2023年高中数学必修2直线与方程全套教案.doc
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1、第三章直线与方程3.1.1直线的倾斜角和斜率教学目的: 知识与技能(1) 对的理解直线的倾斜角和斜率的概念(2) 理解直线的倾斜角的唯一性.(3) 理解直线的斜率的存在性.(4) 斜率公式的推导过程,掌握过两点的直线的斜率公式情感态度与价值观 (1) 通过直线的倾斜角概念的引入学习和直线倾斜角与斜率关系的揭示,培养学生观测、探索能力,运用数学语言表达能力,数学交流与评价能力(2) 通过斜率概念的建立和斜率公式的推导,帮助学生进一步理解数形结合思想,培养学生树立辩证统一的观点,培养学生形成严谨的科学态度和求简的数学精神重点与难点: 直线的倾斜角、斜率的概念和公式.教学用品:计算机教学方法:启发、
2、引导、讨论.教学过程:(一) 直线的倾斜角的概念我们知道, 通过两点有且只有(拟定)一条直线. 那么, 通过一点P的直线l的位置能拟定吗? 如图, 过一点P可以作无数多条直线a,b,c, 易见,答案是否认的.这些直线有什么联系呢? (1)它们都通过点P. (2)它们的倾斜限度不同. 如何描述这种倾斜限度的不同?引入直线的倾斜角的概念:当直线l与x轴相交时, 取x轴作为基准, x轴正向与直线l向上方向之间所成的角叫做直线l的倾斜角.特别地,当直线l与x轴平行或重合时, 规定= 0.问: 倾斜角的取值范围是什么? 0180.当直线l与x轴垂直时, = 90.由于平面直角坐标系内的每一条直线都有拟定
3、的倾斜限度, 引入直线的倾斜角之后, 我们就可以用倾斜角来表达平面直角坐标系内的每一条直线的倾斜限度.如图, 直线abc, 那么它们的倾斜角相等吗? 答案是肯定的.所以一个倾斜角不能拟定一条直线.拟定平面直角坐标系内的一条直线位置的几何要素: 一个点P和一个倾斜角.(二)直线的斜率:一条直线的倾斜角(90)的正切值叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母k表达,也就是 k = tan当直线l与x轴平行或重合时, =0, k = tan0=0;当直线l与x轴垂直时, = 90, k 不存在.由此可知, 一条直线l的倾斜角一定存在,但是斜率k不一定存在.例如, =45时, k = tan45= 1;
4、=135时, k = tan135= tan(180 45) = - tan45= - 1.学习了斜率之后, 我们又可以用斜率来表达直线的倾斜限度. (三) 直线的斜率公式:给定两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),x1x2,如何用两点的坐标来表达直线P1P2的斜率?可用计算机作动画演示: 直线P1P2的四种情况, 并引导学生如何作辅助线,共同完毕斜率公式的推导.(略)斜率公式: 对于上面的斜率公式要注意下面四点:(1) 当x1=x2时,公式右边无意义,直线的斜率不存在,倾斜角= 90, 直线与x轴垂直;(2)k与P1、P2的顺序无关, 即y1,y2和x1,x2在公式中的前后顺序可以同时
5、互换, 但分子与分母不能互换; (3)斜率k可以不通过倾斜角而直接由直线上两点的坐标求得;(4) 当 y1=y2时, 斜率k = 0, 直线的倾斜角=0,直线与x轴平行或重合. (5)求直线的倾斜角可以由直线上两点的坐标先求斜率而得到 (四)例题:例1 已知A(3, 2), B(-4, 1), C(0, -1), 求直线AB, BC, CA的斜率, 并判断它们的倾斜角是钝角还是锐角.(用计算机作直线, 图略)分析: 已知两点坐标, 并且x1x2, 由斜率公式代入即可求得k的值; 而当k = tan0时, 倾斜角是锐角; 而当k = tan=0时, 倾斜角是0.略解: 直线AB的斜率k1=1/7
6、0, 所以它的倾斜角是锐角; 直线BC的斜率k2=-0.50, 所以它的倾斜角是锐角.例2 在平面直角坐标系中, 画出通过原点且斜率分别为1, -1, 2, 及-3的直线a, b, c, l.分析:要画出通过原点的直线a, 只要再找出a上的此外一点M. 而M的坐标可以根据直线a的斜率拟定; 或者k=tan=1是特殊值,所以也可以以原点为角的顶点,x 轴的正半轴为角的一边, 在x 轴的上方作45的角, 再把所作的这一边反向延长成直线即可.略解: 设直线a上的此外一点M的坐标为(x,y),根据斜率公式有 1=(y0)(x0)所以 x = y 可令x = 1, 则y = 1, 于是点M的坐标为(1,
7、1).此时过原点和点 M(1,1), 可作直线a. 同理, 可作直线b, c, l.(用计算机作动画演示画直线过程) (五)练习: P91 1. 2. 3. 4. (六)小结: (1)直线的倾斜角和斜率的概念 (2) 直线的斜率公式. (七)课后作业: P94 习题3.1 1. 3. (八)板书设计: 3.1.11直线倾斜角的概念 3.例1 练习1 练习32. 直线的斜率 4.例2 练习2 练习4 3.1.2两条直线的平行与垂直教学目的 (一)知识教学理解并掌握两条直线平行与垂直的条件,会运用条件鉴定两直线是否平行或垂直.(二)能力训练通过探究两直线平行或垂直的条件,培养学生运用已有知识解决新
8、问题的能力, 以及数形结合能力(三)学科渗透通过对两直线平行与垂直的位置关系的研究,培养学生的成功意识,合作交流的学习方式,激发学生的学习爱好 重点:两条直线平行和垂直的条件是重点,规定学生能纯熟掌握,并灵活运用难点:启发学生, 把研究两条直线的平行或垂直问题, 转化为研究两条直线的斜率的关系问题注意:对于两条直线中有一条直线斜率不存在的情况, 在课堂上老师应提醒学生注意解决好这个问题 教学过程 (一)先研究特殊情况下的两条直线平行与垂直上一节课, 我们已经学习了直线的倾斜角和斜率的概念, 并且知道,可以用倾斜角和斜率来表达直线相对于x轴的倾斜限度, 并推导出了斜率的坐标计算公式. 现在, 我
9、们来研究能否通过两条直线的斜率来判断两条直线的平行或垂直讨论: 两条直线中有一条直线没有斜率, (1)当另一条直线的斜率也不存在时,两直线的倾斜角都为90,它们互相平行;(2)当另一条直线的斜率为0时,一条直线的倾斜角为90,另一条直线的倾斜角为0,两直线互相垂直(二)两条直线的斜率都存在时, 两直线的平行与垂直设直线 L1和L2的斜率分别为k1和k2. 我们知道, 两条直线的平行或垂直是由两条直线的方向决定的, 而两条直线的方向又是由直线的倾斜角或斜率决定的. 所以我们下面要研究的问题是: 两条互相平行或垂直的直线, 它们的斜率有什么关系?一方面研究两条直线互相平行(不重合)的情形假如L1L
10、2(图1-29),那么它们的倾斜角相等:1=2(借助计算机, 让学生通过度量, 感知1, 2的关系)tan1=tan2即 k1=k2 反过来,假如两条直线的斜率相等: 即k1=k2,那么tg1=tg2由于01180, 0180,1=2又两条直线不重合,L1L2结论: 两条直线都有斜率并且不重合,假如它们平行,那么它们的斜率相等;反之,假如它们的斜率相等,那么它们平行,即注意: 上面的等价是在两条直线不重合且斜率存在的前提下才成立的,缺少这个前提,结论并不成立即假如k1=k2, 那么一定有L1L2; 反之则不一定.下面我们研究两条直线垂直的情形假如L1L2,这时12,否则两直线平行设21(图1-
11、30),甲图的特性是L1与L2的交点在x轴上方;乙图的特性是L1与L2的交点在x轴下方;丙图的特性是L1与L2的交点在x轴上,无论哪种情况下都有1=90+2由于L1、L2的斜率分别是k1、k2,即190,所以20 , 可以推出: 1=90+2 L1L2结论: 两条直线都有斜率,假如它们互相垂直,那么它们的斜率互为负倒数;反之,假如它们的斜率互为负倒数,那么它们互相垂直,即注意: 结论成立的条件. 即假如k1k2 = -1, 那么一定有L1L2; 反之则不一定.(借助计算机, 让学生通过度量, 感知k1, k2的关系, 并使L1(或L2)转动起来, 但仍保持L1L2, 观测k1, k2的关系,
12、得到猜想, 再加以验证. 转动时, 可使1为锐角,钝角等).例题例1 已知A(2,3), B(-4,0), P(-3,1), Q(-1,2), 试判断直线BA与PQ的位置关系, 并证明你的结论.分析: 借助计算机作图, 通过观测猜想:BAPQ, 再通过计算加以验证.(图略)解: 直线BA的斜率k1=(3-0)/(2-(-4)=0.5, 直线PQ的斜率k2=(2-1)/(-1-(-3)=0.5,由于 k1=k2=0.5, 所以 直线BAPQ.例2 已知四边形ABCD的四个顶点分别为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. (借助计
13、算机作图, 通过观测猜想: 四边形ABCD是平行四边形,再通过计算加以验证)解同上.例3 已知A(-6,0), B(3,6), P(0,3), Q(-2,6), 试判断直线AB与PQ的位置关系.解: 直线AB的斜率k1= (6-0)/(3-(-6)=2/3, 直线PQ的斜率k2= (6-3)(-2-0)=-3/2, 由于 k1k2 = -1 所以 ABPQ.例4已知A(5,-1), B(1,1), C(2,3), 试判断三角形ABC的形状. 分析: 借助计算机作图, 通过观测猜想: 三角形ABC是直角三角形, 其中ABBC, 再通过计算加以验证.(图略)课堂练习 P94 练习 1. 2. 课后
14、小结(1)两条直线平行或垂直的真实等价条件;(2)应用条件, 鉴定两条直线平行或垂直.(3) 应用直线平行的条件, 鉴定三点共线.布置作业 P94 习题3.1 5. 8.板书设计 3.2.1 直线的点斜式方程一、教学目的1、知识与技能(1)理解直线方程的点斜式、斜截式的形式特点和合用范围;(2)能对的运用直线的点斜式、斜截式公式求直线方程。(3)体会直线的斜截式方程与一次函数的关系.2、过程与方法在已知直角坐标系内拟定一条直线的几何要素直线上的一点和直线的倾斜角的基础上,通过师生探讨,得出直线的点斜式方程;学生通过对比理解“截距”与“距离”的区别。3、情态与价值观通过让学生体会直线的斜截式方程
15、与一次函数的关系,进一步培养学生数形结合的思想,渗透数学中普遍存在互相联系、互相转化等观点,使学生能用联系的观点看问题。二、教学重点、难点:(1)重点:直线的点斜式方程和斜截式方程。(2)难点:直线的点斜式方程和斜截式方程的应用。三、教学设想问 题设计意图师生活动1、在直线坐标系内拟定一条直线,应知道哪些条件?使学生在已有知识和经验的基础上,探索新知。学生回顾,并回答。然后教师指出,直线的方程,就是直线上任意一点的坐标满足的关系式。 2、直线通过点,且斜率为。设点是直线上的任意一点,请建立与之间的关系。培养学生自主探索的能力,并体会直线的方程,就是直线上任意一点的坐标满足的关系式,从而掌握根据
16、条件求直线方程的方法。学生根据斜率公式,可以得到,当时,即 (1) 教师对基础薄弱的学生给予关注、引导,使每个学生都能推导出这个方程。 3、(1)过点,斜率是的直线上的点,其坐标都满足方程(1)吗? 使学生了解方程为直线方程必须满两个条件。学生验证,教师引导。问 题设计意图师生活动(2)坐标满足方程(1)的点都在通过,斜率为的直线上吗? 使学生了解方程为直线方程必须满两个条件。学生验证,教师引导。然后教师指出方程(1)由直线上一定点及其斜率拟定,所以叫做直线的点斜式方程,简称点斜式(point slope form).4、直线的点斜式方程能否表达坐标平面上的所有直线呢?使学生理解直线的点斜式方
17、程的合用范围。 学生分组互相讨论,然后说明理由。5、(1)轴所在直线的方程是什么?轴所在直线的方程是什么?(2)通过点且平行于轴(即垂直于轴)的直线方程是什么? (3)通过点且平行于轴(即垂直于轴)的直线方程是什么? 进一步使学生理解直线的点斜式方程的合用范围,掌握特殊直线方程的表达形式。 教师学生引导通过画图分析,求得问题的解决。6、例1的教学。学会运用点斜式方程解决问题,清楚用点斜式公式求直线方程必须具有的两个条件:(1)一个定点;(2)有斜率。同时掌握已知直线方程画直线的方法。教师引导学生分析要用点斜式求直线方程应已知那些条件?题目那些条件已经直接给予,那些条件尚有待已去求。在坐标平面内
18、,要画一条直线可以如何去画。7、已知直线的斜率为,且与轴的交点为,求直线的方程。 引入斜截式方程,让学生懂得斜截式方程源于点斜式方程,是点斜式方程的一种特殊情形。 学生独立求出直线的方程: (2) 再此基础上,教师给出截距的概念,引导学生分析方程(2)由哪两个条件拟定,让学生理解斜截式方程概念的内涵。8、观测方程,它的形式具有什么特点?进一步理解和掌握斜截式方程的特点? 学生讨论,教师及时给予评价。问 题设计意图师生活动9、直线在轴上的截距是什么?使学生理解“截距”与“距离”两个概念的区别。学生思考回答,教师评价。10、你如何从直线方程的角度结识一次函数?一次函数中和的几何意义是什么?你能说出
19、一次函数图象的特点吗?体会直线的斜截式方程与一次函数的关系.学生思考、讨论,教师评价、归纳概括。11、例2的教学。 掌握从直线方程的角度判断两条直线互相平行,或互相垂直;进一步理解斜截式方程中的几何意义。 教师引导学生分析:用斜率判断两条直线平行、垂直结论。思考(1)时, 有何关系?(2)时,有何关系?在此由学生得出结论:且;12、课堂练习第100页练习第1,2,3,4题。巩固本节课所学过的知识。学生独立完毕,教师检查反馈。13、小结使学生对本节课所学的知识有一个整体性的结识,了解知识的来龙去脉。教师引导学生概括:(1)本节课我们学过那些知识点;(2)直线方程的点斜式、斜截式的形式特点和合用范
20、围是什么?(3)求一条直线的方程,要知道多少个条件?14、布置作业:第106页第1题的(1)、(2)、(3)和第3、5题巩固深化学生课后独立完毕。3.2.2 直线的两点式方程一、教学目的1、知识与技能(1)掌握直线方程的两点的形式特点及合用范围;(2)了解直线方程截距式的形式特点及合用范围。2、过程与方法 让学生在应用旧知识的探究过程中获得到新的结论,并通过新旧知识的比较、分析、应用获得新知识的特点。3、情态与价值观(1)结识事物之间的普遍联系与互相转化;(2)培养学生用联系的观点看问题。二、教学重点、难点:1、 重点:直线方程两点式。2、难点:两点式推导过程的理解。三、教学设想问 题设计意图
21、师生活动1、运用点斜式解答如下问题:(1)已知直线通过两点,求直线的方程.(2)已知两点其中,求通过这两点的直线方程。遵循由浅及深,由特殊到一般的认知规律。使学生在已有的知识基础上获得新结论,达成温故知新的目的。 教师引导学生:根据已有的知识,规定直线方程,应知道什么条件?能不能把问题转化为已经解决的问题呢?在此基础上,学生根据已知两点的坐标,先判断是否存在斜率,然后求出直线的斜率,从而可求出直线方程:(1)(2)教师指出:当时,方程可以写成由于这个直线方程由两点拟定,所以我们把它叫直线的两点式方程,简称两点式(two-point form).2、若点中有,或,此时这两点的直线方程是什么?使学
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