2.1.1 直线的倾斜角和斜率
【学习目标】
1、理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线的斜率公式。
2、培养学生的数形结合思想及公式应用能力。
3、通过创设问题情景和多媒体教学,让学生在参与中感受和体验数学美,激发学生的学习兴趣和求知欲望。
【课前学习】自主学习课本61-64页。
一、直线的确定
问题1:我们知道,两点确定一条直线.一点能确定一条直线的位置吗?过定点O(0,0)的直线有多少条?(请在坐标系中画出来)
问题2:与x轴正方向所成的角等于30º的直线位置能确定吗?(请在坐标系中画出来)
问题3:过原点且与x轴正方向所成的角为30º的直线有多少条?(请在坐标系中画出来)
结论:确定直线位置的两要素 、 。
二、直线的倾斜角
定义:在平面直角坐标系中,对于一条与x轴相交的直线,把
按 绕着 旋转到 所成的角,叫做直线的倾斜角.通常倾斜角用表示。我们规定当与x轴平行时,的倾斜角为 。
问题1:把谁旋转?怎么样旋转?旋转到什么位置?
问题2:你能总结直线倾斜角的范围吗?
辨析练习:
下图中标的直线的倾斜角对不对?若不对,请用彩笔标出正确的角!
【自我评价】我会在图中找倾斜角吗,会( )or不会( )
三、直线的斜率
在日常生活中,我们用坡度来刻画道路的“倾斜程度”,坡度即坡面的铅直高度和水平长度的比,这个比值表示了坡度的大小。类比地,为了用坐标的方法刻画直线的倾斜角,我们引入了直线的斜率的概念。
1、斜率的定义:
斜率定义:直线上两点的纵坐标改变量与相应横坐标改变量的比。我们经常用k来记斜率。
2、斜率公式
思考:由斜率的定义出发,已知直线上两点的坐标,如何计算直线的斜率?
(1) (2)
给定两点P1 ( x1 ,y1) P2 ( x2 ,y2), 并且x1 ≠x2,如何计算直线P1 P2的斜率k.试着写出对应(1)(2)的两点的斜率计算公式!(I can do it)
K=
并且时,k 0,90°<<180°时,k 0。
【温馨提示】:学习了三角函数之后,会介绍斜率的另外一种定义,即。
特殊情形:
(1)的直线的斜率(作图研究)
当时,此时直线 x轴。由 可知,纵坐标的改变量为 ,故此时直线的斜率为 。
(2)的直线的斜率(作图研究)
当时,此时直线 x轴。由 可知,横坐标的改变量为 ,即分母为零无意义。故倾斜角为90°的直线斜率 。
【小试牛刀】
训练1:根据下列图中直线的倾斜角,并判断各自斜率的符号
训练2:已知直线的倾斜角求直线的斜率:
【最后思考】倾斜角和斜率的变化关系:
(1)0°≤90时,斜率是非负的,倾斜角增大时,直线的斜率如何变化?(提示:由训练2总结)
(2)90°<<180°时,斜率是负的,倾斜角增大时,直线的斜率如何变化?
训练3: 求过已知两点的直线的斜率:
(1)直线PQ过点P(2,3),Q(6,7).
(2)直线AB过点A(3,5),B(4,-2).
变式1:已知直线PQ过点P(1,5),Q(m,7),且直线PQ斜率为2,求m的值。
变式2:已知点P(1,2),Q(n,3),R(-3,-1)在一条直线上,求n的值。
【课堂小结】
1、 2、
3、 4、
【思想升华】
数形结合思想、类比思想、由特殊到一般的思想、几何问题代数化
【作业布置】课本65页4、5.
【课后反思】
我的收获:
青年教师教学能力大赛
教
学
设
计
授课教师: 杜引娜
授课班级: 高一.17班
授课内容: 《直线的倾斜角和斜率》
授课时间: 45 分钟
设计时间: 2014.12.16
《直线的倾斜角和斜率》教学设计
一、 设计理念
依据新课程改革理念,结合教参上的指导,我将本节课的内容依据学生现有的知识水平进行了微调。新课标对本节的内容要求是注重知识的发生与发展过程,同时要借助几何直观理解代数关系。因此本节课主要通过问题串的形式引导学生进行自主探索,体会结论生成的过程。
结合我校五步自主教学法的精神思想,本节课采用导学案形式教学,教学过程力求体现学生的主体地位,设置了不同形式的教学活动,使学生充分参与课堂,激发学生对数学的兴趣。
二、 教学内容分析
北师大版高中数学必修2第二章第一节《直线的倾斜角和斜率》是“解析几何初步的开头课”,是学生在初中学习了“一次函数的图像”和“平面几何中的直线”的基础上,开始用新的方法(坐标法)研究“直线的特征”。
直线倾斜角和斜率是解析几何的重要概念之一,本节课不仅要理解两个概念、得到一个公式,更要了解几何问题代数化的过程。“坐标法”与数形结合思想是本课内容蕴含的核心思想,强调“坐标法”是解决解析几何问题的基本方法。渗透解析几何的基本思想方法。
三、 地位作用分析
本节课担负着开启全章的重任,这节课的教学内容,能使学生经历几何问题代数化的过程,并初步了解解析几何研究问题的基本思想方法,体会坐标法。
从知识点上看,倾斜角是一个桥梁,利用它可以将直线的位置关系问题转化为斜率问题,而斜率在建立直线方程,研究直线的几何性质时起着重要铺垫的作用。
综上,本节课有着开启全章,奠定基调,渗透方法,明确方向的作用。
四、 学习者分析
由于学生对三角知识的掌握仅停留在初中水平上,还不够全面、系统。因此教材对直线的斜率的处理,与传统方法不同,以往的教材是用正切来定义斜率,但是的正切学生并未学习,考虑到知识所限,所以教材中以坡度引入斜率,将斜率定义为直线上两点的纵坐标改变量与相应横坐标改变量的比。这样,既克服了困难同时也蕴含了导数的思想。对于正切定义斜率可以在学生学习了三角函数之后进行详细补充。其次,学生在以往的几何学习中对坐标已经有了感知,这会对本节课的学习产生很大的辅助作用。同时,授课班级的学生作图习惯还有待提高,因此,在教学过程中要注重学生良好作图习惯的培养。
五、 三维目标
1. 知识目标:
(1) 让学生经历倾斜角这个反映倾斜程度的几何量的形成过程,能自然理解倾斜角的概念。
(2) 通过对坡度概念回顾,经过教学使学生能把此知识迁移到直线的斜率中,并理解斜率的定义。
(3) 经历用代数方法刻画直线斜率的过程,使学生初步掌握过已知两点的直线的斜率坐标公式。
2. 能力目标:
(1) 通过直线的倾斜角概念学习和直线倾斜角与斜率关系的揭示,培养学生观察、探索、和抽象概括能力,运用数学语言的表达能力,数学交流与评价能力。
(2) 通过斜率概念的建立和斜率公式的推导,帮助学生进一步理解数形结合思想,渗透辩证唯物主义思想,渗透几何问题代数化的解析几何研究思想。
3. 情感目标:
(1) 通过自主探究与合作交流的教学环节的设置,激发学生的学习热情和求知欲,充分体现学生的主体地位。
(2) 过通过数形结合的思想和方法的应用,让学生感受和体会数学的魅力,培养学生的数学意识和科学精神。
六、 教学重点和难点
1. 教学重点:
(1) 直线倾斜角与斜率概念;
(2) 推导并掌握过两点的直线斜率公式;
(3) 体会数形结合及分类讨论思想的应用.
2. 教学难点
(1) 斜率概念的学习和过两点斜率公式的建立过程.
七、 教学方法
为了有效实现本课教学目标,结合学生的知识水平,安排了导学案模式教学,使学生充分预习并带着问题学习。在教学过程中采用类比联想、研究探讨、启发引导、建构模型、归纳辨析等方法,使学生自得知识,讲练结合,直观演示等,使教学更富趣味性和生动性;使学生学有新思、思有所得,练有所获。
八、 教学资源:
1. 导学案、课本。
2. 多媒体课件、板书。
九、 教学过程
环节 |
教师活动 |
学生活动 |
设计意图 |
新课引入 |
直接引入:无疑直线是我们最熟悉的平面图形,本节课的学习内容即围绕着直线的特征展开。 展示本节课教学目标及重、难点: 教师板书标题:2.1 直线的倾斜角和斜率 情景设立: 思考:跷跷板的位置固定吗? 直线的确定(导学案完成) 问题1:我们知道,两点确定一条直线.一点能确定一条直线的位置吗?过定点O(0,0)的直线有多少条? 问题2:与x轴正方向所成的角等于30º的直线位置能确定吗? 问题3:过原点且与x轴正方向所成的角为30º的直线有多少条? 结论:在平面直角坐标系中,确定直线位置的几何条件是:已知直线上的一个点和这条直线的方向。 板书:1、确定直线:一个点、一个方向 |
学生大声诵读本节课的教学目标。 学生齐答:不固定。 通过几何画板动态演示,结合导学案回答问题: 学生完成1:一点不能确定。过O点有无数条直线。 学生完成2:不能确定,有无数条。 学生完成3:有且仅有一条,并在对应图上找出来。 学生讨论归纳,得到确定直线的两个要素:一个点,一个方向(倾斜程度) |
运用学生熟悉的并且有体验的生活实例,以趣引思,激发学生学习热情。 回顾旧知,思考新问题。 动态演示,使学生直观感受问题答案。 经过问题1、2、3的连续式探究,让学生易于得到确定直线的两个要素。 通过学生个别学习,互相探讨,由师引导学生自主归纳总结出结论,有利于学生知识迁移和能力提高。 |
新知探究 |
探究1:直线的倾斜角 我们在确定直线的方向时,用倾斜程度来刻画,下面给倾斜程度一个具体的体现——倾斜角。 1、倾斜角的概念: 在平面直角坐标系中,对于一条与x轴相交的直线,把轴(正方向)按逆时针方向绕着交点旋转到和直线重合时所成的角,叫做直线的倾斜角.通常倾斜角用表示。我们规定当与x轴平行时,的倾斜角为0º。 问题1:把谁旋转?怎么样旋转?旋转到什么位置?(结合几何画板动态演示) 问题2:你能总结直线倾斜角的范围吗? 辨析练习: 下列图中标出的直线的倾斜角对不对? 板书:2、倾斜角: 范围: |
学生阅读概念。 学生回答1:将x轴按逆时针方向绕着交点旋转到和直线重合。 学生分组讨论回答2: 学生回答练习:按照倾斜角的定义只有第三幅正确。 |
通过问题1使学生弄清楚倾斜角具体是怎么作出来的。 问题2开放性比较强,有助于学生发散思维,但最终可以回归到范围上。 通过辨析练习,让学生在实际问题中会应用概念解决问题,从而更加熟悉倾斜角的概念。 |
新知探究 |
探究2 :斜率 在平面直角坐标系中,直线的倾斜角刻画了直线的倾斜程度。在日常生活中,我们用坡度来刻画道路的“倾斜程度”,坡度即坡面的铅直高度和水平长度的比,这个比值表示了坡度的大小。 类比地,为了用坐标的方法刻画直线的倾斜角,我们引入了直线的斜率的概念。 1、斜率: 直线上两点的纵坐标改变量与相应横坐标改变量的比。我们经常用k来记斜率。 2、过两点的直线斜率的计算公式: 如图(1)所示,已知两点P1(x1 ,y1), P2(x2 ,y2),并且x1 ≠x2,如何计算直线P1 P2的斜率k。 若所给图如(2),表达式形式是否会发生变化? |
学生观察图片,体会坡度这个量,并且类比联想。 学生感知斜率的定义并思考如何表示过两点的直线的斜率。 学生按照斜率的定义写出对应图的斜率计算公式。 经历再探究,学生得到斜率公式: |
通过实物图学生直观感受“坡度”引发知识迁移,类比联想。 斜率的定义得来学生易于理解并且容易接受。 通过不同角的范围对应的计算式,得到统一的斜率计算公式。 |
新知探究 |
结论: 并且时,k0 90°<<180时,k<0 【温馨提示】:后面学习了三角函数之后,我们会介绍斜率的另外一种定义,即。 3、特殊情形: (1)的直线的斜率 由 可知,当时,纵坐标的改变量为零,故此时直线的斜率为零。 (2)的直线的斜率 由 可知,当时,横坐标的改变量为零,即分母为零无意义。故倾斜角为90°的直线斜率不存在。 训练1: 标出下列图中直线的倾斜角,并说出各自斜率的符号?(PPT展示) 训练2:已知直线的倾斜角求直线的斜率 (1) (2) (3) (4) 【思考交流】倾斜角和系斜率的变化关系:(几何画板动态演示) (1)0°≤90时,斜率是非负的,倾斜角变化时,直线的斜率如何变化? (2)90°<<180°时,斜率是负的,倾斜角变化时,直线的斜率如何变化? 结论: (1)0°≤90°时,斜率是非负的,倾斜角越大,直线的斜率就越大; (2)90°<<180°时,斜率是负的,倾斜角越大,直线的斜率就越大。 训练3: 求过两点的直线的斜率并判断倾斜角: (1)直线PQ过点; (2)直线AB过点 变式1: 已知直线PQ过点P(1,5),Q(m,7),且直线PQ斜率为2,求m的值。 变式2: 已知点P(1,2),Q(n,3),R(-3,-1)在一条直线上,求n的值。 板书: 3、斜率 计算公式: () 时,直线平行于x轴,斜率为零; 时,直线垂直于x轴,斜率不存在。 |
学生探究得到k的符号和对应倾斜角范围的关系。 学生了解斜率的另外一种表示形式。 学生小组讨论推导和时对应的斜率,并得到结论。 学生利用所得结论完成训练1、训练2。 学生探究思考,结合动态变化验证结论。 学生笔记:倾斜角和斜率之间的变化关系。 训练3、变式1、变式2学生板演。 |
斜率的表示形式暗含了导数的思想,为以后学习导数进行铺垫。 介绍斜率的另一种定义,有助于为后续知识学习进行延续。 通过自主推导,明确两种特殊的情形,并理解这两种情形出现的原因。 及时训练,巩固知识,熟悉计算公式。 学生通过探究,明白倾斜角和斜率之间的关系,弄清二者之间的变化关系。 训练和变式题目考查学生对公式的应用能力和变通能力。 |
课堂小结与作业 |
(一)引导学生从以下四个方面进行总结: 1、直线倾斜角的定义及范围: 2、斜率的定义: 3、斜率公式: 4、倾斜角与斜率的变化关系: (二)作业:课本第65页:4、5。 |
学生小结:1、2、3、4. 学生记录课后作业 |
通过检查回顾,来掌握学生对知识的理解程度,以便在下一课时纠正错误弥补不足。 |
一、 板书设计
直线的倾斜角和斜率 | |
一、基础知识梳理 1、 2、 3、 |
二、学生练习 训练3: (1)(2) 变式1: 变式2: |