课件24张PPT。2.1 直线与方程
2.1.1 直线的斜率平面解析几何初步 交通工程上一般用“坡度”来描述一段道路对于水平方向的倾斜程度.如右图,沿着这条道
路从A点前进到B点,在水平方向前
进的距离为AD,竖直方向上升的高
度为DB(如果是下降,则DB的值为
负实数),则坡度 坡度k>0表示这段道路是上坡,k值越大上坡越陡,如果k太大,车辆就爬不上去,还容易出事故;k=0表示是平路;k<0表示下坡,|k|值越大说明下坡越陡,|k|太大同样也容易出事故.因此在道路规划铺设时必须充分考虑这一点,那么,如何设计道路的坡度,才能避免事故发生?这就是我们下面所要学习的内容.1.当直线l与x轴相交时,取x轴作为基准,__________的角α叫做直线l的倾斜角.特别地,当直线l与x轴平行或重合时,规定α=0°.故α取值范围是__________.
2.我们将一条直线的倾斜角α(α≠90°)的正切值tanα,称为__________,通常用k表示.即k=tanα.由定义知,倾斜角为90°的直线__________.
3.求直线斜率的两种常用方法是:(1)定义k=tanα (α≠90°);(2)斜率公式__________.4.平面直角坐标系内每一条直线都有一个确定的倾斜角α,且倾斜程度相同的直线,其倾斜角α__________;倾斜程度不同的直线,其倾斜角α不相等.因此,我们可用倾斜角α表示平面直角坐标系内一条直线的__________.
5.在平面直角坐标系中,已知直线上的一个定点__________确定一条直线的位置.同样,已知直线的倾斜角α,__________确定一条直线.但是,直线上的一点和这条直线的倾斜角________一条直线.因此,确定平面直角坐标系中一条直线位置的几何要素是:直线上的一个定点和它的倾斜角,二者缺一不可.4.相等 倾斜程度
5.不能 也不能 可以唯一确定6.倾斜角不等于90°的直线都有斜率,而且倾斜角不同,直线的斜率也__________.因此,我们可以用斜率表示直线的倾斜程度.
7.任何一条直线都有__________的倾斜角,但是任何一条直线并不是都存在斜率.
8.若直线l的方程为y=x·tanα+2,则直线的斜率是__________,但α__________直线l的倾斜角.6.不同
7.唯一
8.tan α 不一定是直线的斜率公式经过两点P(x1,y1)、Q(x2,y2)的直线的斜率公式:k= ,其适用范围是x1≠x2.
①斜率公式可通过直线上任意两点的坐标表示,比利用几何法由倾斜角求斜率更方便.
②斜率公式与两点的顺序无关,也就是说两点的纵、横坐标在公式中的次序可以同时调换(要一致).
③如果y2=y1(x1≠x2),则直线与x轴平行或重合,k=0;如果x1=x2,y1≠y2,则直线与x轴垂直,倾斜角α=90°,斜率k不存在.直线的倾斜角和斜率的概念(1)直线的倾斜角的定义分为两个部分:一是与x轴相交的直线,其倾斜角是用旋转角来定义的;二是与x轴平行和重合的直线,其倾斜角是规定的.
关于与x轴相交的直线的倾斜角的理解,要抓住3个要素:
①将x轴绕着交点旋转到和直线重合;
②按逆时针方向旋转;
③α为最小正角.(2)平面内任何一条直线都有唯一的倾斜角α,其范围是0°≤α<180°,倾斜角是一个几何概念,它直观地表示了直线相对x轴正方向的倾斜程度.
(3)直线都有倾斜角,但不是所有直线都有斜率。倾斜角不是90°的直线都有斜率,当倾斜角是90°时,直线的斜率不存在,此时直线垂直于x轴,斜率k=tanα(α≠90°)表示直线相对于x轴的倾斜程度.求直线的斜率 经过下列两点的直线的斜率是否存在?如果存在,求其斜率.
(1)(1,-1),(-3,2);
(2)(1,-2),(5,-2);
(3)(3,4),(-2,-5);
(4)(3,0),(3, ).规律总结:在应用斜率公式求斜率时,首先应注意这两点的横坐标是否相等,若相等,则这两点连线必与x轴垂直,故其斜率不存在,也就不能运用斜率公式求斜率,事实上此时,若将两点坐标代入斜率公式,则其分母为零无意义,即斜率不存在.其次,在运用斜率公式时,分子的被减数与分母的被减数必须对应着同一点的纵坐标和横坐标.变式训练1.已知直线l1过点A(3,6),B(-1,2),直线l2过点C(1,-1),D(0,3),则kl1=__________,kl2=__________,直线__________更陡一些. 1
-4 l2.求直线的倾斜角 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__________.分析:解答此题应紧扣直线的倾斜角α的取值范围是0°≤α<180°,还需注意与x轴相交的直线的倾斜角不能为0°.解析:倾斜角的范围是[0°,180°),因此,只有当α+45°∈[0°,180°),即0°≤α<135°时,l1的倾斜角才是α+45°.0°≤α<180°,所以当135°≤α<180°时,l1的倾斜角为α-135°(如上图).∴应填:当0°≤α<135°时为α+45°,当135°≤α<180°时为α-135°.
规律总结:注意直线的倾斜角α的取值范围是:
0°≤α<180°,其中直线与x轴平行或重合时 α=0°.变式训练2.在下图中,α能表示直线l的倾斜角的是__________.(填上所有正确图形的序号)解析:由直线倾斜角的概念可知,①③中的α为直线l的倾斜角.故填①③.
答案:①③直线倾斜角与斜率的关系 如右图所示,直线l1的倾斜角α1=30°,直线l1与l2垂直,求l1、l2的斜率.规律总结:(1)本例中,利用图形的形象直观挖掘出直线l1与l2的倾斜角之间的关系是解题的关键.
(2)公式tan(180°-α)=-tan α是一个重要公式,它是求倾斜角为钝角时的直线斜率的关键,即把钝角的正切转化为锐角的正切.由这个公式可知,若α为直线l的倾斜角,k为直线l的斜率,则有:0°<α<90°?k>0;90°<α<180°?k<0;α=0?k=0;α=90°?k不存在.
(3)当已知α的一个三角函数值求tan α时还要注意0°≤α<180°.基础巩固直线的斜率1.经过点M(1,-2),N(-2,1)的直线的斜率是__________.能力升级直线的斜率与倾斜角的关系应用10.直线l经过第二、三、四象限,l的倾斜角为α,斜率为k,则kcos α__________0.解析:∵直线l过第二、三、四象限,∴倾斜角α为钝角,
∴cos α<0,tan α<0,∴kcos α=tan α·cos α>0.
答案:>祝您学业有成