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3.1.1 倾斜角与斜率
教学目标:
理解直线的倾斜角和斜率的概念.
掌握求直线斜率的方法.
3.了解在平面直角坐标系中确定一条直线的几何要素.
教学重点:
直线的倾斜角和斜率
求直线斜率的方法
教学难点:
求直线斜率的方法
教学方法:
讲解法、练习法、任务驱动法
教学过程:
一、基础知识
1.直线的倾斜角
(1)倾斜角的定义
①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α叫做直线l的倾斜角.
②当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0°.
(2)倾斜角的范围
直线的倾斜角α的取值范围为0°≤α180°.
2.直线的斜率
定义
倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角α的正切值叫做这条直线的斜率,记为k,即k=tan__α
取值范围
当α=0°时,k=0;
当0°α90°时,k0;
当90°α180°时,k0;
当α=90°时,斜率不存在
过两点的直线的斜率公式
直线经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2),其斜率k=eq \f(y2-y1,x2-x1)
3.运用两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)求直线斜率应注意的问题
(1)斜率公式与P1,P2两点的位置无关,而与两点横、纵坐标之差的顺序有关(即x2-x1,y2-y1中x2与y2对应,x1与y1对应).
(2)运用斜率公式的前提条件是“x1≠x2”,也就是直线不与x轴垂直,而当直线与x轴垂直时,直线的倾斜角为90°,斜率不存在.
典例分析
例1 直线的倾斜角
(1)设直线l过坐标原点,它的倾斜角为α,如果将l绕坐标原点按逆时针方向旋转45°,得到直线l1,那么l1的倾斜角为( )
A.α+45°
B.α-135°
C.135°-α
D.当0°≤α135°时,倾斜角为α+45°;当135°≤α180°时,倾斜角为α-135°
(2)已知直线l1的倾斜角α1=15°,直线l1与l2的交点为A,直线l1和l2向上的方向所成的角为120°,如图,则直线l2的倾斜角为________.
分类讨论思想——求直线的倾斜角
(1)求直线的倾斜角主要根据定义来求,其关键是根据题意画出图形,找准倾斜角,有时要根据情况分类讨论.
(2)结合图形求角时,应注意平面几何知识的应用,如三角形内角和定理及其有关推论.
例2 直线的斜率
经过下列两点的直线的斜率是否存在?如果存在,求其斜率,并确定直线的倾斜角α.
(1)A(2,3),B(4,5);
(2)C(-2,3),D(2,-1);
(3)P(-3,1),Q(-3,10).
应用斜率公式求斜率应注意的问题
(1)运用公式的前提条件是“x1≠x2”,即直线不与x轴垂直,因为当直线与x轴垂直时,斜率是不存在的;
(2)斜率公式与两点P1,P2的先后顺序无关,也就是说公式中的x1与x2,y1与y2可以同时交换位置.
例3 (1)如果Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2m,\f(5,2))),B(4,-1),C(-4,-m)三点在同一条直线上,试确定常数m的值.
(2)直线l过点P(1,0),且与以A(2,1),B(0,eq \r(3))为端点的线段有公共点,求直线l的斜率和倾斜角的范围.
总结:
(1)三点共线问题
用斜率公式解决三点共线问题时,首先要估测三点中是否任意两点的连线垂直于x轴.当任意两点的连线垂直于x轴,且过同一点时,三点共线.否则,直线的斜率存在,只要证明过同一点的两直线的斜率相等即可.
(2)利用数形结合求倾斜角或斜率
求斜率的范围不仅是求出边界的范围就可以,更要注意数形结合观察斜率不存在的情况对于斜率范围的影响.
三、课堂检测
1.直线x=1的倾斜角为( )
A.0° B.45°
C.90° D.180°
2.过点(-3,0)和点(-4,eq \r(3))的直线的倾斜角是( )
A.30° B.150°
C.60° D.120°
3.直线l经过原点O和点P(-1,-1),则该直线的斜率是__________.
4.已知A(1,1),B(3,5),C(a,7),D(-1,b)四点在同一条直线上,求直线的斜率k及a,b的值.
四、小结
五、作业
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