登陆注册
8899900000013

第13章 两条直线的位置关系(1)

【教学目标】

(1)熟练掌握两条直线平行与垂直的充要条件,能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系。

(2)理解一条直线到另一条直线的角的概念,掌握两条直线的夹角。

(3)能够根据两条直线的方程求出它们的交点坐标。

(4)掌握点到直线距离公式的推导和应用。

(5)进一步掌握求直线方程的方法。

(6)进一步理解直线方程的概念,理解运用直线的方程讨论两条直线位置关系的思想方法。

(7)通过点到直线距离公式的多种推导方法的探求,培养学生发散思维能力,理解数形结合的思想方法。

【教学建议】

教材分析

1.知识结

2.重点、难点分析

重点是两条直线的平行与垂直的判断;两条直线的夹角;点到直线的距离。

难点是两条直线垂直条件的推导;一条直线到另一条直线的角的概念和点到直线距离公式的推导。

本节内容与后边内容联系十分紧密,两条直线平行与垂直的条件和点到直线的距离公式在圆锥曲线中都有广泛的应用,因此非常重要。

(1)平行与垂直

①平行

在讨论两条直线平行的问题时,教材先假定了两条直线有斜截式方程,根据倾斜角与斜率的对应关系,将初中学过的两直线平行的充要条件(即判定定理和性质定理)转化为坐标系中的语言,用斜率和截距重新加以刻画,教学中应注意斜率不存在的情况。

②垂直

教材上将直线的斜率转化成方向向量,然后利用向量垂直的条件推出两条直线垂直的条件。结合斜率不存在的情况,两条直线垂直的充要条件可叙述为:

l1⊥l2k1k2=-1或k1,k2一个为0,另一个不存在。

(2)夹角

①应正确区分直线l1到l2的角、直线l2到l1的角、直线l1和l2的夹角这三个概念。

l1到l2的角是带方向的角,它是指l1按逆时针方向旋转到与l2重合时所转的角,它与l2到l1的角是不同的,如果设前者是θ1,后者是θ2,则θ1+θ2=π。l1与l2所夹的不大于π2的角成为l1和l2的夹角,夹角不带方向。

当l1到l2的角为锐角α时,则l1和l2的夹角也是α;当l1到l2的角为钝角α时,则l1和l2的夹角也是π-α。

②在求直线l1到l2的角θ时,应注意分析图形的几何性质,找出θ与l1,l2的倾斜角α1,α2关系,得出θ=α2-α1或θ=π-(α1-α2)=π+(α2-α1),然后由k1=tanα1,k2=tanα2联想差角的正切公式,便可把图形的几何性质转化为坐标语言来表示,推导出

tanθ=k2-k11+k1k2

再由l1与l2的夹角与l1到l2的角之间的关系,而得出夹角计算公式

tanα=|k2-k11+k1k2

这种把“形”转化为“数”的方法,是解析几何的基本方法,要认真揣摩。

③对于以上两个求角公式,在解决实际问题时,要注意根据具体情况选用。

(3)交点

①求两条直线的交点问题就是求它们的方程的公共解的问题,这可以由直线的方程与方程的直线的定义来理解。

②在同一平面内,两条直线有三种位置关系:相交、平行、重合,相应的由直线方程组成的二元一次方程组的解有三种情况:有唯一解、无解、无数多个解。但在实际判定时,利用直线的斜率和截距更方便。若l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,则:

l1与l2相交k1≠k2;

l1∥l2k1=k2且b1≠b2;

l1与l2重合k1=k2且b1=b2。

(4)点到直线的距离

①点到直线的距离公式是研究点与直线位置关系的重要工具。教科书借助于直角三角形的面积公式,推导出点到直线的距离公式。在推导过程中,把与两条坐标轴都不平行的线段的长度的计算,转化为与坐标轴平等或垂直的线段长度的计算,从而简化了运算过程。

②利用点到直线的距离公式可推出两平行线l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0

间的距离公式:d|C1-C2|A2+B2。

③点到直线距离公式的推导,有多种方法,应鼓励同学们思考,下面介绍一种较简便的方法。

如右图,设B≠0,过点P(x0,y0)作直线l1:Ax+By+C1=0的垂线,垂足为Q(x,y),则有

y-y0x-x0·(-AB)=-1,Ax+By+C=0,

即B(x-x0)-A(y-y0)=0,(1)A(x-x0)+B(y-y0)=-(Ax0+By0+c)(2)

(1)2+(2)2得

(A2+B2)[(x-x0)2+(y-y0)2]

=(Ax0+By0+C)2,

即(x-x0)2+(y-y0)2=(Ax0+By0+C)2A2+B2,

d=|PQ|=|Ax0+By0+C|A2+B2。

当B=0时,上述公式也成立。

(5)当直线中有一条没有斜率时,讨论平行、垂直、角、距离的问题,不必套用以上结论,这时可结合图形几何性质;直接求解。

教法建议

1.本节知识与初中所学的平面几何知识和三角知识联系非常紧密,教学时应加强启发和引导。如学生对两条直线的平行同位角相等的条件已经非常熟悉,因此在研究两直线平行时,应引导学生迅速建立联系:同位角-倾斜角-斜率(直线方程)。又如,在求l1到l2的角θ时,根据图形中角的关系,建立θ与倾斜角a1和a2的联系(有且只有θ=a2-a1或θ=π(a1-a2)两种情况),进而借助三角建立与斜率的关系,得出公式。

2.本节内容中在研究两直线的垂直条件时,由于采用向量这一更高级的工具来处理,显得既简单又深刻。所以教学中应注意向量工具的运用,可让学生尝试用向量推导两直线平行的条件和点到直线距离公式的推导。

3.本节内容新概念不多,但要求推导的内容不少,教学时要坚持启发式的教学思想,重点放在思路的探求和结论或公式的运用上。本节不少内容可安排学生自学和讨论,还要适当增加练习,使学生能熟练地掌握公式,增强学生动手计算的能力。本节还要加强根据已知条件求直线方程的教学。

4.不仅要使学生熟悉用斜率求两直线夹角的公式,也要掌握根据直线方程系数求夹角的方法(即教材中例6的方法),同时会根据所给条件选用。

5.已知两直线的方程会求其交点即可,不必研究两直线方程系数与位置关系之间的关系。

6.在学习点到直线距离公式时,可利用课余时间发动学生寻找更多的推导公式的方法,并通过寻找多种推导公式的方法,锻炼思维,培养能力。

7.本节学完以后学生可以解决很多较复杂、较综合的问题,如对称问题、直线系过定点问题、光路最短与足球射门角度最大等最值问题。教学中应适当安排一些这样的内容,以训练学生思维和培养学生分析问题、解决问题的能力。

【教学设计方案】

点到直线的距离

教学目标

(1)理解点到直线距离公式的推导过程。

(2)会求点到直线的距离。

(3)在探索点到直线距离公式推导思路的过程中,培养学生发散思维、积极探索的精神。

教学用具:计算机

教学方法:启发引导法,讨论法

教学过程

一、引入

点到直线的距离是指过点P作l的垂线,P与垂足Q之间的长度。

问题1已知点P(-1,2)和直线l:2x+y-10=0,求P点到直线l的距离。

(由学生分析、解答)

分析:先求出过P点和l垂直的直线:

PQ:x-2y+5=0,再求出l和PQ的交点Q(3,4)

∴|PQ|=25

如果把问题1一般化就有如下问题:

问题2已知:P(x0,y0)和直线l:Ax+By+C=0(P不在直线l上,且A≠0,B≠0),试求P点到直线l的距离。

二、点到直线距离

分析1:要求|PQ|的长度可以像问题1的解法一样,利用两点的距离公式可以求|PQ|的长度。

∵P点坐标已知,∴只要求出Q点坐标就可以了。

又∵Q点是直线PQ和直线L的交点

又∵直线L的方程已知

∴只要求出直线PQ的方程就可以了。

即:|PQ|←Q点坐标←直线PQ与直线l的交点←直线PQ的方程←直线PQ的斜率←直线l的斜率

(这一解法在课前由学生自学完成,课上进行评价总结)

问:这种解法好不好,为什么?

根据学生讨论,教师适时启发、引导,得出

分析2:如果PQ垂直坐标轴,则交点和距离都容易求出,那么不妨做出与坐标轴垂直的线段PS和PR,如图1所示,显然相对而言|PS|,和|PR|好求一些,事实上,设P到直线的距离为d,R坐标为(x1,y1),S坐标为(x2,y2),则易求:

x1=-Bx0-CA,y2=-Ax0-CB

所以:|PR|-|x0-x1|=|Ax0+By0+CA|,

所以:|PS|=PR2+PS2=A2+B2|AB|×|Ax0+By0+C

根据三角形面积公式:d·|RS|=|PR|·|PS

同类推荐
  • 和中学生一起读《论语》

    和中学生一起读《论语》

    《和中学生一起读》是一位长年潜心于中学语文教学的教师专门为中学生“量身打造”的《论语》读物。书中内容按中学生的关注和需要排列,包括成长快线、君子高洁、智慧魔方、学习修身、孝敬无价、修养丰盈、交友有道、忠信立本、心灵修仁、礼用和贵、诗艺兴观十一章,选取《论语》中最适合中学生诵读的脍炙人口的名句,作适合于中学生的解读,既活泼、丰富、灵动又不失严谨、规范。
  • 学生人道主义的教育(上)

    学生人道主义的教育(上)

    学生德育是指学校按照一定的社会道德要求,有目的、有计划、有系统地对学生进行思想、观念和道德等方面的影响,并通过学生积极的认识、体验与践行,使广大学生形成社会所需要的道德品质。学校德育教育的目标是德育工作的出发点,它不仅决定了学校德育的内容、形式和方法,而且制约着德育工作的基本过程。
  • 布克熊之经典精读系列:老人与海

    布克熊之经典精读系列:老人与海

    《老人与海》本书讲述了一个渔夫的故事。古巴老渔夫圣地亚哥在连续八十四天没捕到鱼的情况下,终于独自钓上了一条大马林鱼,但这鱼实在大,把他的小船在海上拖了三天才筋疲力尽,被他杀死了绑在小船的一边。在归程中,他再遭到一条鲨鱼的袭击,最后回港时只剩鱼头鱼尾和一条脊骨。而在老圣地亚哥出海的日子里,他的忘年好友一直在海边忠诚地等待,满怀信心地迎接着他的归来……
  • 学生的美育素质教育与升级方案(上)

    学生的美育素质教育与升级方案(上)

    素质教育主要着眼干广大学生及社会长远发展的要求,以面向全体学生、全面提高学生的基本素质为根本宗旨,是以注重培养广大学生的态度、能力、促进他们在德智体等方面生动、活泼、主动地发展为基本特征的教育。
  • IN.世界·第十六届全国新概念获奖者作品范本全集·B卷

    IN.世界·第十六届全国新概念获奖者作品范本全集·B卷

    本书为第十六届全国新概念大赛获奖者作品集,作者均为90后的获奖者,每个章节主题独立,构思新颖。本作品依然体现新概作文参赛者不同凡响的创作水准,高手云集,形式多样,内容健康阳光、积极向上,是为千万份新概念稿件的甄选中脱颖而出的佼佼者。他们用丰富细腻的情感和超强的文字,勾勒出了最独特的青春风貌和青春生活,是可读性非常强的作文学习辅导和课外阅读书籍。
热门推荐
  • 林小姐的追夫日常

    林小姐的追夫日常

    高中的时候她就定了目标,后来的她就一直朝着这个目标努力着。一路走来有笑有泪,但她从未后悔。
  • 帝君老婆是凤凰

    帝君老婆是凤凰

    初见时她还是个娃娃。再见时,他入了凡尘,当了个电竞选手。她来到他所在的世界。欠着他的情,她用直播挣钱还他。他咬牙切齿。“小凤凰,报答恩情是要以身相许才好!”奈何这只凤凰灵智开了一半。智商过高,情商未满。他只好开始慢慢追妻路。他一改往日冷漠无情,变成外冷心热的巨型犬,开始强撩。且看着吧,迟早把她身份证的地址坐实!迟早要让她心甘情愿的进他东极殿!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 神魔狂想纪

    神魔狂想纪

    这个世界,曾经有两个最强大的种族:创世神族、造世魔族。神赋予万物之灵,魔赋予万物之肉,魂肉彼此依附,这片辽阔的大陆上从此有了众多的生灵。但和平没有持续太久,魔族、神族受各自族人挑拨。非我族类,其心必异。终于神魔一战,两败俱伤。这场大浩劫造成了两个结果,其一,神族无力维持本族昌盛,其各族神力锐减,化而为人,力量和兽人,精灵等种族无异,魔族同样失去大量魔力,隐匿于北域魔镜,就此少有魔族出现在北境之外。其二,部分神族无法接受于自己的造物一道的境遇,隐居于大陆各处,他们的神法渐渐变成秘法,很少现世。那场浩劫之后的万年,再无神族。可,我若逆天改命,再化为神,这世界又该如何?这,是我成神前的故事,浩劫之后,第一神的故事。
  • 网游之烈焰焚天

    网游之烈焰焚天

    人生中有几个美好的早晨,徐源遇到了一位如罂粟一般女孩。平淡的日常让徐源缓缓沉浸其中,直到他知道关于那个女孩的一切的时候。徐源缓缓点燃了自己居住了十几年的家,尽管前天的粉色温存依然如画一般萦绕脑海,但是今天,徐源不再是徐源,他要化身成最凶猛的烈焰,焚尽世间的一切。
  • 还未老

    还未老

    我的遗失的青春,送给你的未来,命运让我们藕断丝连。
  • 千年时空穿梭

    千年时空穿梭

    少女夏浅念意外获得穿越时间的能力,她将如何使用自己的奇妙能力?
  • 天下妖武

    天下妖武

    妖怪,你以为长个人样本少爷就能放过你?皇帝老儿见了本少爷,都得叫我一声大师。小样,以为坐了飞机就能跑?看我霸气神功……
  • 英雄联盟之杀手天下

    英雄联盟之杀手天下

    “我是能让世人陷入恐慌的杀手。”“我是专门抓杀手的赏金猎人。”“我是能一个打十个的武气家!”“你们都是人,我是吃你们的鬼虫爸爸!”“......”【末世的鬼影下,生命沦为食物。】【死亡的竞赛中,意志突破数据。】【城市大地之上,最强之战展开。】这世上,还有许多不同寻常的强者,他们的身影逐渐出现在众人的眼前,以可怕的力量,震惊全球。专治头疼党的故事简介:沈年,一个使用飞刀的极影杀手,当他获得了英雄联盟系统之后,可以召唤出一群拯救世界的英雄杀手。
  • TFBOYS之红衣白

    TFBOYS之红衣白

    “你若还喜欢我那请你…将我两断”“不。”“这样…你就可以…逃脱了啊…”“钟情于你,认真而怂,从一至终,明白吗?”