1、倾斜角与斜率教学设计【引入新课】思考:我们知道,点是构成直线的基本元素. 在平面直角坐标系中,点用坐标表示,那么,直线如何表示呢?【课堂探究】为了研究这个问题,我们需要弄清楚:问题1:确定一条直线位置的几何要素是什么?对于平面直角坐标系中的一条直线l,如何利用坐标系确定它的位置?答案:两点以及一点和一个方向可以确定一条直线,由方向向量我们可以知道,两点确定一条直线可以归结为一点和一个方向确定一条直线.问题2:在平面直角坐标系中,我们规定一条直线向上的方向为这条直线的方向. 因此,这些直线的区别在于它们的方向不同. 如何表示这些直线的方向?答案:在平面直角坐标系中,我们规定一条水平直线的方向向右
2、.其他还有如图所示的三种情形,我们规定直线向上的方向为这条直线的方向.进一步,我们观察下图中这些直线,它们的区别在于它们的方向不同.我们看到,这些直线相对于x轴的倾斜程度不同,也就是它们与x轴所成的角不同. 因此,我们可以利用这样的角来表示这些直线的方向当直线l与x轴相交时,我们以x轴为基准,x轴正向与直线l向上的方向之间所成的角叫做直线l的倾斜角(angle of inclination)问题3:当直线l与x轴平行或重合时,其倾斜角大小为多少?直线的倾斜角的取值范围是什么?答案:当直线l与x轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0因此,直线的倾斜角的取值范围为0180.这样,平面直角坐标系中,
3、每一条直线都有一个确定的倾斜角,而且方向相同的直线,其倾斜程度相同,倾斜角相等;方向不同的直线,其倾斜程度不同,倾斜角不相等. 因此,我们可以用倾斜角表示平面直角坐标系中一条直线的倾斜程度,也就表示了直线的方向问题4:直线l的倾斜角与P1(x1,y1), P2(x2,y2)有什么内在联系?追问1:对于一个一般性命题,可以从特殊的情形来考虑,先尝试解决如下问题.在平面直角坐标系中,设直线l的倾斜角为 (1)已知直线l经过点O(0,0),P(,1),与点O,P的坐标有什么关系? (2)类似地,如果直线l经过点P1(1,1),P2(,0),与点P1,P2的坐标又有什么关系? 答案:对于问题(1),如
4、图,向量,且直线OP的倾斜角也为由正切函数的定义,有对于问题(2),如图,平移向量到,则点P的坐标为,且直线OP的倾斜角也是由正切函数的定义,有追问2:将特殊情形推广到一般情形,能得到什么结论?答案:一般地,如图, 当向量的方向向上时,平移向量到,则点P的坐标为,且直线OP的倾斜角也是,由正切函数的定义,有tan=同样,当向量的方向向上时,如图, ,也有tan =追问3:当直线P1P2与x轴平行或重合时,上述式子还成立吗?为什么?答案:当直线P1P2与x轴平行或重合时,y1=y2, =0o,符合tan =.结论 直线l的倾斜角与直线l上的两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1x2)的坐标有如下关系:tan =.我们把一条直线的倾斜角的正切值叫做这条直线的斜率(slope),斜率常用小写字母k表示,即k=tan.日常生活中常用“坡度”表示倾斜面的倾斜程度:坡度=铅直高度水平宽度当直线的倾斜角为锐角时,直线的斜率与坡度是类似的=0o k=0;0o0;=90o 斜率不存在;90o180o k0.问题5:当直线的倾斜角由0o逐渐增大到180o时,其斜率如何变化?为什么?答案:当倾斜角满足0o90o且逐渐增大时,斜率k逐渐增大;当倾斜角=90o,斜率不存在;当倾斜角满足90o0及kCA0可知,直线AB与CA的倾斜角均为锐角;由kBC0可知,直线BC的倾斜角为钝角7