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教學(xué)過(guò)程:
一、 課程導(dǎo)入
師:在幾何問(wèn)題的研究中,我們常常直接依據(jù)幾何圖形中點(diǎn)、線、面的關(guān)系研究幾何圖形的性質(zhì)?,F(xiàn)在我們采用另一種研究方法——坐標(biāo)法來(lái)研究幾何問(wèn)題。坐標(biāo)法是在坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上,把幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題,通過(guò)代數(shù)運(yùn)算研究幾何圖形性質(zhì)的一種方法,這門(mén)科學(xué)稱為解析幾何。
師:我們都知道解析幾何是17世紀(jì)法國(guó)數(shù)學(xué)家笛卡爾和費(fèi)馬共同創(chuàng)立的。解析幾何的創(chuàng)立是數(shù)學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)重要的里程碑,數(shù)學(xué)從此由常量數(shù)學(xué)進(jìn)入變量數(shù)學(xué)時(shí)期。解析幾何由此成為近代數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)之一。
師:本章我們主要研究的是直線與方程,這是我們?cè)诔踔芯褪煜さ闹R(shí),當(dāng)時(shí)是在函數(shù)的觀點(diǎn)下進(jìn)行的,是借助于“形”研究“數(shù)”的問(wèn)題,從今天開(kāi)始要轉(zhuǎn)化一個(gè)角度,利用坐標(biāo)系,借助于“數(shù)”研究“形”的問(wèn)題,也就是用“坐標(biāo)法”進(jìn)行研究。這節(jié)課我們將研究最基礎(chǔ)的知識(shí)--直線的傾斜角和斜率,在學(xué)習(xí)過(guò)程中體會(huì)和感受解析幾何研究問(wèn)題的基本方法和思想。
二、 新課講解
師:老師這里有幾個(gè)問(wèn)題需要同學(xué)們幫老師解答一下,首先請(qǐng)你在平面直角坐標(biāo)系中畫(huà)出兩條直線,并說(shuō)出他們的不同之處。
(1) (2)
生:圖(1)中的兩條直線都經(jīng)過(guò)點(diǎn)P , 但“傾斜程度”不同。圖(2)中的兩條直線“傾斜程度”相同,但沒(méi)有公共點(diǎn)。
師:那么直線的傾斜程度是以什么為參照的?
生:以x軸或y軸為基準(zhǔn)都可以,習(xí)慣上以x軸為基準(zhǔn)。(教師引導(dǎo))
師:在平面直角坐標(biāo)系中,如何確定一條直線的位置?
生:(1)兩點(diǎn)確定一條直線; (2)一點(diǎn)及直線相對(duì)于x軸的“傾斜程度”。
師:兩直線相交可以形成4個(gè)角,你愿意選擇哪個(gè)角來(lái)描述直線的傾斜程度呢?
生:用圖中的∠1。這個(gè)角就叫做直線的傾斜角。(教師引導(dǎo))
師:我們?cè)賮?lái)這個(gè)問(wèn)題。在平面直角坐標(biāo)系中,過(guò)一點(diǎn)的任意直線相對(duì)x軸的位置有哪些情形?請(qǐng)畫(huà)出這些直線的傾斜角,并用你自己的語(yǔ)言說(shuō)說(shuō)傾斜角的三要素。
(1) (2) (3) (4)
師:根據(jù)同學(xué)們剛才的回答,我們可以得到傾斜角的定義:在直角坐標(biāo)系下,以x軸為基準(zhǔn),當(dāng)直線與
軸相交時(shí),
軸正向與直線
向上方向之間所成的角
,叫做直線
的傾斜角。規(guī)定:當(dāng)直線
與
軸平行或重合時(shí),它的傾斜角為0
。
師:那么老師又有問(wèn)題了,根據(jù)定義,傾斜角α的取值范圍是什么呢?
生:0180
。
師:我們繼續(xù)思考:生活中,我們都有過(guò)爬山、爬坡的體驗(yàn),你還知道表示傾斜程度的量嗎?請(qǐng)舉例。
生:可以用坡角與坡度來(lái)表示。
師:那么坡度的定義是什么?
師:我們也可以用直線的傾斜角的正切來(lái)表示直線的傾斜程度即直線的斜率。斜率的定義:傾斜角不是90的直線,其傾斜角的正切值叫做這條直線的斜率。即
。
師:接下來(lái),同學(xué)們完成下面的表格1,并分析直線的傾斜角不同時(shí),直線的斜率取值是否也不同,在此基礎(chǔ)上總結(jié)斜率的意義。
表1
30o | 45o | 60o | 120o | 135o | 150o | |
k=tan |
師:除此之外,同學(xué)們根據(jù)三角函數(shù)的相關(guān)知識(shí),思考當(dāng)傾斜角α在[0,180
)內(nèi)變化時(shí),斜率k如何變化?并填寫(xiě)表2。
表2
| 0o<α<90o | α=90o | 90o<α<180o |
K的取值范圍 | |||
k關(guān)于 |
生:傾斜角α是90 o的直線沒(méi)有斜率;傾斜角α不是90 o的直線都有斜率;傾斜角不同,直線的斜率也不同。斜率大于0的直線的傾斜角為銳角,并且斜率越大傾斜角越大;斜率小于0的直線的傾斜角為鈍角,并且斜率越小傾斜角越大。因此,我們可以用斜率表示直線的傾斜程度。
師:我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了坐標(biāo),那么如果已知直線將過(guò)兩點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2),試用點(diǎn)P1 、P2的坐標(biāo)表示直線的斜率k?
生:經(jīng)過(guò)兩點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1 x2)的直線的斜率公式是:
。
三、 鞏固練習(xí)
師:下面我們看幾道練習(xí)題。(教師指導(dǎo)學(xué)生回答)
例1.如圖,已知A(3,2),B(-4,1),C(0,-1),求直線AB,BC,CA的斜率,并判斷這些直線的傾斜角是銳角還是鈍角。
例2.在平面直角坐標(biāo)系中,畫(huà)出經(jīng)過(guò)點(diǎn)(-1,2)且斜率分別為1,-1,和2的直線。
四、小結(jié)
師:請(qǐng)同學(xué)們談?wù)勀阍谶@節(jié)課中學(xué)到哪些知識(shí)、思想方法和解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)?
生:1.明確了確定直線位置的幾何要素。(兩種)2.理解了刻畫(huà)傾斜程度的量(傾斜角與斜率),知道了求斜率的兩種方法(定義法、坐標(biāo)法)。3.經(jīng)歷了用代數(shù)方法刻畫(huà)斜率的過(guò)程,感受了數(shù)形結(jié)合與全面認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)之上的分類(lèi)討論的數(shù)學(xué)思想。
五、作業(yè)
師:同學(xué)們回去之后想一想還有什么辦法可以計(jì)算直線的斜率。
師:本節(jié)課是解析幾何的第一課,“坐標(biāo)法”是本課內(nèi)容蘊(yùn)含的核心思想方法,也是解析幾何研究問(wèn)題的核心思想方法,同學(xué)們要好好掌握。下課。
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