导入
今天我们就共同来研究如何刻画直线的方向.
问题2
在坐标系中的一条直线,我们用怎样的角来刻画直线的方向呢?讨论之前我们可以设想这个角应该是怎样的呢?它不仅能解决我们的问题,同时还应该是简单的、自然的.
学生:展开讨论.
学生讨论过程中会有错误和不严谨之处,教师注重引导.
通过讨论认为:应选择α角来刻画直线的方向.根据三角函数的知识,表明一个方向可以有无穷多个角,这里只需一个角即可(开始时可能有学生认为有四个角或两个角),当然用最小的正角.从而得到直线倾斜角的概念.
板书
定义:一条直线l向上的方向与 轴的正方向所成的最小正角叫做直线 的倾斜角.
(教师强调三点:(1)直线向上的方向,(2) 轴的正方向,(3)最小正角.)
非凡地,当 与 轴平行或重合时,规定倾斜角为0°.
由此定义,角的范围如何?
0°≤α<180°或0≤α<π 如图3
至此问题2已经解决了,回顾一下是怎么解决的.
(三)直线的斜率
问题3
下面我们在同一坐标系中画出过原点倾斜角分别是30°、45°、135°的直线,并试着写出它们的直线方程.然后观察思考:
直线的倾斜角在直线方程中是如何体现的?
学生:在练习本上画出直线,写出方程.
30° ?à =
45° ?à =
135°?à =
(注:学生对于写出倾斜角是45°、135°的直线方程不会困难,但对于倾斜角是30°可能有困难,此时可启发学生借用三角函数中的30°角终边与单位圆的交点坐标来解决.)
演示动画
观察直线变化,倾斜角变化,直线方程中 系数变化的关系
(1) 直线变化→α变化→ 中的 系数 变化 (同时注重 α的变化).
(2) 中的x系数k变化→直线变化→α变化 (同时注重 α的变化).
教师引导学生观察,归纳,猜想出倾斜角与 的系数的关系:倾斜角不同,方程中 的系数不同,而且这个系数正是倾斜角的正切!
板书
定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率.记作 ,即 .
这样我们定义了一个从“形”的方面刻画直线相对于 轴(正方向)倾斜程度的量——倾斜角,现在我们又定义一个从“数”的方面刻画直线相对于 轴(正方向)倾斜程度的量——斜率.
指出下列直线的倾斜角和斜率:
(1) = (2) = tg60° (3) = tg(30°)
学生思考后回答,师生一起订正:(1)120°; (2)60°;(3)150°(为什么不是30°呢?)
画图,指出倾斜角和斜率.
结合图3(也可以演示动画),观察倾斜角变化时,斜率的变化情况.