高中数学 3.1.2两条直线的平行与垂直教案 新人教A版必修2

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河北武邑中学课堂教学设计

备课人 授课时间

课题 §3.1.2两条直线的平行与垂直

标 知识与技能 理解并掌握两条直线平行与垂直的条件,会运用条件判定两直线是否平行或垂直.

过程与方法 启发引导,合作讨论,探究归纳

情感态度价值观 通过探究两直线平行或垂直的条件,培养学生运用已有知识解决新问题的能力, 以及数形结合能力.培养学生的成功意识,合作交流的学习方式,激发学生的学习兴趣.

重点 两条直线平行和垂直的条件

难点 把研究两条直线的平行或垂直问题, 转化为研究两条直线的斜率的关系问题.

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一、创设情景,揭开课题

上一节课, 我们已经学习了直线的倾斜角和斜率的概念, 而且知道,可以用倾斜角和斜率来表示直线相对于x轴的倾斜程度, 并推导出了斜率的坐标计算公式.

现在, 我们来研究能否通过两条直线的斜率来判断两条直线的平行或垂直.

二、探究两条直线平行与垂直

(一)先研究特殊情况下的两条直线平行与垂直

讨论: 两条直线中有一条直线没有斜率, (1)当另一条直线的斜率也不存在时,两直线的倾斜角都为90°,它们互相平行;(2)当另一条直线的斜率为0时,一条直线的倾斜角为90°,另一条直线的倾斜角为0°,两直线互相垂直.

(二)两条直线的斜率都存在时, 两直线的平行与垂直

设直线1l 和2l的斜率分别为1k和2k.

我们知道, 两条直线的平行或垂直是由两条直线的方向决定的, 而两条直线的方向又是由直线的倾斜角或斜率决定的. 所以我们下面要研究的问题是: 两条互相平行或垂直的直线, 它们的斜率有什么关系?

首先研究两条直线互相平行(不重合)的情形.

思考: 1l∥2l时,1k与2k满足什么关系?

若1l∥2l (图3.1—7),则1l 与2l它们的倾斜角相等: 12.12,12tgtg,即12kk.

反过来,若两条直线的斜率相等:

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即12kk,则12tgtg.由于10180,

20180 ,12.

又∵两条直线不重合,1l∥2l.

结论: 两条直线都有斜率而且不重合,如果它们平行,那么它们的斜率相等;反之,如果它们的斜率相等,那么它们平行,即1l∥212lkk.

注意: 上面的等价是在两条直线不重合且斜率存在........的前提下才成立的,缺少这个前提,结论并不成立.即如果12kk, 那么一定有1l∥2l; 反之则不一定.

用斜率证明三点共线时,就需要用到这个结论.

例1 已知A(2,3), B(-4,0), P(-3,1), Q(-1,2), 试判断直线BA与PQ的位置关系, 并证明你的结论.

分析: 借助计算机作图, 通过观察猜想:BA∥PQ, 再通过计算加以验证.(图略)

解: 直线BA的斜率13012(4)2k,

直线PQ的斜率22111(3)2k,

因为 120.5kk, 所以 直线BA∥PQ.

例2 已知四边形ABCD的四个顶点分别为A(0,0),

B(2,-1), C(4,2), D(2,3), 试判断四边形ABCD的形状,并给出证明.

分析: 借助计算机作图, 通过观察猜想: 四边形ABCD是平行四边形,再通过计算加以验证. 解同上.

(三)下面我们研究两条直线垂直的情形.

思考:12ll时,1k与2k满足什么关系?

设两条直线1l 和2l的倾斜角分别是1和2(12,90).

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若12ll,这时12,否则两直线平行.

设12(图1-30),甲图的特征是1l与2l的交点在x轴上方;乙图的特征是1l与2l的交点在x轴下方;丙图的特征是1l与2l的交点在x

轴上,无论哪种情况下都有1290.

因为1l、2l的斜率分别是1k、2k,即190,所以20.由1221(90)tgtgtg,得121kk或121kk.

反过来,若121kk.不妨设120,0kk,

则1221(90)tgtgtg,可以推出:1290.即12ll.

结论: 两条直线都有斜率........,如果它们互相垂直,那么它们的斜率互为负倒数;反之,如果它们的斜率互为负倒数,那么它们互相垂直,即12121llkk.

注意: 结论成立的条件. 即如果121kk, 那么一定有12ll; 反之则不一定.

例3 已知A(-6,0), B(3,6), P(0,3), Q(-2,6), 试判断直线AB与PQ的位置关系.

解: 直线AB的斜率16023(6)3k,

直线PQ的斜率2633202k,

因为121kk ,

所以 AB⊥PQ.

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计 例4 已知A(5,-1), B(1,1), C(2,3), 试判断三角形ABC的形状.

分析: 借助计算机作图, 通过观察猜想: 三角形ABC是直角三角形, 其中AB⊥BC, 再通过计算加以验证.(图略)

课堂练习

P89 练习 1. 2.

结 (1)两条直线平行或垂直的等价条件;

(2)应用条件, 判定两条直线平行或垂直.

(3) 应用直线平行的条件, 判定三点共线.