1、7.1 直线的倾斜角和斜率（第一课时）整体设计教学内容分析本节课是全日制普通高级中学教科书（必修）教学第二册（上） （人教版）第七章第 1节课7.1 直线的倾斜角和斜率 。根据实际情况，这是第一课时。本节教学是高中解析几何内容的开始。直线的倾斜角和斜率是解析几何的重要概念之一，是刻画直线倾斜程度的几何要素和代数表示，是平面直角坐标系内以解析法（坐标法）的方式来研究直线及其几何性质(如直线的位置关系、夹角、点到直线的距离等）的基础。通过本节内容的学习，帮助学生初步了解直角坐标系内几何要素代数化的过程和意义，初步渗透解析几何的基本思想和基本研究方法，进一步培养学生对函数、数形结合、分类讨论思想的应
2、用知识。本课有着开启全章，奠定基调，渗透方法的作用。用坐标法解决几何问题是解析几何的主要目标，其本质是抽象的代数语言和直观的集合语言之间的数学对话。教材解析对直线的方程和方程的直线的概念的理解需要一个过程。在本节教学中，将一次函数与其图象的对应关系，直接转换成直线方程与直线的对应关系，只需学生对其有一个初步的了解，为今后学习曲线和方程的概念作准备。直线的倾斜角和斜率都是反映直线相对于 x 轴正方向的倾斜程度的。倾斜角是直接用几何要素反映这种倾斜程度的。斜率等于倾斜角的正切值，是用函数刻画直线倾斜程度的代数表示，定义本身从“数”和“形”两方面沟通了表示直线倾斜程度的内在联系，将直线的倾斜度和实数
3、之间建立对应关系，使几何问题的研究具有了普遍性。由于在解析几何中，通过过两点的直线的斜率公式，把斜率坐标化，在研究直线时比使用倾斜角更方便。因此，它是研究直线问题的重要工具。正确理解斜率的概念，掌握过两点的直线的斜率公式，是学习直线方程，研究直线的位置关系等许多问题的关键。目标与目标解目标：了解直线的方程和方程的直线概念，理解直线的倾斜角和斜率概念，掌握过两点的直线的斜率公式。目标解析：通过斜率概念的构建和斜率公式的探究，经厉几何问题代数化的过程，渗透数形结合、分类讨论的思想方法，强化函数的应用意识，训练学生的逆向思维能力。通过师生的双边活动使学生进一步获得分类讨论、抽象概括等研究数学的规律和
4、方法，培养学生周密思考，主动学习、合作交流的意识和勇于探索的良好品质。教学程序教学情境 学情预设 设计意图情境 师：在初中不与坐标轴平行的直线可以帮助学生回忆初中平面由函数的析教学问题诊断分析1、两点确定一条直线，这是学生知道的，但就已知一点再需要增加什么量才能确定直线，以及如何来刻画这个量，对学生来说有点困难，所以在教学过程中，通过逐个给出的三个问题，让学生在讨论后形成倾斜角的概念。2、斜率概念的学习是本节的难点，学生认为倾斜角就可以刻画直线的方向，而且每一条直线的而倾斜角是唯一的，而斜率却不这样，另外，为什么要用倾斜角的正切定义斜率对学生也有一定的困难，教学中从计算具体的直线的倾斜角入手，
5、通过师生对话探究，从学习斜率的必要性、合理性、完备性三个角度进行突破。3、过两点的斜率概念的建立是本节又一难点，受思维定势影响，在坐标系中，学生应用几何法探究斜率公式是必然，应重视这一方法，除此之外，要积极引导学生应用向量法，把几何要素用点的坐标来刻画描述，使几何问题代数化。教法特点及预期效果分析1、教学上应用新课标理念，以启发式为主。亚里士多德讲：“思维从问题，惊讶从开始” 。通过问题驱动法，采用师生对话的方式，能使学生在讨论探究中激发学习新知识的兴趣和欲望，也可加深对得到概念的理解。2、本节课采用学导式，改变了以往研究斜率的方法，让学生从数、形两个不同的角度对斜率公式进行一个全方位的研究，
6、不仅仅是通过对比总结得到斜率的计算公式，更重要的预期是向学生渗透坐标法，体会向量法的优越性，教师可以真正做到“授之以渔” 。3、应用多媒体教具的电教手段弥补在直观感、立体感和动态感方面的不足，增大了教学内容，增强了学生的思维训练密度。4、通过合作学习，上台展示，让学生在活动中感受教学思想方法之和谐优美。重点难点教学重点：直线的倾斜角和斜率概念，过两点的直线的斜率公式。教学难点：斜率概念的学习和过两点的直线的斜率公式的建立。创设引出课题约3分钟用一次函数来表示，开口向上或向下的抛物线可以用二次函数来表示，这样就把对图形的研究转化为对函数的研究，这里沟通数形关系的桥梁是坐标系。这种以坐标系为桥梁，
7、把几何问题转化为代数问题，通过代数运算研究几何图形性质的方法，叫坐标法。用坐标法研究几何的学科称为解析几何。几何中的相关概念。可指出前面研究问题的方法称为“几何法” ，并提示同学们注意它与今后研究问题所用的“坐标法”有何异同。概念引入解析几何，显得比较自然，学生并不陌生。同时为日后体会“坐标法”解决问题的一般性埋下伏笔。师生互动探究新知约22分钟探究一：直线的方程和方程的直线（约 3 分钟）第一步：作：请同学们在直角坐标系中任意画一个一次函数的图像，并任取一点标上坐标。第二步：想：所画一次函数的解析式是否是方程？如果是，是何方程？第三步：探讨：方程的解和直线上的点有何对应关系？当学生归纳出方程
8、的解和直线上的点存在一一对应关系时，师生共同总结出直线的方程和方程的直线（幻灯片）：以一个方程的解为坐标的点都是某条直线上的点；反之，这条直线上点的坐标都是这个方程的解。这时，这个方程就叫做这条(1)个别学生有可能画出形如“y=a”或“x=a”的图像，应及时指出它们虽不是一次函数，但仍是直线，可引导同学们考虑其中方程的解和直线上的点的关系。为后面分类讨论作准备。(2)学生准确说出方程的解和直线上的点的对应关系有一定的困难，1.直线方程的概念通过一次函数的解析式与图像的对应关系引入比较自然。2.直线方程的概念学习需要一个过程，直线的方程和方程的直线概念的描述中体现出来的逆向思维与本节学习重点直线
9、的倾直线的方程，这条直线叫做这个方程的直线。 可积极引导学生应用逆向思维。斜角和斜率的关系中的逆向思维一致。师生互动探究新知探究二：直线的倾斜角（约 5 分钟）问题逐个给出：14、 大家观察刚才所画的图像，对于平面直角坐标系内的一条直线 L，它的位置由哪些条件确定？(2)一点能确定一条直线吗？再加一个什么条件就可以确定一条直线？(3)什么是直线的倾斜角？如何定义？范围是什么？在学生讨论的同时，师板书（为了加深对概念的理解） ，画出下图直线的倾斜角。(1) (2) 对于问题(2)，学生如果回答“再加一个表示倾斜程度的量”就顺势引出倾斜角的概念。如果学生已经看到课本上倾斜角的概念，就直接让学生讨论
10、问题（3） 。关于问题（3） ，学生可能说出直线向上的方向与 y轴正向之间所成的角是倾斜角。此时应立即点拨学生，为什么这样定从研究直线方程的需要出发，引入直线在平面直角坐标系中的倾斜角和斜率的概念，符合学生的认知特点。通过环环相扣的三个问题，让学生在讨论后得出倾斜角的概念，使学生有成就感，亦可加深学生对得L1xyOL2xOyy(3) (4)师：确定平面直角坐标系中一条直线位置关系的几何要素是定点和倾斜角。师生共同幻灯片归纳总结：(1)在平面直角坐标系中，对于一条与 x轴相交的直线，如果把 x 轴绕着交点按逆时针方向旋转到和直线重合时所转的最小角正角记为 ，那么 就叫做直线的倾斜角。(2)当直线
11、和 x 轴平行或重合时，规定直线的倾斜角为 0o 。故倾斜角的范围是 oo180义不合适。在总结出直线的倾斜角概念后可根据学生理解的实际情况做详释：直线的倾斜角是一个几何概念，它直观地描述和表现了直线向上的方向和 x 轴正方向所成的最小正角。可简记为“上” ， “正” ，“正” 。到概念的理解。对于直线和 x 轴平行或重合的认识理解，可培养学生周密的思维能力，强化应用分类讨论思想的意识。“上” ，“正” ， “正”是将倾斜角概念做出的精炼概述，可加强记忆。师生互动探究新知探究三：让学生讨论给出直线的斜率的定义（约 6 分钟） 。1 你能求出下图中直线的倾斜角吗？有的同学预习了课本，已见到斜率的
12、概念，可以问为什么采用tan ， 而不是别的三角函数。在学生1.通过师生对话，引出用斜率表示直线倾斜程度的必要性。L3xOxOyL4AB1Oy= 13x3xy师生互动探究新知同学们经过计算回答 60o师：说说你们的算法！可能出现的方法是：生 1：在 RtAOB 中，由 得OABtan出。生 2：在 RtAOB 中，由 得出。si生 3：应用 和 也可以。cotycsy2 同学们还能定义别的表示直线倾斜程度的量吗？3 应用哪一个三角函数更能合理地表示直线的倾斜程度？借住师生、生生间的辨析得出斜率的概念：定义：（1）倾斜角不是 90o的直线，它的倾斜角的正切叫做直线的斜率。用 k 表示，即 。ta
13、nk（2）倾斜角是 90o的直线没有斜率。教师可以接着问：倾斜角为 60o 和 120o的直线的斜率为多少？经过思考讨论后，让学生明确：平面内的任意一条直线都有且只有一个倾斜角，倾斜角的大小确定了，直线的方向也就确定了，倾斜角不同，直线的倾斜程度也不同。那么所用函数尽可能是一一映射且单调性一致才更加合理。分析各种三角函数，采用 ，tank只需补充时斜o90率不存在即可。对于定义（2） ，可通过师生对话明确1.当倾斜角是2.让学生自己定义斜率的概念，可增强成就感，激发学习兴趣，有利于该难点的突破。3.函数的应用应与实际研究问题的需要相结合。只有这样直线的倾斜角与斜率两个概念才能“和谐”共存，都能
14、表示直线的倾斜程度，体现数学中的“和谐”美。4.可加深对分类讨论思想的应用意识。亦可完善对斜率概念的理用幻灯片出示第 36 页例 1，板书解的过程。4 师：有了倾斜角的概念，为什么还用斜率来表示直线的倾斜程度？仅用倾斜角这个几何概念来刻画直线的方向是不符合解析思想的（即用代数思想研究几何问题）由此想到三角函数，因为可设 ，这样就可以从代Rtantank数的角度去刻画直线对 x 轴的倾斜程度。90o时，直线的斜率不存在，并不是该直线不存在，此直线垂直于 x 轴2.所有的直线都有倾斜角，但不是所有的直线都有斜率。解。5.采用数形结合，将直线的倾斜度和实数之间建立对应关系，使几何问题的研究具有了普遍
15、性，充分体现“坐标法”在数学研究中划时代的历史意义。师生互动探究新知师生互探究四：直线的斜率公式（8 分钟）师：在坐标平面内，已知两点 P1（x 1,y1),P2(x2,y2),就能确定一条直线，当倾斜角不等于 90时，这条直线的斜率也是唯一确定的，那么，如何用两点的坐标来表示直线 P1P2的斜率呢？第一步：提出两个问题(1)如何求斜率 K？（当 时，由 ）2tank),0在探究中应向学生指出：(1)斜率公式与两点的顺序无关，即横纵坐标在公式中的前后次序可以用时颠倒；(2)斜率公式表明，直线对于 x 轴的倾斜程度可以通过直线上任意问题（1）让学生复习斜率概念可起到承上启下的作用。问题（2）引导
16、学生从不同的角度计算斜率，并对学动探究新知(2)计算 可以从什么角度计算？用tan什么方法？（可以构造直角三角形由 入手，邻 边对 边ta还可以根据定义，将角平移使始边与 x 正半轴重合，顶点与坐标原点重合，在终边上取一点 P（x，y）用 来计算）xyatn第二步：分组活动，合作学习师：下面就从这两个不同角度来计算斜率。(1)让学生分两大组，一组从构造直角三角形入手计算斜率，另一组通过向量来计算斜率。(2)每一大组再分几个合作小组，直线的倾斜角取不同的值。第三步：交流，总结教师在巡视中关注各组研究情况适时给予点拨、指导。条件成熟时，要求学生分析，除了公式是否还可得到一些有价值的副产品（如对直线
17、的方向向量的感性认识） 。可选一些有代表性的小组上台展示成果，得出斜率公式:两点的坐标表示，而不需要求出斜角，使用时比较方便；(3)当x1=x2时，=90， 斜率不存在。在坐标系中，学生应用几何法探究斜率公式是必然，应重视这一方法。学生有可能对倾斜角为钝角的情况不太注意，应要求学生取不同的倾斜角进行分析，并给予适时的点拨和帮助。应用向量法探究斜率公式的学生，可能对取21p向上的方向不生进行数形结合、分类讨论、一般特殊一般等数学思想方法的有机渗透。通过合作学习，让学生充当学习的主体，体会用“坐标法”研究几何问题的一般 方法和对得到结论的理解。让学生上台展示可训练分析和表达问题的能力。过两点的直线
18、的斜率公式的建12xyk第四步：归纳向量法推导斜率公式的要点，定义直线的方向向量：直线上的向量及与它平行的向量都称为直线的方向向21p量，其坐标是： ，),(12yx0当 时， =（1，k）也是它的方向向量。12xa太注意，将 平移至起21p点与坐标顶点重合时，结合三角函数的定义是思维上的障碍，考虑到学生的个体差异，教师应从向量的定义、三角函数的定义等方面对个别 小组进行适时的点评、指导。立是本节难点，让学生在交流中从两方面进行探究解决使该难点的突破显得自然。同时让学生在探究中逐步意识到向量是处理直线方程中许多问题的重要工具。典例分析能力提升师：求经过 A（-2,0） ，B（-5,3）两点的直
19、线的斜率和倾斜角。解： ，即 ，12503k1tanoo813，倾斜角是 135o。直 线 的 斜 率 是师：在平面直角坐标系中，画出经过原点，且斜率分别为 1, -1，-2，-3 的直线 L1 ，L 2 ，L 3 ，L 4 。分析：要画经过原点的直线，只需再找一个点，若设 L1 上 A1（x 1 ，y 1 ）则由本题考查公式的直接应用问题，学生估计能做的很好！可找二同学板演，其他同学除做本题外，还做书中P37 练习 1,3。本题属斜率通过典例分析，训练斜率公式的正用与逆用问题，培养学生的逆向思维能力。学生画出图后，可增强“坐标约6分钟的 ，只需取满足 的01xy1y1yx任意点均可，如（1,
20、1） 。类似可画出其它直线。公式的逆用问题，学生有可能对 L1 ，L 2 求出倾斜角画直线。法”与数形结合的意识。让学生体会用“特例法”解题带来的方便。巩固练习延伸探究约7分钟师：练习 P39 中 4。请 2 位同学板演 4。师：做书上 P39 页练习 2，并进一步讨论斜率与倾斜角的取值范围。可酌情给出：(1) oo603(2) 12(3) oo45时讨论 k 范围。条件成熟时问，反之，给出 k 的范围，如何求 的范围。画出tany且),0(的函数2图像来讨论与 k 之间的关系，可加深对直线的倾斜角和斜率概念的理解，强化函数的应用意识，为下节内容打下基础。对练习的进一步思考，可以让学生深入的研究直线的倾斜角与斜率的内在联系，完善对直线的倾斜角和斜率认识的系统性和深刻性。将学生的思维引领向更高的层次。L1xOL3L4L2y A1（1,1） A2（1,-1） A3（1,2） A4（-1,-3）
