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2.1.1 倾斜角与斜率
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01
02
倾斜角
斜率
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倾斜角与斜率
PART ONE
1. 通过预习,确定一条直线的几何要素是什么?
两点确定一条直线。
一点和一个方向也可以确定一条直线。
2. 两点确定一条直线和一个点一个方向确定一条直线之间有何联系?
两点A,B确定直线AB,两点构成的有向线段可以用向量来表示,它是直线AB的方向向量,所以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。
深入探究
3. 在平面直角坐标系中,经过一点P可以作无数条直线组成一个直线束,这些直线的区别是什么?
由于一个点和一个方向确定一条直线,这些直线过同一点,所以区别就是方向不同。
4. 如何确定一条直线的方向?
在平面直角坐标系中,我们规定水平直线的方向
向右,其他直线向上的方向为这条直线的方向。
深入探究
5. 对于平面直角坐标系中的一条直线,如何利用坐标系确定它的位置?
对于经过同一点P的无数条直线,这些直线相对于
轴的倾斜程度不同,也就是它们与轴所成的角不同,
因此可以利用这样的角度表示直线的方向,从而在
坐标系中确定直线的位置。
深入探究
倾斜角:当直线轴相交时,我们以轴为基准,轴正向与直线向上的方向之间所成的角叫做直线
直线倾斜角的范围是.
确定一条直线的几何要素为:一点和倾斜角
探究:
两点确定一条直线,一点和倾斜角确定一条直线,
两者之间有什么联系?
深入探究
在平面直角坐标系中,设直线的倾斜角为。
(1)已知直线经过,,坐标有什么关系?
(2)类似地,如果直线经过的坐标又有什么关系?
(3)一般地,如果直线经过两点,那么的坐标有什么关系?
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(1)如图,,且直线OP的倾斜角为,由正切函数的定义,有=
(2)如图,,平移向量到,则P点的坐标为,且直线OP的倾斜角也是,由正切函数的定义,有=
深入探究
(3)一般地,如图,当向量的方向向上时,=,平移向量到,则P点的坐标为,且直线OP的倾斜角也是,由正切函数的定义,有
同样,当当向量的方向向上时,=,也有
深入探究
思考:当直线与轴平行或重合时,上述式子还成立吗?为什么?
成立,纵坐标一样。
结论:直线经过两点,那么的坐标之间的关系为
斜率:我们把一条直线的倾斜角的正切值叫做这条直线的斜率。斜率通常用小写字母表示,即
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思考:
(1)已知直线上的两点上述公式计算直线AB的斜率时,与A,B两点的顺序有关吗?
(2)当直线平行于轴,或与轴重合时,上述公式还适用吗?为什么?
(1)利用运算性质可知,计算直线AB的斜率时,与A,B两点的顺序无关。
(2)不适用,横坐标相同,分母不能为0,所以倾斜角为900的直线没有斜率。
深入探究
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思考:
当直线的倾斜角由00逐渐增大到1800时,其斜率如何变化,为什么?
由正切函数的单调性,倾斜角不同的直线,其斜率也不同;
当倾斜角由00逐渐增大到900,斜率由0增大到+;
当倾斜角由900逐渐增大到1800,斜率由增大到0;
所以斜率的取值范围为:
深入探究
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思考:
当直线的斜率和直线的方向向量有什么关系?
直线一个方向向量=,当直线轴不垂直时,,此时向量,也是直线一个方向向量,=其中是直线斜率,
因此,若直线的斜率为,它的一个方向向量为则
深入探究
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例1 如图,已知,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?
解:直线AB的斜率;
直线BC的斜率;
直线CA的斜率;
由>0,0可知,直线AB与CA的倾斜角均为锐角,由<0可知,直线BC的倾斜角为钝角
典例分析
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例2 (多选题)下列结论中错误的是( )
A. 任意一条直线都有唯一的倾斜角
B. 一条直线的倾斜角可以为-300
C. 倾斜角为00的直线只有一条,即x轴
D. 直线都是一次函数的图象
E. 若是直线的倾斜角,且,则或
答案:BCD
典例分析
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例3 (多选题)下列结论中错误的是( )
A. 坐标平面内的任何一条直线均有倾斜角和斜率
B. 直线的倾斜角的取值范围为[0,π)
C. 若一条直线的斜率为,则此直线的倾斜角为
D. 若一条直线的倾斜角为 ,则此直线的斜率为
答案:ACD
典例分析
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例3 (多选题)如图,直线斜率分别为,倾斜角分别为,则下列选项正确的是( )
A. B. C.
D. <
答案:AD
典例分析
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例4 过点两点的直线的一个方向向量为,则________
解法一:由方向向量和斜率的关系有:
解法二:是直线的一个方向向量,所以,所以,解得
典例分析
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本节课你学到了哪些知识和数学思想方法?
课堂练习
课本第55页练习1,2,3,4,5
课后作业
课本第57-58页习题2.1 第1,2,3,7,8
课堂小结