 并寻求平行并寻求平行( 或垂直或垂直)的条件时,的条件时,特别注意结论成立的前提条件对特殊情形要数形结合作出判断特别注意结论成立的前提条件对特殊情形要数形结合作出判断变式训练:变式训练:试确定试确定 m 的值,使过点的值,使过点 A(m1,0)和点和点 B(5,m)的直线与过点的直线与过点 C(4,3)和点和点 D(0,5)的
22、直线平行的直线平行解:解:由题意得:由题意得:kAB,m05( (m1) )m6mkCD530( (4) )12由于由于ABCD,即,即 kABkCD, 所以所以m6m12,所以,所以 m2. 两条直线垂直的判定例 2:已知 A(1,1),B(2,2),C(4,1),求点 D,使直线 ABCD 且直线 ADBC.y( (1) ) y112 1kAB2( (1) )213,kCD1y, 34x1y14x.又又ADBC, ,kADx1 x1,kBC ,42 2y1x112.由,则由,则 x17,y8,则,则 D(17,8)解:解:设设 D(x,y),ABCD,变式训练:变式训练:已知三点已知三点
23、A(m1,2),B(1,1),C(3,m2m1),若,若 ABBC,求,求 m 的值的值m2m11 m2m2则则 k231 31,又知又知 xAxBm2,当当m20,即即m2时时, ,k1不存在不存在, ,此时此时k20,则,则ABBC;解:解:设设 AB、BC 的斜率分别为的斜率分别为 k1、k2,故若故若 ABBC,则,则 m2 或或 m3.当当 m20,即,即 m2 时,时,k11m2. 由由 k1k2m2m221m21,得,得 m3, 断四边形 ABCD 是否为梯形?如果是梯形,是否是直角梯形?平行和垂直关系的综合应用又又直线直线 AB 和直线和直线 CD 不重合,不重合,ABCD.解
24、:解:直线直线 AB的斜率的斜率 kAB51202, 直线直线 CD 的斜率的斜率 kCD235( (3) )145( (1) )2,kABkCD. 即直线即直线 AD 与直线与直线 BC 不平行不平行四边形四边形 ABCD 是梯形是梯形ABBC. 梯形梯形 ABCD 是直角梯是直角梯形形直线直线AD的斜率的斜率kAD31104, ,直线直线BC的斜率的斜率kBC2355145212kADkBC又又kABkBC1221, 从而直线 BC 与 DA 不平行,四边形 ABCD 是梯形又kBC37225136,kDA342(4)76,kBCkDA. D(4,4)四点所得的四边形是梯形四点所得的四边形
25、是梯形变式训练:变式训练:求证:顺次连接求证:顺次连接 A(2,3),B 5,72,C(2,3), (1)判断一个四边形为梯形,需要两个条件:有一对相互平行的判断一个四边形为梯形,需要两个条件:有一对相互平行的边;另有一对不平行的边边;另有一对不平行的边(2)判断一个四边形为直角梯形,首先需判断一个四边形为直角梯形,首先需要判断它是一个梯形,然后证明它有一个角为直角要判断它是一个梯形,然后证明它有一个角为直角注意陷阱注意陷阱:在直角在直角ABC 中,中,C 是直角,是直角,A(1,3),B(4,2),点点 C 在坐标轴上,求点在坐标轴上,求点 C 的坐标的坐标则则 kAC3x1,kBC2x4,
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