内容正文:
1.1 一次函数的图象与直线的方程
1.2 直线的倾斜角、斜率及其关系
(教师独具内容)
课程标准:1.在平面直角坐标系中,结合具体图形,探索确定直线位置关系的几何要素.2.理解直线的倾斜角和斜率的概念,经历用代数方法刻画直线斜率的过程,掌握过两点的直线斜率的计算公式.
教学重点:直线倾斜角的概念、直线的斜率公式、直线的方向向量的应用.
教学难点:直线的倾斜角与斜率的变化关系,直线的斜率公式.
核心素养:通过学习直线的倾斜角与斜率,提升数学运算、数学抽象及逻辑推理素养.
知识点一 直线的倾斜角
(1)定义:在平面直角坐标系中,对于一条与x轴相交的直线l,把x轴(正方向)按逆时针方向绕着交点旋转到和直线l首次重合时所成的角,称为直线l的倾斜角.通常倾斜角用α表示.
①当直线l与x轴平行或重合时,它的倾斜角为0;
②当直线l与x轴垂直时,它的倾斜角为.
(2)范围:[0,π).
知识点二 直线的斜率
(1)定义:称k=(其中x1≠x2)为经过不同两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线l的斜率.
(2)①若直线l垂直于x轴,则它的斜率不存在;
②若直线l不与x轴垂直,则它的斜率存在且唯一.
知识点三 直线的斜率与倾斜角、方向向量的关系
(1)倾斜角不是的直线,它的斜率k和它的倾斜角α满足k=tanα.
(2)如图,结合正切函数的图象与性质,可知,斜率k与倾斜角α有如下关系:
当α∈时,斜率k≥0,且k随倾斜角α的增大而增大;
当α∈时,斜率k<0,且k随倾斜角α的增大而增大;
当α=时,直线l与x轴垂直,此时直线l的斜率不存在.
(3)如图,在直线l上任取两个不同的点P1(x1,y1),P2(x2,y2).由平面向量的知识可知,向量是直线l的方向向量,它的坐标是(x2-x1,y2-y1),直线的倾斜角α、斜率k、方向向量分别从不同角度刻画一条直线相对于平面直角坐标系中x轴的倾斜程度.它们之间的关系是k==tanα(其中x1≠x2).
①若k是直线l的斜率,则v=(1,k)是它的一个方向向量;
②若直线l的一个方向向量的坐标为(x,y),其中x≠0,则它的斜率k=.
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)任意一条直线都有倾斜角.( )
(2)任意一条直线都有斜率.( )
(3)倾斜角越大,斜率也越大.( )
(4)倾斜角为0°的直线只有一条,即x轴.( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
2.做一做
(1)已知直线经过点A(-2,0),B(-5,3),则该直线的倾斜角为( )
A.150° B.135°
C.75° D.45°
(2)如图1所示,直线l的倾斜角为________.
(3)过点(a,b)与y轴垂直的直线的斜率为________.
(4)如图2所示,直线l1,l2,l3的斜率k1,k2,k3的大小关系为________.
(5)过点(0,1)和(-3,0)的直线的斜率为________.
答案 (1)B (2)135° (3)0 (4)k1<k3<k2
(5)
题型一 直线的倾斜角
例1 设直线l过坐标原点,它的倾斜角为α,如果将l绕坐标原点按逆时针方向旋转45°,得到直线l1,那么l1的倾斜角为( )
A.α+45°
B.α-135°
C.135°-α
D.当0°≤α<135°时,倾斜角为α+45°;当135°≤α<180°时,倾斜角为α-135°
[解析] 通过画图(如图所示)可知,当0°≤α<135°时,倾斜角为α+45°;当135°≤α<180°时,倾斜角为45°+α-180°=α-135°.故选D.
[答案] D
感悟提升
求直线倾斜角的注意点
(1)解答这类问题要抓住:①倾斜角的定义,注意旋转方向;②倾斜角的取值范围0°≤α<180°;③充分结合图形进行分析.
(2)当直线与x轴平行或重合时,倾斜角为0°;当直线与x轴垂直时,倾斜角为90°.
[跟踪训练1] 已知直线l向上方向与y轴正向所成的角为30°,则直线l的倾斜角为________.
答案 60°或120°
解析 有两种情况:①如图(1),直线l向上方向与x轴正向所成的角为60°,即直线l的倾斜角为60°.②如图(2),直线l向上方向与x轴正向所成的角为120°,即直线l的倾斜角为120°.
题型二 直线的斜率
例2 如图,直线l1,l2,l3都经过点P(3,2),又l1,l2,l3分别经过点Q1(-2,-1),Q2(4,-2),Q3(-3,2),试计算直线l1,l2,l3的斜率.
[解] 由已知条件可得,直线l1,l2,l3的斜率都存在.
设直线l1,l2,l3的斜率分别为k1,k2,k3,
则k1==,k2==-4,k3==0.
感悟提升
斜率公式
(1)直线的斜率与两点的顺序无关,即两