第一章 直线教案 直线方程的点斜式、斜截式 教案由刀豆文库小编整理,希望给你工作、学习、生活带来方便,猜你可能喜欢“直线点斜式方程教案”。
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http://www.daodoc.com 第一章 直线教案 直线方程的点斜式、斜截式教案
教学目标
1.通过教学,学生能掌握直线方程的两种表现形式,即点斜式、斜截式.
2.通过教学,提倡学生用旧知识解决新问题;尊重从特殊→一般→特殊的认识规律. 3.培养学生的探索、概括能力,同时也培养学生思维的科学性与创造性. 教学重点与难点
引导学生根据直线这一结论探讨确定一直线的条件,并会利用探讨出的条件求出直线的方程. 教学过程
师:在初中,我们学习过一次函数y=kx+b及其图象l(一条直线),下面请同学们思考以下几个问题: 1.对函数y=kx+b来说,当不区分自变量x和 y时,我们可以将y=kx+b叫做什么?(二元一次方程)2.对于直线l来说,k和b在l中表示什么?(“k”表示直线 l的方向,其值满足 k=tanθ,因此,把 k叫做直线 l的斜率;“b”表示直线l与y轴交点的纵坐标,又叫做直线l在y轴上的纵截距.)
3.方程y=kx+b与直线l之间存在着什么样的关系?(以这个方程的解为坐标的点都是这条直线上的点;反之,这条直线上的点的坐标都是这个方程的解,这时,这个方程就叫做这条直线的方程,这条直线叫做这个方程的直线.)师:你怎么知道以方程y=kx+b的解为坐标的点都是直线l上的点呢?你都验证了吗? 生:„„
师:事实上,可以证明
证明:设P(x1,y1)在l上,则由相似三角形性质,所以y1=kx1+b,即(x1,y1)是方程y=kx+b的解. 反之:设(x1,y1)是y=kx+b的解,则
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师:通过上述问题,我们弄清了方程y=kx+b的解和直线l上的点之间的关系,它们是一种什么关系呢? 生:一一对应关系.
师:很好!有了这种一一对应关系,那么我们在研究直线时,就可以通过方程来考虑,这也正是解析几何研究问题的基本思想.
现在我们不妨考虑一下,如果把直线当做结论,那么,确定一条直线需要几个条件? 生:两个条件. 师:哪两个条件?
生甲:需要知道k和b的值就可以了.
生乙:因为两点确定一条直线,所以只要知道两个点就可以确定一条直线. 师:两位同学说得都很好,还有其它条件吗? 生:„„
师:好!大家提出了许多种,今天先讨论其中的两种.若已知k、b,求直线方程. 生:设P(x,y)为l上任意一点,由经过两点的直线的斜率公式得:
师:推导过程很正确!我们能不能把题目再引申一下,使其更具有一般性?
生:把条件改为:已知直线l的斜率为k,且经过点P1(x1,y1),求直线l的方程. 师:条件改得很好!能解决这个问题吗? 生:设P(x,y)为l上任意一点,根据经过两点的直线的斜率公式得:
师:在解决上面的两个问题中,大家都用到了k值,若k不存在的情况下其直线方程怎么表示? 生:若k不存在,则直线方程为x=0或x=x1.
师:很好!把上面的问题归纳一下,应分为几种情况加以考虑? 生:两种.
1)当k存在时,经过点P1(x1,y1)的直钱方程为y-y1=k(x-x1); 2)当k不存在时,经过点P1(x1,y1)的直线方程为x=x1.
师:总结得不错!通过总结,大家注意到,在运用方程y=kx+b和y-y1=k(x-x1)解决问题时的前提条件是k存在.另外要知道这两个方程之间的联系,即方程y=kx+b是方程y-y1=k(x-x1)的特殊形式,但两个方程表示的图形都是直线.为了以后应用起来方便,我们不妨给这两个方程分别取个名字.下面请大家集思广益,给这两个方程取个贴切、易记的名字.
生:直线方程y-y1=k(x-x1)是由直线上一点和直线的斜率确定的,因此,可以叫做直线方程的点斜式;直线方程y=kx+b是由直线的斜率和它在y轴上的截距确定的,所以,可以叫做直线方程的斜截式.
师:这两个名字都指出了方程存在的前提条件,因此,便于同学们理解和记忆,以后大家可以继续使用.下面请大家根据今天课上所讨论的内容解决有关问题.
例1 已知直线l的倾斜角为0°,求直线l经过一点P1(x1,y1)的方程.(打投影仪)学生口答:利用点斜式得直线l的方程是y=y1.
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http://www.daodoc.com 例2 已知直线l的倾斜角为90°时,求直线l经过一点P1(x1,y1)的方程.(打投影仪)学生口答:因为直线l的斜率不存在,所以经过点P1(x1,y1)的直线方程为x=x1.
例3 一条直线经过点P1(-2,3),倾斜角α=45°,求直线的方程,并画出图形.(打投影仪)师:这是课本的例题,解完后自行对照课本.(同时请一位同学板演)师:通过前面的学习和应用,请同学们总结一下,确定一条直线需要几个独立条件? 生:两个.
师:如果已知直线l过一点,能否确定直线在坐标系中的位置?
生:不能确定,可以得到无数条经过这一点的直线.(教师可以用电脑演示)
师:若只知道直线l的斜率呢?
生:可以得到无数条斜率相同的直线.(教师用电脑演示)师:像这样的问题在我们今后学完有关直线的问题以后再做进一步探讨.本节课需要大家理解;确定一条直线必须具备两个独立条件,并且会根据所给条件求出直线的方程.
下面,请大家回忆一下本节课所讨论的内容.
生:知道了直线方程的两种表现形式:点斜式、斜截式. 师:应用这两个方程时应注意什么? 生:注意方程存在的条件是k存在.
师:在今天这节课上,有的同学还提到了另外几种确定一条直线的条件,请同学们课下思考. 作业:第20页,练习1,2,3.
第26页,习题二:1,2(1)、(2)、(3). 设计说明
本节课的教学过程主要有以下几个部分:
1.复习引入,通过问题逐步引导学生发现方程y=kx+b与直线l的一一对应关系,从而为研究直线即可通过研究方程而得到.
2.提出问题:
1)确定一条直线需要具备几个独立条件? 2)根据条件求出直线的方程. 3.需猜想:
1)确定一条直线需要知道k、b即可;
2)确定一条直线需要知道直线l经过两个已知点; 3)„„
4.根据猜想:已知k、b,求直线l的方程;已知k,点P1(x1,y1),求经过点P1和斜率为k的直线方程. 5.得到直线方程的点斜式、斜截式及方程存在的条件.
6.已知一个条件,不能确定唯一的一条直线,进一步体会确定一条直线需要具备两个独立条件. 7.例题、小结、作业.
第一个环节的设计主要考虑了初、高中数学教材中相关知识点的衔接.因为搞好初、高中数学教学的衔接,从教学管理的角度看,适应学生的心理特征及认知规律.为此,从初中代数中的一次函数y=kx+b引入,自然
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http://www.daodoc.com 地过渡到本节课想要解决的问题,即求直线的方程的问题上去.在引入过程中,注意先帮助学生弄清直线与方程为一一对应关系,理解了要研究直线可从研究方程入手,以及要研究方程的特征,也可以从研究直线考虑,突出了解析几何研究问题的思想方法.
第二、三、四环节的设计体现了解析法的基本思想在于把几何问题代数化,图形性质坐标化,其框图如下:
考虑到传统的教学模式都是根据已知条件求结论,按照“MM教育方式”,应培养学生的探索性,因此在注重学生思维的科学性上,设计了根据直线这一结论,先猜想确定一条直线的条件是什么?然后再根据猜想得到的条件求直线的方程.从教学内容上没有脱离教材,但从教法上比较注重创设问题情境,揭示知识的形成发展过程,不仅要让学生知其然,更应让学生知其所以然,帮助学生把研究的对象从复杂的背景中分离出来,突出知识的本质特点,讲清知识的来龙去脉,揭示新知识(根据已知条件,求出直线的方程)的提出过程,使学生对所学知识理解得更加深刻.
关于直线的许多问题中,都要涉及到斜率和截距的问题,用斜率和截距来解决有关问题也是高中学生学习的需要.另外,在学生得出直线方程的点斜式和斜截式之后,教师要有意识地引导学生注意这两个方程的存在条件是k存在,若k不存在时应作为特殊情况加以考虑,在此涉及到了分类讨论的思想.
在高中数学中,用斜率和截距来解决直线及其方程的问题,其中以下两种题型必不可少. 1.已知直线方程研究其几何性质的问题
例1 如果AC<0且BC<0,那么Ax+By+C=0不通过[ ].
分析
由AC<0且BC<0可得 AB>0,直线 Ax+By+C=0的限,故选(C).
显然,直线的斜率和截距是刻画直线几何性质的,是研究这类问题的关键. 2.求直线方程
例2 在平面直角坐标系xoy中,过点P(-3,4)且与直线OP夹角
例3 过点(5,2)且在两坐标轴截距相等的直线方程是____.
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http://www.daodoc.com 分析 两坐标轴截距相等包含了两种情况:截距不为零,截距为
直线过原点和点(5,2),可求得直线方程为2x-5y=0,所以 所求直线方程为x+y-7=0或2x-5y=0.
例4 求过点P(0,1)的直线l的方程,使l夹在两直线l1∶x-3y+10=0与l2∶2x+y-8=0之间的线段恰被P点平分.
解 设过点P(O,1)的直线方程为y=kx+1(斜率k不存在时,显然不满足条件),与直线l1、l2分别交于A、B两点(如图1-19)
上述几例是用待定系数法求直线方程,解这类题的要点是:通过对已知条件的分析,寻求满足直线方程的两个独立条件,列出直线方程求待定系数.在使用直线方程时要注意,方程成立的条件,如点斜式、斜截式要求斜率存在,截距式要求截距不为零等.
为了使学生理解求一条直线的方程需要具备两个独立条件,在本节课的最后部分我们强调直线若满足一个条件,那么这条直线是不能唯一确定的,所以在直线这一章学完以后,还要准备适当地补充直线系的概念及直线系的基本类型题.
一般地,我们把满足一个共同条件的直线的集合(直线的系列)称为一个直线系,把满足直线系的方程叫做直线系方程.
直线系的基本类型有:平行直线系(直线系中的所有直线的斜率k是同一个常数);共点直线系(直线系中的直线都过同一个点).
引理
若两相交曲线为C1∶f(x,y)= 0,C2∶g(x,y)=0,则曲线系C∶f(x,y)+λg(x,y)=0(参数λ∈R),必通过C1与C2的所有的交点.
定理 已知两条相交直线l1∶a1x+b1y+c1=0和l2∶a2x+b2y+c2=0,则a1x+b1y+c1+λ(a2x+b2y+c2)=0是过l1和l2交点的直线系(不包括l2),式中的λ是一个任意实数.
例1 填写满足下列条件的直线系方程(1)斜率为-2的直线系方程是(y=-2x+b).
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(3)经过点(-2,-3)的直线系方程是(y+3=k(x+2)或x=-2).
例2 应用上述定理,求经过l1∶2x-3y+2=0与l2∶3x-4y-2=0的交点,且分别满足下列条件的直线方程.(1)过原点;
(2)平行于直线2x-y-6=0;(3)垂直于直线4x+3y-4=0. 解
过l1、l2交点的直线系是:
l∶2x-3y+2+λ(3x-4y-2)= 0,① 即:(2+3λ)x+(-3-4λ)y+(2-2λ)=0,②(1)因为l过原点,所以2-2λ=0,λ=1代入②得: 5x-7y=0.
(2)因为 l平行于直线2x-y-6=0,2x-y-18=0.
(3)因为l垂直于4x+3y-4=0,所以4(2+3λ)-3(3+4λ)=0,即-1=0,此方程无解.
这说明①中不存在与直线4x+3y-4=0相垂直的直线,事实上,①不含l2,而l2恰恰是过l1,l2交点且与4x+3y-4=0垂直的直线,所以 所求直线就是l2∶3x-4y-2=0.
例3 不论 m取什么值,直线(2m-1)x+(m+3)y-m+11=0必过一定点,试证明之,并求此定点.
x=2,y=-3.
将x=2,y=-3代入直线系方程左边,则
(2m-1)·2+(m+ 3)·(-3)-m+ 11= 0,即证明直线系过定点(2,-3). 解法二
将原方程变形为:
(-x+3y+11)+m(2x+y-1)=0,这是经过以下两直线交点的直线系
解方程组,得这两条直线交点坐标为(2,-3),不论m取何值时,已知直线必过点(2,-3).
以上是教案设计过程中的几点说明,此外,在教学过程中还应重视数学思想方法和数学语言的教学.因为数学思想方法是数学知识的精髓,是知识转化为解决问题能力的桥梁.数学语言是进行数学思维和数学交流的工具,注重数学语言训练,有助于理解数学知识和方法,有助于数学交流,有助于学生的数学应用意识的培养.为此,本教案中涉及到了由特殊→一般→特殊的认知规律,运用了归纳、猜想等合情推理方法,在每个环节的设计中,要求学生对每一个问题都要独立思考,在学生遭遇挫折后,要引导他们进行正确归因,帮助他们找出症结,加强个别指导,激发不同层次的学生的学习兴趣.
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