直线倾斜角与斜率通化市第一中学史俊友一、教材分析:本课是人教版数学必修2第三章第一节直线的倾斜角与斜率的第一课时,是高中解析几何内容的开始。直线倾斜角和斜率是解析几何的重要概念之一,是刻画直线倾斜程度的几何要素与代数表示,是平面直角坐标系内以坐标法(解析法)的方式来研究直线及其几何性质(如直线位置关系、交点坐标、点到直线距离等)的基础。通过该内容的学习,帮助学生初步了解直角坐标平面内几何要素代数化的过程,初步渗透解析几何的基本思想和基本研究方法。本课有着开启全章,奠定基调,渗透方法的作用。二、学情分析:两点确定一条直线,这是学生知道的,但就已知一点再需要增加什么量才能确定直线,以及如何来刻画这个量,对学生来说有点困难,所以在教学过程中可以引导学生先观察过一点的不同直线的区别,从中形成倾斜角的概念。三、三维目标知识与技能:理解直线的倾斜角和斜率概念,经历用代数方法刻画直线斜率的过程,掌握过两点的直线的斜率公式。过程与方法:1.在平面直角坐标系中,观察具体图形并结合动画演示,在探索描述直线的倾斜程度的几何要素中,抽象出直线倾斜角的概念,明确倾斜角的取值范围。2.借助日常生活中表示倾斜面的“坡度”问题,引出描述直线倾斜程度的直线斜率的概念,经历用代数方法刻画直线斜率的过程,明确倾斜角和斜率之间的关系。情感态度价值观:通过斜率概念的建立和斜率公式的推导,帮助学生了解解析几何的“坐标法”思想和基本研究方法,进一步体会“数形结合”的思想方法。四、重难点教学重点:抽象概括直线的倾斜角和斜率概念,探究发现过两点的直线的斜率公式。教学难点:倾斜角概念形成,斜率概念的理解。五.教学过程(一)导入在初中,不与坐标轴平行的直线可以用一次函数来表示,开口向上或向下的抛物线可以用二次函数来表示,这样就把对图形的研究转化为对函数的研究,这里沟通数形关系的桥梁是坐标系。这种以坐标系为桥梁,把几何问题转化为代数问题,通过代数运算研究几何图形性质的方法,叫坐标法。用坐标法研究几何的学科称为解析几何,它是17世纪法国数学家笛卡儿和费马创立的。我们先研究坐标平面内最简单的图形——直线。为此,我们先探索确定直线位置的几何要素,然后在坐标系中用代数的方法把几何要素表示出来。(二)探究新知1.倾斜角概念问题1:如图1,对于平面直角坐标系内的一直线l,你认为它的位置由哪些条件确定? 问题2:如图2,在直角坐标系中,过点P1的不同直线的区别在哪里?问题3:在直角坐标系中,任何一条直线与x轴都有一个相对倾斜度,可以用一个什么几何量来反映一条直线与x轴的相对倾斜程度呢?
问题4:依倾斜角的定义,倾斜角的范围是什么?问题5:任何一条直线都有倾斜角吗?不同的直线其倾斜角一定不相同吗?你认为确定平面直角坐标系中一条直线位置的几何要素是什么?2.斜率概念引导性语言:我们已经给出了确定平面直角坐标系中一条直线位置的几何要素,那么如何用代数的语言描述上述几何要素呢?问题6:在日常生活中,我们有没有碰到过表示倾斜程度的量?问题7:(1)观察图5,6,我们发现坡越陡,坡面与地平面所成的角越大,你认为这个角的变化与图中哪个数量变化有关?(2)观察图7,坡面与地平面所成的角不变的情况下,升高量和前进量都在变化,那么你认为这个角的变化与升高量和前进量之间究竟是怎样的关系?能不能用一个数学式子来表示它们之间的关系?问题8:从上面的讨论,我们发现,如果使用“倾斜角”的概念,“坡度”实际就是“倾斜角α的正切值”,由此你认为还可以用怎样的量来刻画直线的倾斜程度? 问题9:是否每条直线都有斜率?倾斜角不同,斜率是否相同?由此可以得到怎样结论?3.斜率公式问题10:两点确定一条直线,直线确定,倾斜角也就确定,斜率也就确定了,那么直线的斜率可以用直线上两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(其中x1≠x2)的坐标来表示,你能自己导出它们的关系吗?
问题11:当直线与坐标轴平行或重合时,上述结论还成立吗? (三)应用举例例1.如下图,已知A(3,2),B(-4,1),C(0,-1),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。 变式1.直线的斜率为k,倾斜角为α,若<α<,则k的范围是( )A.(-1,1) B.(-∞,-1)∪(1,+∞)C.[-1,1] D.(-∞,-1]∪[1,+∞)变式2.设直线的斜率为k,倾斜角为α,若-1