第三章《直线与方程》
几何问题的研究---------------------主要通过两种不同的方式:一种方式,直接依据几何图形中的点、线、面的关系研究几何图形的性质。另一种方式,就是用代数的方法来研究几何图形的性质。即借助直角坐标系,通过坐标的运算来研究图形的几何性质,这就是本章将开始学习的--------“解析几何”基本的思想方法。
解析几何的创始人——笛卡尔(法国1596~1650)笛卡尔的著作,无论是数学、自然科学,还是哲学,都开创了这些学科的崭新时代。《几何学》是他公开发表的唯一数学著作,虽则只有117页,但它标志着代数与几何的第一次完美结合,使形形色色的代数方程表现为不同的几何图形,许多相当难解的几何题转化为代数题后能轻而易举地找到答案.
3.1直线的倾斜角与斜率
xyO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?P1P2l
问题1:xyOll’’l’P我们知道,两点确定一条直线.一点能确定一条直线的位置吗?已知直线l经过点P,直线l的位置能够确定吗?
问题2:xyOll’’l’P过一点P可以作无数条直线l1,l2,l3,…它们都经过点P(组成一个直线束),这些直线区别在哪里呢?相对于X轴的倾斜程度不同
倾斜程度的几何表示:xyOll’l’’P从几何的角度观察,能否用一个几何量表示直线与X轴的相对倾斜程度?可用角度描述
一、直线的倾斜角:1、定义:当直线l与x轴相交时,我们取x轴作为基准,x轴的正方向与直线l向上的方向之间所成的最小正角叫做直线l的倾斜角。规定:1.当直线与x轴平行或重合时,2.当直线与x轴垂直时,注意:(1)直线向上方向;(2)X轴的正方向。
oyxoyxyoxoyx判断直线的倾斜角是否正确??llll
poyxypoxpoyxpoyx按倾斜角分类,直线可分几类?想一想:直线倾斜角的范围?[0。,180。)
2.特别地,当直线和x轴平行或重合时,它的倾斜角为0°。1.规定,直线向上的方向与x轴的正方向所成的最小正角叫做这条直线的倾斜角。5.坐标平面上任何一条直线都有唯一的倾斜角。3.倾斜角的取值范围是:4.当直线与x轴垂直时,归纳:
oxyoxyoxyoxy(1)(2)(3)(4)练习:下列图中标出的直线的倾斜角对不对?
日常生活中,还有没有表示倾斜程度的量?前进量升高量思考:
如果使用“倾斜角”这个概念,那么这里的“坡度(比)”实际就是“倾斜角α的正切”.一条直线的倾斜角a的正切值叫做这条直线的斜率。通常用小写字母k表示,即前进量升高量a
升高量前进量ABC二、直线的斜率:1、定义:我们把一条直线的倾斜角的正切值叫做这条直线的斜率.用小写字母k表示,即:
探索斜率:是否所有直线都有斜率呢?yxOxO当倾斜角a=90o时斜率不存在倾斜角α不是90°的直线都有斜率,并且倾斜角不同,直线的斜率也不同.因此,可以用斜率表示直线的倾斜程度.
akO?
直线的情况平行于x轴由左向右上升垂直于x轴由右向左上升α的大小0锐角0<α<90直角90钝角90<α<180;K的范围0(0,+)不存在(-,0)K的增减性无增无增倾斜角与斜率的关系:
练习:已知直线的倾斜角,求直线的斜率:
判断正误:③任一条直线都有倾斜角,所以任一条直线都有斜率。()①直线的倾斜角为α,则直线的斜率为()④直线的倾斜角越大,则直线的斜率越大()练习⑤两直线的倾斜角相等,则它们的斜率也相等()⑥平行于x轴的直线的倾斜角是()②直线的斜率的范围是()
能不能构造一个直角三角形去求?由两点确定的直线的斜率:当α为锐角时,1.倾斜角是锐角时.探究:
当α为钝角时,2.倾斜角是钝角时.
1.当直线平行于x轴,或与x轴重合时,上述公式还适用吗?为什么?答:成立,因为分子为0,分母不为0,k=0思考:
2.当直线平行于y轴,或与y轴重合时,上述公式还适用吗?为什么?答:斜率不存在,因为分母为0。思考:
3、斜率公式:2.直线过P1(x1,y1),P2(x2,y2)两点,则1.直线的倾斜角为α,则
1.斜率公式与两点的顺序无关;2.斜率公式表明:直线对于x轴的倾斜程度,可以通过直线上任意两点的坐标表示,而不需求出直线的倾斜角,使用比较方便;3.当x1=x2,y1=y2(即直线与x轴垂直)时,直线的倾斜角等于90°,没有斜率.
巩固练习:1、下列命题中真命题是()A、倾斜角为的直线的斜率为tanB、斜率为tan的直线倾斜角为C、斜率为0的直线倾斜角为0或D、斜率小于0的直线倾斜角为钝角D
例1:如图,已知A(4,2)、B(-8,2)、C(0,-2),求直线AB、BC、CA的斜率,并判断这些直线的倾斜角是什么角?yxo..........ABC∴直线CA的倾斜角为锐角.∴直线BC的倾斜角为钝角.解:∴直线AB的倾斜角为零.
例2、在平面直角坐标系中,画出经过原点且斜率分别为1,-1,2和-3的直线。OxyA3A1A2A4解:(待定系数法)设直线上另一点A1(1,y)则:所以过原点和A1(1,1)画直线即可说明:也可设其它特殊点.
练习:解:解得:
倾斜角斜率课堂小结直线向上的方向x轴正方向定义范围0≤