内容正文:
2.1.2 两条直线平行和垂直的判定
LET’S START
书P55引入
为了在平面直角坐标系中用代数方法表示直线,我们从确定直线位置的几何要素出发,引入直线的倾斜角,再利用倾斜角与直线上点的坐标关系引入直线的斜率,从数的角度刻画了直线相对于x轴的倾斜程度,并导出了用直线上的任意两点的坐标计算斜率的公式,从而把几何问题转化为代数问题。下面,我们通过直线的斜率判断两条直线的位置关系。
书P55思考
我们知道,平面中两条直线有两种位置关系:相交、平行。当两条直线l1与l2平行时,它们的斜率k1与k2满足什么关系?
问题探究
l1
l2
α1
x
y
O
α2
如图,若则
即因此
若,则
反之,当时,,由倾斜角的取值范围及正切函数的单调性可知,,因此
一、两条直线平行的判定
对于斜率分别为k1,k2的两条不重合的直线l1,l2,有
l1 // l2 k1 = k2
显然,当α1=α2=90°时,直线的斜率不存在,此时l1 // l2
若直线l1 , l2重合,此时仍然有k1 = k2。
用斜率证明三点共线时,常常用到这些结论。
书P56例题
例2 已知A(2,3),B(-4,0),P(-3,1),Q(-1,2),试判断直线AB与PQ的位置关系,并证明你的结论.
分析:
1.画出两条直线;
2.判断两条直线的位置关系;
3.判断两条直线斜率是否存在;
4.判断斜率是否相等.
练习巩固
例2 已知A(2,3),B(-4,0),P(-3,1),Q(-1,2),试判断直线AB与PQ的位置关系,并证明你的结论.
书P56例题
练习巩固
例3已知四边形ABCD的四个顶点分别为A(0,0),B(2,-1),
C(3,2),D(2,3),试判断四边形ABCD的形状,并给出证明.
书P56例题
·小结·
平面中两条直线的位置关系:
平行
相交
斜率相等
斜率不相等
书P56引入
显然,当两条直线相交时,他们的斜率不相等;反之,当两条直线的斜率不相等时,它们相交。在相交的位置关系中,垂直是最特殊的情形。当直线垂直时,他们的斜率除了不相等外,是否还有特殊的数量关系?
书P56
设两条直线l1,l2的斜率分别为k1,k2,则直线l1,l2的方向向量分别是a=(1,k1),b=(1,k2),于是
l1⊥l2 ⇔a⊥b ⇔a·b=0 ⇔1×1+k1k2=0 ⇔k1k2=–1.
也就是说,
l1⊥l2 ⇔ k1 k2=-1
二、两条直线垂直的判定
对于斜率分别为k1,k2的两条不重合的直线l1,l2,有
l1 ⊥ l2 k1 · k2=-1
当l1或l2的倾斜角为90°时,若 l1⊥l2 ,则另一条直线的倾斜角为0°;反之亦然.
书P57
例4已知A(-6,0),B(2,6),P(0,3),Q(6,-6),试判断直线AB与PQ位置关系.
例5 已知A(5,-1),B(1,1),C(2,3)三点,试判断△ABC的形状.
书P57
1、判断下列各对直线是否平行或垂直:
(1)经过A(2,3),B(-1,0)两点的直线 l1,与经过点P(1,0)且斜率为1的直线l2;
(2)经过C(3,1),D(-2,0)两点的直线 l3,与经过点M(1,-4)且斜率为-5的直线l4.
平行
垂直
书57练习
2、 试确定m的值,使过A(m,1),B(-1,m)两点的直线与过P(1,2),Q(-5,0)两点的直线:
(1)平行;
(2)垂直.
m=-2
书57练习
课堂小结
l1⊥l2 ⇔ k1k2=–1
l1∥l2 ⇔ k1=k2
数形结合
化归转化
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