直线的方程

直线的方程    教学目标    (1)把握由一点和斜率导出直线方程的方法,把握直线方程的点斜式、两点式和直线方程的一般式,并能根据条件熟练地求出直线的方程.    (2)理解直线方程几种形式之间的内在联系,能在整体上把握直线的方程.    (3)把握直线方程各种形式之间的互化.    (4)通过直线方程一般式的教学培养学生全面、系统、周密地分析、讨论问题的能力.    (5)通过直线方程非凡式与一般式转化的教学,培养学生灵活的思维品质和辩证唯物主义观点.    (6)进一步理解直线方程的概念,理解直线斜率的意义和解析几何的思想方法.    教学建议    1.教材分析    (1)知识结构    由直线方程的概念和直线斜率的概念导出直线方程的点斜式;由直线方程的点斜式分别导出直线方程的斜截式和两点式;再由两点式导出截距式;最后都可以转化归结为直线的一般式;同时一般式也可以转化成非凡式.    (2)重点、难点分析    ①本节的重点是直线方程的点斜式、两点式、一般式,以及根据具体条件求出直线的方程.    解析几何有两项根本性的任务:一个是求曲线的方程;另一个就是用方程研究曲线.本节内容就是求直线的方程,因此是非常重要的内容,它对以后学习用方程讨论直线起着直接的作用,同时也对曲线方程的学习起着重要的作用.    直线的点斜式方程是平面解析几何中所求出的第一个方程,是后面几种非凡形式的源头.学生对点斜式学习的效果将直接影响后继知识的学习.    ②本节的难点是直线方程非凡形式的限制条件,直线方程的整体结构,直线与二元一次方程的关系证实.    2.教法建议    (1)教材中求直线方程采取先非凡后一般的思路,非凡形式的方程几何特征明显,但局限性强;一般形式的方程无任何限制,但几何特征不明显.教学中各部分知识之间过渡要自然流畅,不生硬.    (2)直线方程的一般式反映了直线方程各种形式之间的统一性,教学中应充分揭示直线方程本质属性,建立二元一次方程与直线的对应关系,为继续学习“曲线方程”打下基础.    直线一般式方程都是字母系数,在揭示这一概念深刻内涵时,还需要进行正反两方面的分析论证.教学中应重点分析思路,还应抓住这一有利时使学生学会严谨科学的分类讨论方法,从而培养学生全面、系统、辩证、周密地分析、讨论问题的能力,非凡是培养学生逻辑思维能力,同时培养学生辩证唯物主义观点    (3)在强调几种形式互化时要向学生充分揭示各种形式的特点,它们的几何特征,参数的意义等,使学生明白为什么要转化,并加深对各种形式的理解.    (4)教学中要使学生明白两个独立条件确定一条直线,如两个点、一个点和一个方向或其他两个独立条件.两点确定一条直线,这是学生很早就接触的几何公理,然而在解析几何,平面向量等理论中,直线或向量的方向是极其重要的要素,解析几何中刻画直线方向的量化形式就是斜率.因此,直线方程的两点式和点斜式在直线方程的几种形式中占有很重要的地位,而已知两点可以求得斜率,所以点斜式又可推出两点式(斜截式和截距式仅是它们的特例),因此点斜式最重要.教学中应突出点斜式、两点式和一般式三个教学高潮.    求直线方程需要两个独立的条件,要依不同的几何条件选用不同形式的方程.根据两个条件运用待定系数法和方程思想求直线方程.    (5)注重正确理解截距的概念,截距不是距离,截距是直线(也是曲线)与坐标轴交点的相应坐标,它是有向线段的数量,因而是一个实数;距离是线段的长度,是一个正实数(或非负实数).    (6)本节中有不少与函数、不等式、三角函数有关的问题,是函数、不等式、三角与直线的重要知识交汇点之一,教学中要适当选择一些有关的问题指导学生练习,培养学生的综合能力.    (7)直线方程的理论在其他学科和生产生活实际中有大量的应用.教学中注重联系实际和其它学科,教师要注重引导,增强学生用数学的意识和能力.    (8)本节不少内容可安排学生自学和讨论,还要适当增加练习,使学生能更好地把握,而不是仅停留在观念上.    教学设计示例    直线方程的一般形式    教学目标:    (1)把握直线方程的一般形式,把握直线方程几种形式之间的互化.    (2)理解直线与二元一次方程的关系及其证实    (3)培养学生抽象概括能力、分类讨论能力、逆向思维的习惯和形成非凡与一般辩证统一的观点.    教学重点、难点:直线方程的一般式.直线与二元一次方程 ( 、 不同时为0)的对应关系及其证实.     教学用具:计算机    教学方法:启发引导法,讨论法    教学过程:    下面给出教学实施过程设计的简要思路:    教学设计思路:    (一)引入的设计    前边学习了如何根据所给条件求出直线方程的方法,看下面问题:    问:说出过点 (2,1),斜率为2的直线的方程,并观察方程属于哪一类,为什么?    答:直线方程是 ,属于二元一次方程,因为未知数有两个,它们的最高次数为一次.    肯定学生回答,并纠正学生中不规范的表述.再看一个问题:    问:求出过点 , 的直线的方程,并观察方程属于哪一类,为什么?    答:直线方程是 (或其它形式),也属于二元一次方程,因为未知数有两个,它们的最高次数为一次.    肯定学生回答后强调“也是二元一次方程,都是因为未知数有两个,它们的最高次数为一次”.    启发:你在想什么(或你想到了什么)?谁来谈谈?各小组可以讨论讨论.    学生纷纷谈出自己的想法,教师边评价边启发引导,使学生的熟悉统一到如下问题:    问题1“任意直线的方程都是二元一次方程吗?”    (二)本节主体内容教学的设计    这是本节课要解决的第一个问题,如何解决?自己先研究研究,也可以小组研究,确定解决问题的思路.    学生或独立研究,或合作研究,教师巡视指导.    经过一定时间的研究,教师组织开展集体讨论.首先让学生陈述解决思路或解决方案:    思路一:…    思路二:…    ……    教师组织评价,确定最优方案(其它待课下研究)如下:    按斜率是否存在,任意直线 的位置有两种可能,即斜率 存在或不存在.    当 存在时,直线 的截距 也一定存在,直线 的方程可表示为 ,它是二元一次方程.    当 不存在时,直线 的方程可表示为 形式的方程,它是二元一次方程吗?    学生有的认为是有的认为不是,此时教师引导学生,逐步熟悉到把它看成二元一次方程的合理性:    平面直角坐标系中直线 上点的坐标形式,与其它直线上点的坐标形式没有任何区别,根据直线方程的概念,方程 解的形式也是二元方程的解的形式,因此把它看成形如 的二元一次方程是合理的.    综合两种情况,我们得出如下结论:    在平面直角坐标系中,对于任何一条直线,都有一条表示这条直线的关于 、 的二元一次方程.    至此,我们的问题1就解决了.简单点说就是:直线方程都是二元一次方程.而且这个方程一定可以表示成 或 的形式,准确地说应该是“要么形如 这样,要么形如 这样的方程”.    同学们注重:这样表达起来是不是很啰嗦,能不能有一个更好的表达?    学生们不难得出:二者可以概括为统一的形式.    这样上边的结论可以表述如下:    在平面直角坐标系中,对于任何一条直线,都有一条表示这条直线的形如 (其中 、 不同时为0)的二元一次方程.    启发:任何一条直线都有这种形式的方程.你是否觉得还有什么与之相关的问题呢?    问题2任何形如 (其中 、 不同时为0)的二元一次方程都表示一条直线吗?    不难看出上边的结论只是直线与方程相互关系的一个方面,这个问题是它的另一方面.这是显然的吗?不是,因此也需要像刚才一样认真地研究,得到明确的结论.那么如何研究呢?    师生共同讨论,评价不同思路,达成共识:    回顾上边解决问题的思路,发现原路返回就是非常好的思路,即方程 (其中 、 不同时为0)系数 是否为0恰好对应斜率 是否存在,即    (1)当 时,方程可化为     这是表示斜率为 、在 轴上的截距为 的直线.    (2)当 时,由于 、 不同时为0,必有 ,方程可化为    这表示一条与 轴垂直的直线.    因此,得到结论:    在平面直角坐标系中,任何形如 (其中 、 不同时为0)的二元一次方程都表示一条直线.    为方便,我们把 (其中 、 不同时为0)称作直线方程的一般式是合理的.    动画演示    演示“直线各参数.gsp”文件,体会任何二元一次方程都表示一条直线.    至此,我们的第二个问题也圆满解决,而且我们还发现上述两个问题其实是一个大问题的两个方面,这个大问题揭示了直线与二元一次方程的对应关系,同时,直线方程的一般形式是对直线非凡形式的抽象和概括,而且抽象的层次越高越简洁,我们还体会到了非凡与一般的转化关系.    (三)练习巩固、总结提高、板书和作业等环节的设计在此从略