3.1直线的倾斜角与斜率3.1.1倾斜角与斜率第三章直线与方程
笛卡儿(1596-1650):法国数学家、物理学家和哲学家,堪称17世纪以来欧洲哲学界和科学界最有影响的巨匠之一,被誉为“近代科学的始祖”.几何问题代数化
观察下面的跷跷板,跷跷板的位置固定吗?
1.正确理解直线的倾斜角和斜率的概念.(重点)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.(难点)4.斜率公式的推导过程,掌握过两点的直线的斜率公式.(重点、难点)
思考1已知直线l经过点P,直线l的位置能够确定吗?yxOl不确定.过一个点有无数条直线.这些直线有何区别?它们的倾斜程度不同.如何描述直线的倾斜程度?P
xyoα规定:当直线l和x轴平行或重合时,它的倾斜角为0°.lx轴正向与直线l向上方向之间所成的角.直线倾斜角α的范围为:一、直线的倾斜角
思考2直线的倾斜程度与倾斜角有什么关系?①平面直角坐标系中每一条直线都有确定的倾斜角;②倾斜程度不同的直线有不同的倾斜角;③倾斜程度相同的直线其倾斜角相同.xyOlPl"l'"
思考3确定平面直角坐标系中一条直线的几何要素是什么?xyoα【提示】直线上的一个定点及它的倾斜角二者缺一不可.Pl
思考4日常生活中,还有没有表示倾斜程度的量呢?前进量升高量45°
3m3m坡度越大,楼梯越陡.
前进量升高量α“坡度(比)”是“倾斜角”的正切值.xyo45°
二、直线斜率的定义通常用小写字母k表示,即一条直线的倾斜角的正切值叫做这条直线的斜率(slope).倾斜角α不是90°的直线都有斜率.注意:xyoα
如图,若α为锐角,思考5已知一条直线上的两点坐标,如何计算斜率?结论:当 时,斜率k≥0.
若α为钝角,结论:当
同样,当的方向向上时,也有成立.说明:此公式与两点坐标的顺序无关.
思考6当直线P1P2平行于x轴,或与x轴重合时,还适用吗?为什么?O适用
O思考7当直线平行于y轴,或与y轴重合时,公式还适用吗?不适用,因为分母为0,斜率不存在.
三、斜率公式公式特点:(1)与两点坐标的顺序无关.(2)公式表明,直线的斜率可以通过直线上任意两点的坐标来表示,而不需要求出直线的倾斜角.(3)当x1=x2时,公式不适用,此时α=90°.经过两点 的直线的斜率公式
例1如图,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.OxyACB解:直线AB的斜率直线BC的斜率直线CA的斜率分析:直接利用公式求解.
由及知,直线AB与CA的倾斜角均为锐角;由知,直线BC的倾斜角为钝角.斜率为正,倾斜角为锐角;斜率为负,倾斜角为钝角;斜率为0,倾斜角为0°;斜率不存在时,倾斜角为直角.
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及-3的直线l1,l2,l3及l4.xy解:设A1(x1,y1)是l1上任意一点,根据斜率公式有即x1=y1.设x1=1,则y1=1,于是A1的坐标是(1,1).过原点及点A1(1,1)的直线即为l1.分析:找出直线上异于原点的点.O
同理l2是过原点及点A2(1,-1)的直线,l3是过原点及点A3(1,2)的直线,l4是过原点及点A4(1,-3)的直线.xyOl1
1.已知A(3,5),B(4,7),C(-1,x)三点共线,则x等于()A.-1B.1C.-3D.3解:选C.因为又A,B,C三点共线,所以kAB=kAC,即解得:x=-3.
2.设直线l过原点,其倾斜角为α,将直线l绕坐标原点沿逆时针方向旋转45°,得到直线l1,则直线l1的倾斜角为( )A.α+45°B.α-135°C.135°-αD.当0°≤α<135°时,为α+45°;当135°≤α<180°时,为α-135°D
3.请标出以下直线的倾斜角.xyOxyOxyO
4.已知a,b,c是两两不等的实数,求经过下列两点的直线的斜率及倾斜角.(1)A(a,c),B(b,c).(2)C(a,b),D(a,c).(3)P(b,b+c),Q(a,c+a).
xO2-115.画出经过点(0,2),且斜率为2与-2的直线.y解:斜率为2的直线经过(0,2),(-1,0)两点;斜率为-2的直线经过(0,2),(1,0)两点.
1.直线倾斜角的定义及其范围:2.斜率k与倾斜角之间的关系:3.斜率公式:“几何问题代数化”的思想.