人教A版数学必修二第三章第二课时导学案§3.1.2两条直线平行与垂直的判定
人教版数学高一必修2学案两条直线平行与垂直的判定
3.1.2两条直线平行与垂直的判定基础梳理1.两条直线平行的判定.两条不重合的直线平行的条件是(斜率都存在):它们的斜率相等.即:α1=α2⇔l1∥l2⇔k1=k2.上述结论的前提是两条直线不重合并且斜率都存在.例如:已知两不重合直线的倾斜角都为0°,则这两直线平行.已知两不重合直线的倾斜角都为90°,则这两直线平行.2.两条直线垂直的判定.探究两直线l1,l2垂直时,它们的斜率k1,k2的关系.(1)l1,l2的倾斜角α1=90°,α2=0°时,斜率k1不存在;k2=0,此时两直线垂直.(2)两直线的斜率都存在时,两直线垂直,则它们的斜率k1,k2的乘积k1k2=-1.反之亦然,即:l1⊥l2⇔k1k2=-1.例如:已知直线l1的斜率为3,l2的斜率为-13,则l1⊥l2.►思考应用1.当两条直线的斜率相等时,两条直线一定平行吗?解析:一定,课本说“两条直线时,一般是指两条不重合的直线”.2.当直线l1⊥l2时,它们的倾斜角α1,α2的关系是什么(α1<α2)? 解析:α2=90°+α1.自测自评1.已知A(2,0),B(3,3),直线l∥AB,则直线l的斜率k等于(B)A.-3 B.3 C.-13D.132.过点A(1,2)和B(-3,2)的直线与直线y=0的位置关系是(B) A.相交B.平行C.重合D.垂直3.直线l1的倾斜角为60°,直线l1⊥l2,则直线l2的斜率为(D) A. 3 B.- 3C.33D.-334.经过点(m,3)和(-2,m)的直线l与斜率为-4的直线互相垂直,则m的值是2.题型一两条直线平行与垂直的关系(1)若l1∥l2,则l1的斜率k1=-a3,题型二两直线平行与垂直的应用基础达标1.下列命题①如果两条不重合的直线斜率相等,则它们平行;②如果两直线平行,则它们的斜率相等;③如果两直线的斜率之积为-1,则它们垂直;④如果两直线垂直,则它们斜率之积为-1.其中正确的为(B )A .①②③④B .①③C .②④D .以上全错2.给定三点A(1,0)、B(-1,0)、C(1,2),则过A 点且与直线BC 垂直的直线经过点(A )A .(0,1)B .(0,0)C .(-1,0)D .(0,-1)解析:∵k BC =2-01-(-1)=1, ∴过A 点且与直线BC 垂直的直线的斜率为-1.又∵k =1-00-1=-1, ∴直线过点(0,1).3.已知直线l 1经过两点(-1,-2),(-1,4),直线l 2经过两点(2,1),(x ,6),且l 1∥l 2,则x =(A )A .2B .-2C .4D .14.设点P(-4,2),Q(6,-4),R(12,6),S(2,12),下面四个结论: ①PQ ∥SR ;②PQ ⊥PS ;③PS ∥QS ;④RP ⊥QS.正确的个数是(C )A .1B .2C .3D .4解析:由斜率公式知k PQ =-4-26+4=-35,k SR =12-62-12=-35,k PS =12-22+4=53,k QS =12+42-6=-4·k PR =6-212+4=14,∴PQ ∥SR ,PS ⊥PQ ,RP ⊥QS.而k PS ≠k QS ,所以PS 与QS 不平行,故①②④正确,选C .5.下列各对直线不互相垂直的是(C )A .l 1的倾斜角为120°,l 2过点P(1,0),Q(4,3)B .l 1的斜率为-23,l 2过点A(1,1),B ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12C .l 1的倾斜角为30°,l 2过点P(3,3),Q(4,23)D .l 1过点M(1,0),N(4,-5),l 2过点A(-6,0),S(-1,3)6.以A(5,-1),B(1,1),C(2,3)为顶点的三角形是(D )A .锐角三角形B .钝角三角形C .以A 为直角顶点的直角三角形D .以B 为直角顶点的直角三角形7.确定l 1与l 2的位置关系(填“∥”或“⊥”)(1)l 1过点A(2,3),B(-1,0),l 2过点P(1,0)且斜率为1,则l 1________l 2.(2)l 1过点C(3,1),D(-2,0),l 2过点M(1,-4)且斜率为-5,则l 1________l 2.解析:(1)∵kl 1=3-02+1=1,∴l 1∥l 2. (2)kl 1=15,∴kl 1·kl 2=-1,∴l 1⊥l 2. 答案:(1)∥ (2)⊥ 巩固提升8.直线l 1、l 2的斜率k 1、k 2是关于k 的方程2k 2-3k -b =0的两根,若l 1⊥l 2,则b =________;若l 1∥l 2,则b =________.解析:由根与系数的关系可知k 1+k 2=32,k 1·k 2=-b 2, 则当l 1⊥l 2时,k 1·k 2=-b 2=-1,解得b =2; 当l 1∥l 2时,k 1=k 2=34, 解得b =-2k 1·k 2=-98. 答案:2 -989.△ABC 的顶点A(5,-1),B(1,1),C(2,m),若△ABC 为直角三角形,求m 的值.解析:若∠A 为直角,则AC ⊥AB ,∴k AC ·k AB =-1,即m +12-5·1+11-5=-1,得m =-7;若∠B 为直角,则AB ⊥BC ,∴k AB ·k BC =-1,即-12·m -12-1=-1,得m =3;若∠C 为直角,则AC ⊥BC ,∴k AC ·k BC =-1,即m +1-3·m -12-1=-1,得m =±2.综上可知,m =-7或m =3或m =±2.10.已知四边形MNPQ 的顶点M(1,1),N(3,-1),P(4,0),Q(2,2),求证:四边形MNPQ 为矩形.证明:∵k MN =1+11-3=-1,k PQ =2-02-4=-1,∴MN ∥PQ.又∵k MQ =2-12-1=1,k NP =0+14-3=1,MQ ∥NP ,∴四边形MNPQ 为平行四边形.又∵k MN·k MQ=-1,∴MN⊥MQ.∴四边形MNPQ为矩形.1.对垂直与平行关系的理解应注意,当两直线的斜率相等时,并不一定两直线平行,还要注意判断一下两直线是否重合.2.无论是判断两条直线平行还是垂直,都需注意对特殊情况的讨论,即注意分类讨论思想方法的运用.3.利用这两个关系判断三角形或四边形形状时首先根据各点坐标求出各边斜率,再根据斜率判断各边所在直线的位置关系,进而得知形状.在求斜率、求点的坐标等问题时经常用到这两类关系.。
两条直线平行与垂直教案
课题 3.1.2两条直线平行与垂直的判定教师年级高一课标要求能根据斜率判定两直线平行或垂直教学目标1.知识与技能:探究两直线平行与垂直的判定,理解并掌握两条直线平行与垂直的条件,能根据斜率判定两条直线平行或垂直2.过程与方法:体验、经历用斜率研究两条直线的位置关系的过程与方法,体会解析几何用图形直观感知,再用代数严格证明的方法方法。
3、态度情感与价值观:感受坐标法对沟通代数与几何、数与形之间联系的重要作用。
教学重点根据斜率判定两条直线平行和垂直教学难点根据斜率关系判定两条垂直的推导过程教学手段多媒体课件课题类型新授课教学过程师生主要活动设计意图知识储备1,直线倾斜角的定义2.直线倾斜角的取值范围3.直线斜率4.过两点P1 (x1 , y1 ),P2 (x2 , y2 )的直线的斜率:复习所学知识,为新课做准备教学探究一:在给出的直角坐标系中画出两条平行直线12l l,,标出的倾斜角,猜想它们之间斜率的关系?并说明为什么?由1l∥2l⇒21αα=⇒21tantanαα=⇒21kk=反之21kk=⇒21tantanαα=⇒21αα=⇒1l∥2l注意:21kk=⇔1l∥2l或1l与2l重合练习1:已知A(2,3),B(-4,0),C(-3,1),D(-1,2),试判断直线AB与CD的位置关系,并证明你的结论.探究二:在给出的直角坐标系中画出两条垂直直线12l l,,标出倾斜角,观察倾斜角的关系,猜测它们斜率有什么关系?(1)若直线且的倾斜角为300,的倾斜角为1200,k1与k2的关系12k k1=-(2) 若直线AB的倾斜角为450直线CD的倾斜角为1350,k1与学生动手作图,体验探究两条直线斜率与直线的位置关系的过程。
巩固两直线平行与斜率间的关系符合学生的认知规律:从具体到抽象,从特殊到一般。
验证猜想的可靠性2l1l1α2αYO XyXyX005ααα.sin(90+)= cos(90+)=tan(90+)=过程教学过程k2的关系.(3)若值线且的倾斜角为600,的倾斜角为1500,k1与k2的关系猜想:若两条直线垂直则,利用几何画板直观演示证明:121212=-1l l k k k k⊥⇔或者,中一个为零一个不存在练习2:①已知A(5,-1),B(1,1),C(2,3)三点,试判断△ABC的形状②已知A(-1,1),B(5,1),C(a,0), 且AB BC⊥,求a的值例题:判断以A(1,0),B(5,-2),C(8,4),D(4,6)为顶点的四边形的形状,并给出证明能力提升:已知A(-1,-2)、B(4,1)、在x轴上求一点C 使得①A,B,C三点共线②△ABC为直角三角形应用新知解决数学问题的思路,同时规范答题过程培养学生逆向思维,以及思维的发散性三、课堂小结:1、两不重合的直线:1l∥2l⇔1212k k k k=或者、都不存在注意:21kk=⇔1l∥2l或1l与2l重合2、121212=-1l l k k k k⊥⇔或者,中一个为零一个不存在小测验:1、若A(-1,2),B(0,-1),且直线AB//l,则直线l的斜率是2、已知A(2,3)、B(-1,1)、在y轴上求一点C 使得①△ABC为直角三角形且角A为直角②△ABC为直角三角形(①②选作一问)作业:习题3.1A组5,6,7,8对所学知识形成全面的认识,养成总结归纳的学习习惯课前知识检测板书设计两条直线平行与垂直的判定平行垂直例题教学反思2190oαα=+()2111tan tan90tanoααα∴=+=-121k k∴=-2l1l1α2αYO X。
高中数学必修2第三章:直线与方程课件 3.1.2两条直线平行与垂直的判定
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结论1、对于两条不重合的直线l1、l2,其斜率存在且分别为k1、k2, 则k1 k2 l1 // l2
l1 // l2, 结论2、若l1、l2有可能重合时,则k1 k2 或l1与l2重合
l1 // l2, 结论3、若l1、l2斜率均不存在时,则 或l1与l2重合
( x1 x2 )
2
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二、新课讲解----两直线的两种特殊位置关系 y l1
(一)两直线平行.
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l2 1
O
l1、l2的斜率均存在,设为k1、k2
l1、l2是不同的直线(不重合)
2
x
y l2
l1
x
3
(一)小结
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1
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一、复习回顾
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1、直线的倾斜角定义及其范围: 0 180
2、直线的斜率定义:
k tan a (a 90 )
y2 y1 y1 y2 3、斜率公式: k (或k ) x2 x1 x1 x2
结论2、若l1、l2中有一斜率不存在、一斜率为0时,则l1 l2 y l1
y
l2
l1
l2
x
x
6
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三、例题讲解与练习 例题1、已知A(2,3),B(-4,0),
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P(-3,1),Q(-1,2),
E(0 ,4) , F(2 ,0) , (1)试判断直线AB与PQ的位置关系, (2)试判断直线AB与EF的位置关系,
人教版高中数学必修二课件 3.1.2 两条直线平行与垂直的判定
k2=_______.
解:由斜率定义,直线l的斜率k=tan 30°= 3, 3
因为l1∥l,所以k1=k=
3 3
.
因为l2⊥l,所以k2·k=-1,
所以k 2
=
1 k
=
3.
答案: 3
3
3
16
例3 已知A(-6,0),B(3,6),P(0,3),Q(6, -6),试判断直线AB与PQ的位置关系.
C.0
D. 1
2
解:选A.l1,l2的斜率分别为2,-a,由l1∥l2,可知
a=-2.
12
思考3 设两条直线l1,l2的斜率分别为k1,k2 ,
l1 ⊥ l2时,k1与k2满足什么关系?
提示:
如图,α2 =α1 + 90o,
tanα2
=
tan(α1
+ 90o
)=
-
1 tanα1
,
即k1k2 = -1.
3.1.2 两条直线平行与垂直的判定
1
平面内两条直线有哪些位置关系? 平行或相交
2
为了在平面直角坐标系内表示直线的倾斜程度, 我们引入倾斜角的概念,进而又引入了直线的斜率.
y
.
O
x
能否通过斜率来 判断两条直线的
位置关系?
3
1.理解并掌握两条直线平行与垂直的条件. (重点)
2.会运用条件判断两直线是否平行或垂直. (难点)
反之,成立,可得
y l2
l1
α1 α2
O
x
l1 l2 k1k2 = 1.
13
思考4
设两条直线l1的斜率k1 = 0,l2的斜率不存在,
l1 ⊥ l2吗?
3.1.2 两条直线平行与垂直的判定 教案(人教A版必修2)
3.1.2两条直线平行与垂直的判定●三维目标1.知识与技能(1)让学生掌握直线与直线的位置关系.(2)让学生掌握用代数的方法判定直线与直线之间的平行与垂直的方法.2.过程与方法(1)利用“两直线平行,倾斜角相等”这一性质,推出两直线平行的判定方法.(2)利用两直线垂直时倾斜角的关系,得到两直线垂直的判定方法.3.情感、态度与价值观(1)通过本节课的学习让学生感受几何与代数有着密切的联系,对解析几何有了感性的认识.(2)通过这节课的学习,培养学生用“联系”的观点看问题,提高学习数学的兴趣.(3)通过课堂上的启发教学,培养学生勇于探索、创新的精神.●重点难点重点:根据直线的斜率判定两条直线平行与垂直.难点:两条直线垂直判定条件的探究与证明.重难点突破:以初中学习的平面内两直线平行和垂直关系为切入点,利用数形结合的思想,导出直线倾斜角间的关系,再通过直线的倾斜角同斜率的关系,猜想得出两条直线平行和垂直判定的方式.为了更好的理解两直线垂直的条件,老师可利用几何画板直观演示,验证当两条直线的斜率之积为-1时,它们是相互垂直的即可.【课前自主导学】【问题导思】Array 1.如图,若直线l1∥l2,则其倾斜角α1与α2有什么关系?为什么?反之呢?【提示】α1=α2,因为两直线平行,同位角相等.反之不成立,当α1=α2时,直线l 1与l 2可能平行或重合. 2.若直线l 1∥l 2,则其斜率k 1=k 2.这种说法对吗?【提示】 不对,只有在直线l 1与l 2都存在斜率时,由l 1∥l 2可以得出 k 1=k 2,如图当直线l 1与l 2都与x 轴垂直时,虽然l 1∥l 2但斜率都不存在. 两条直线平行与斜率之间的关系设两条不重合的直线l 1,l 2,倾斜角分别为α1,α2,斜率存在时斜率分别为k 1,k 2.则对应关系如下:【问题导思】 1.如图,直线l 1与l 2的倾斜角分别为α1与α2,若l 1⊥l 2, 则α1与α2之间存在什么关系? 【提示】 α2=α1+90°.2.当直线l 1的倾斜角为0°时,若直线l 1⊥l 2,则l 2的斜率应满足什么条件? 【提示】 直线l 2的斜率不存在,如图,当直线l 1的倾斜角为0°时,若l 1⊥l 2,则l 2的倾斜角为90°,其斜率不存在.两条直线垂直与斜率的关系【课堂互动探究】判断下列各组中的直线l 1与l 2是否平行:(1)l 1经过点A (-1,-2),B (2,1),l 2经过点M (3,4),N (-1,-1);(2)l 1的斜率为1,l 2经过点A (1,1),B (2,2);(3)l 1经过点A (0,1),B (1,0),l 2经过点M (-1,3),N (2,0); (4)l 1经过点A (-3,2),B (-3,10),l 2经过点M (5,-2),N (5,5). 【思路探究】 依据两条直线平行的条件逐一判断便可. 【自主解答】 (1)k 1=1- -2 2- -1 =1,k 2=-1-4-1-3=54,k 1≠k 2,l 1与l 2不平行.(2)k 1=1,k 2=2-12-1=1,k 1=k 2,∴l 1∥l 2或l 1与l 2重合. (3)k 1=0-11-0=-1,k 2=0-32- -1=-1,k 1=k 2, 而k MA =3-1-1-0=-2≠-1,∴l 1∥l 2.(4)l 1与l 2都与x 轴垂直,∴l 1∥l 2.判断两直线平行,要“三看”:一看斜率是否存在;在斜率都存在时,二看斜率是否相等;若两直线斜率都不存在或相等时,三看直线是否重合,若不重合则两直线平行.已知直线l 1经过两点(-1,-2),(-1,4),直线l 2经过两点(2,1),(x,6),且l 1∥l 2,则x =________. 【解析】 ∵直线l 1的斜率不存在,且l 1∥l 2,∴l 2的斜率也不存在. ∴点(2,1)及(x,6)的横坐标相同,∴x =2. 【答案】 2判断下列各组中的直线l 1与l 2是否垂直:(1)l 1经过点A (-1,-2),B (1,2),l 2经过点M (-2,-1),N (2,1); (2)l 1的斜率为-10,l 2经过点A (10,2),B (20,3);(3)l 1经过点A (3,4),B (3,100),l 2经过点M (-10,40),N (10,40).【思路探究】 求出斜率,利用l 1⊥l 2⇔k 1k 2=-1或一条直线斜率为0,另一条斜率不存在来判断.【自主解答】 (1)直线l 1的斜率k 1=2- -2 1- -1 =2,直线l 2的斜率k 2=1- -1 2- -2 =12,k 1k 2=1,故l 1与l 2不垂直.(2)直线l 1的斜率k 1=-10,直线l 2的斜率k 2=3-220-10=110,k 1k 2=-1,故l 1⊥l 2.(3)l 1的倾斜角为90°,则l 1⊥x 轴.直线l 2的斜率k 2=40-4010- -10=0,则l 2∥x 轴.故l 1⊥l 2.利用斜率公式来判定两直线垂直的方法(1)一看:就是看所给两点的横坐标是否相等,若相等,则直线的斜率不存在只需看另一条直线的两点的纵坐标是否相等,若相等,则垂直,若不相等,则进行第二步.(2)二代:就是将点的坐标代入斜率公式.(3)求值:计算斜率的值,进行判断.尤其是点的坐标中含有参数时,应用斜率公式要对参数进行讨论.已知三角形三个顶点的坐标为A (4,2),B (1,-2),C (-2,4),则BC 边上的高的斜率为( ) A .2 B .-2 C.12 D .-12【解析】 BC 边上的高所在的直线与BC 边所在的直线垂直而k BC =4+2-2-1=-2,所以BC 边上的高的斜率k =-1k BC=12.【答案】 C已知A (-4,3),B (2,5),C (6,3),D (-3,0)四点,若顺次连接A 、B 、C 、D 四点,试判定图形ABCD 的形状.【思路探究】 先由图形判断四边形各边的关系,猜测四边形的形状,再由斜率之间的关系完成证明.【自主解答】 A 、B 、C 、D 四点在坐标平面内的位置如图,由斜率公式可得 kAB =5-32- -4 =13,k CD =0-3-3-6=13,k AD =0-3-3- -4 =-3,k BC =3-56-2=-12.∴k AB =k CD ,由图可知AB 与CD 不重合,∴AB ∥CD .由k AD ≠k BC ,∴AD 与BC 不平行.又k AB ·k AD =13×(-3)=-1,∴AB ⊥AD . 故四边形ABCD 为直角梯形.1.利用两条直线平行或垂直判定图形形状的步骤2.证明两直线平行时,仅k 1=k 2是不够的,注意排除重合的情况. 3.判断多边形形状问题要进行到底,也就是要得到最具体的多边形.已知A (1,-1),B (2,2),C (3,0)三点,且有一点D 满足CD ⊥AB ,CB ∥AD ,则D 点的坐标为( )A .(-1,0)B .(0,-1)C .(1,0)D .(0,1)【解析】 设D (x ,y ),则k CD =y -0x -3=yx -3,k AD =y +1x -1, 又k AB =2+12-1=3,k CB =2-02-3=-2,CD ⊥AB ,CB ∥AD ,∴⎩⎪⎨⎪⎧k CD ·k AB =y x -3·3=-1 k CB =k AD ,∴⎩⎪⎨⎪⎧3y =3-xy +1x -1=-2,∴{ x +3y =3, 2x +y =1.∴{ x =0 y =1,即D (0,1). 【答案】 D 【思想方法技巧】分类讨论思想在直线平行与垂直中的应用(12分)已知直线l 1经过点A (3,a ),B (a -1,2),直线l 2经过点C (1,2),D (-2,a +2). (1)若l 1∥l 2,求a 的值; (2)若l 1⊥l 2,求a 的值.【思路点拨】 (1)x C ≠x D 斜率存在,l 1∥l 2→k 1=k 2→a 的值 (2)l 1⊥l 2→分情况讨论→求a 的值 【规范解答】 设直线l 2的斜率为k 2,则k 2=2- a +2 1- -2=-a3.2分(1)若l 1∥l 2,设直线l 的斜率为k 1,则k 1=-a3. 又k 1=2-a a -4,则2-a a -4=-a3,∴a =1或a =6. 4分经检验,当a =1或a =6时,l 1∥l 2.(2)若l 1⊥l 2,①当k 2=0时,此时a =0,k 1=-12,不符合题意.8分 ②当k 2≠0时,l 2的斜率存在,此时k 1=2-aa -4. ∴由k 2k 1=-1,可得a =3或a =-4.所以,当a =3或a =-4时,l 1⊥l 2. 12分 【思维启迪】1.由l 1∥l 2比较k 1,k 2时,应首先考虑斜率是否存在,当k 1=k 2时,还应排除两直线重合的情况. 2.由l 1⊥l 2比较k 1,k 2时,既要考虑斜率是否存在,又要考虑斜率是否为0的情况. 3.在l 1∥l 2及l 1⊥l 2相关问题的处理中,树立分类讨论的意识. 【课堂小结】1.两条直线平行的条件是在两直线不重合且斜率存在的条件下得出的,即在此条件下有l 1∥l 2⇔k 1=k 2;若两条直线的斜率都不存在且两直线不重合,则两直线也平行.2.两条直线垂直的条件也是在两条直线的斜率都存在的条件下得出的,即在此条件下有l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1;若一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率等于0,则两条直线也垂直.3.在两条直线平行或垂直关系的判断中体会分类讨论的思想. 【当堂达标检测】1.下列说法中正确的是( )A .平行的两条直线的斜率一定存在且相等B .平行的两条直线的倾斜角一定相等C .垂直的两直线的斜率之积为-1D .只有斜率相等的两条直线才一定平行【解析】 A 不正确,平行的两条直线可能斜率都不存在;B 正确;C 不正确,当一条直线斜率为零,另一条直线斜率不存在时,它们也垂直;D 不正确,斜率都不存在的两条直线也平行.【答案】 B2.已知直线l 1的斜率k 1=-85,直线l 2的斜率k 2=58,则l 1与l 2的位置关系为( ) A .平行 B .重合 C .垂直 D .无法确定 【解析】 ∵k 1·k 2=-1,∴l 1⊥l 2. 【答案】 C3.直线l 1的斜率为2,直线l 2上有三点M (3,5),N (x,7),P (-1,y ),若l 1⊥l 2,则x =________,y =________.【解析】 ∵l 1⊥l 2,且l 1的斜率为2,则l 2的斜率为-12,∴7-5x -3=y -5-1-3=-12,∴x =-1,y =7. 【答案】 -1 74.(1)已知直线l 1经过点M (-3,0),N (-15,-6),l 2经过点R ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,32,S ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,52,试判断l 1与l 2是否平行.(2)l 1的倾斜角为45°,l 2经过点P (-2,-1),Q (3,-6),问l 1与l 2是否垂直? 【解】 (1)∵k MN =0- -6 -3- -15 =12,k RS =52-320- -2 =12,∴l 1∥l 2.(2)∵k 1=tan 45°=1,k 2=-6- -13- -2 =-1,∴k 1·k 2=-1.∴l 1⊥l 2.【课后知能检测】 一、选择题1.下列说法正确的有( )①若两直线斜率相等,则两直线平行; ②若l 1∥l 2,则k 1=k 2;③若两直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则两直线相交; ④若两直线斜率都不存在,则两直线平行. A .1个 B .2个 C .3个 D .4个【解析】 当k 1=k 2时,l 1与l 2平行或重合,①不成立;②中斜率不存在时,不正确;④同①也不正确.只有③正确,故选A.【答案】 A2.(2014·昆明高一检测)直线l 1的斜率为2,l 1∥l 2,直线l 2过点(-1,1)且与y 轴交于点P ,则P 点坐标为( )A .(3,0)B .(-3,0)C .(0,-3)D .(0,3)【解析】 ∵k 1=2,l 1∥l 2,∴k 2=2,设P (0,y )则k 2=y -10+1=y -1=2,∴y =3,即:P (0,3).【答案】 D3.若直线l 1,l 2的倾斜角分别为α1,α2,且l 1⊥l 2,则( ) A .α1-α2=90° B .α2-α1=90° C .|α1-α2|=90° D .α1+α2=180° 【解析】 如图所示.由图(1)可知α1=α2+90°,由图(2)可知α2=α1+90°,∴|α1-α2|=90°. 【答案】 C4.如果直线l 1的斜率为a ,l 1⊥l 2,则直线l 2的斜率为( ) A.1a B .aC .-1aD .-1a 或不存在【解析】 当a ≠0时,直线l 2的斜率k 2为-1a ;当a =0时,直线l 2的斜率不存在. 【答案】 D5.以A (-1,1),B (2,-1),C (1,4)为顶点的三角形是( ) A .锐角三角形 B .钝角三角形C .以A 点为直角顶点的直角三角形D .以B 点为直角顶点的直角三角形 【解析】 k AB =-1-12+1=-23,k AC =4-11+1=32,∴k AB ·k AC =-1,∴AB ⊥AC ,∠A 为直角. 【答案】 C 二、填空题6.(2014·南京高一检测)l 1的倾斜角为60°,l 2经过点M (1,3),N (-2,-23),则两直线l 1与l 2的位置关系是________.【解析】 由题意知,k 1=tan 60°=3,k 2=-23-3-2-1=3,k 1=k 2,所以直线l 1与直线l 2平行或重合.【答案】 平行或重合7.经过点M (m,3)和N (2,m )的直线l 与斜率为-4的直线互相垂直,则m 的值是________. 【解析】 由题意知,直线MN 的斜率存在,∵MN ⊥l ,∴k MN =m -32-m =14,解得m =145.【答案】 1458.已知平行四边形ABCD 中,A (1,1),B (-2,3),C (0,-4),则点D 的坐标为________.【解析】 设D (x ,y ),由题意可知,AB ∥CD 且AD ∥BC . ∴k AB =k CD 且k AD =k BC ,∴⎩⎪⎨⎪⎧3-1-2-1=y +4x , -4-30+2=y -1x -1,解得{ x =3, y =-6,∴D 点的坐标为(3,-6). 【答案】 (3,-6)三、解答题9.如图所示,在▱OABC 中,O 为坐标原点,点C (1,3). (1)求OC 所在直线的斜率.(2)过C 作CD ⊥AB 于D ,求直线CD 的斜率.【解】 (1)∵点O (0,0),C (1,3),∴OC 所在直线的斜率k OC =3-01-0=3. (2)在▱OABC 中,AB ∥OC ,∵CD ⊥AB ,∴CD ⊥OC ,∴k OC ·k CD =-1,k CD =-1k OC =-13.故直线CD 的斜率为-13.10.在平面直角坐标系中,四边形OPQR 的顶点按逆时针顺序依次是O (0,0),P (1,t ),Q (1-2t,2+t ),R (-2t,2),其中t ∈(0,+∞),试判断四边形OPQR 的形状,并给出证明.【解】 OP 边所在直线的斜率k OP =t , QR 边所在直线的斜率k QR =t +2 -21-2t - -2t=t ,OR 边所在直线的斜率k OR =-1t .PQ 边所在直线的斜率k PQ = 2+t -t 1-2t -1=-1t ,∵k OP =k QR ,k OR =k PQ ,∴OP ∥QR ,OR ∥PQ ,∴四边形OPQR 是平行四边形. 又k QR ·k OR =t ×⎝ ⎛⎭⎪⎫-1t =-1,∴QR ⊥OR .∴四边形OPQR 是矩形. 11.已知A (0,3),B (-1,0),C (3,0),求D 点的坐标,使四边形ABCD 为直角梯形(A 、B 、C 、D 按逆时针方向排列).【解】 设所求点D 的坐标为(x ,y ),如图.由于直线AB 的斜率k AB =3,直线BC 的斜率k BC =0,则k AB ·k BC =0≠-1, 即AB 与BC 不垂直.故AB 、BC 都不可作为直角梯形的直角边. (1)若CD 是直角梯形的直角边,则BC ⊥CD ,AD ⊥CD .∵k BC =0,∴CD 的斜率不存在.从而有x =3.又∵直线AD 的斜率k AD =k BC ,∴y -3x =0,即y =3.此时AB 与CD 不平行.故所求点D 的坐标为(3,3), (2)若AD 是直角梯形的直角边,则AD ⊥AB ,AD ⊥CD .∵k AD =y -3x ,直线CD 的斜率k CD =yx -3,又由于AD ⊥AB ,∴y -3x ·3=-1.①又∵AB ∥CD ,∴yx -3=3.② 由①②可得⎩⎨⎧x =185, y =95.此时AD 与BC 不平行.综上可知,使四边形ABCD 为直角梯形的点D 的坐标可以为(3,3)或⎝ ⎛⎭⎪⎫185,95.。
【数学】3.1.2 两条直线的平行与垂直的判定课件(人教A版必修2)2
•两条直线的位置关系
平行 (重合)
相交
•直线的斜率与倾斜角的关系
k tan
( 90 )
•三角形内角和定理及外角定理 •内角和定理:三角形的三个内角之和为180
•外角定理:三角形的一个外角等于不相邻的 两个内角之和
思考以下问题: •两条直线平行的充要条件及其证明 •两条直线平行,斜率一定相等吗?为什 么? •两条直线垂直的充要条件及其证明
•两条直线垂直,它们的斜率之积一定等 于-1吗?为什么?
两条直线平行 l1 // l2
l1 // l2 k1 k2
前提条件: •两条直线的斜率都存在,分别为 k1 , k2
• l1 , l2 不重合
下列说法正确的有( A )
①若两直线斜率相等,则两直线平行;
②若 l // l ,则 k1 k2 ; 1 2 √ ③若两直线中有一条的斜率不存在,另 一条直线的斜率存在,则两直线相交;
判断长方形ABCD的三个顶点的坐标 分别为A(0,1), B(1,0), C(3,2),求第四 个顶点D的坐标
(2, 3)
两条直线垂直 l1 l2
l1 l2 k1k2 1
或一条直线斜率不存在,
同时另一条斜率等于零.
1. 判断下列直线对是否垂直 垂直 经过两点C(3, 1), D(-2, 0) 的直线 经过点M(1, - 4)且斜率为- 5的直线 2. 经过点A(1, 2)和点B(3,- 2)的直线 与经过点C(4, 5)和点(a, 7)的直线垂 直,则a=________.. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
1. 判断下列直线对是否平行 平行
经过两点A( 2, 3), B(-1, 0)的直线 l1
必修2课件3.1.2两条直线平行与垂直的判定
两条直线l1,l2的斜率分别为k1,k 2 则l1 l2 k1 k 2 =-1
例1:已知四条直线l1,l2,l3,l4的倾斜角之比为1:13:4,直线l2过点P:(1,0), : 3 Q:(2, ),求这四条直线的斜率? 3
3 3 , , 不存在, 3 3 3
例2:过点m: 2,),作直线l,分别交x轴,y轴的正半轴于A、B两点, ( 1 1:当 AOB面积S最小时,求l方程 2:当 MA MB 最小时,求l方程
例4:l:(2m +m-3)x+(m -m)x-4m+1=0,在下列 条件下分别求m的值:
2
2
1:直线l与2x-3y-5=0垂直? 2:直线l与2x-3y-5=0平行? 例5:l1: x-2y=1, l2: 2x+ty-3=0, l3:3tx+4y=5, 三线不能构成三角形,求t的值
3 2 6 4, , , 2 2 3
D
y
E F
C
B A 30
0
O
x
斜率存在, 且两直线不重合
两条直线l1,l2的斜率分别为k1,k 2 则l1 // l2 k1 =k 2
问题: 1 l1:y k1x b1 , l2 : y k 2 x+b 2 , 则l1//l2 :
k1 =k 2 b b 1 2
2:直线l1,l2平行时,则l1与l2的斜率相等吗?
3.1.2两条直线平行与垂直的判定
1. 倾斜角的定义
2: 一条直线倾斜角 的正切值叫做这条直线的斜率, 常用k来表示.
y2 y1 A k tan x2 x1 B (其中l : Ax+By+C=0)
( x1 x2 )
高一数学 人教A版必修2 第三章 3.1.1、2直线的倾斜角与斜率、两条直线平行与垂直的判定 课件
[归纳升华] 1.根据定义求直线的倾斜角的关键是根据题意画出草图,则直线向上的 方向与 x 轴的正方向所成的角,即为直线的倾斜角. 2.直线的斜率 k 随倾斜角 α 增大时的变化情况: ①当 0°≤α<90°时,随 α 的增大,k 在[0,+∞)范围内增大; ②当 90°<α<180°时,随 α 的增大,k 在(-∞,0)范围内增大.
[特别提醒] 在[0°,180°)范围内的一些特殊角的正切值要熟记.
倾斜角 α 0° 30° 45° 60° 120° 135° 150°
斜率 k
0
3 3
1
3
- 3 -1
-
3 3
3.过点 P(0,-2)的直线 l 与以 A(1,1)、B(-2,3)为端点的线段有公共点,
则直线 l 的斜率 k 的取值范围是( )
D.60°或 120°
(2)直线 l 的倾斜角为 α,斜率为 k,则当 k=________时,α=60°;当 k=
________时,α=135°;当 k>0 时,α 的范围是____________;当 k<0 时,α
的范围是________.
解析: (1)如图,直线 l 有两种情况,故 l 的倾斜角为 60°或 120°,故选 D.
[归纳升华] 求过两点的直线的斜率及倾斜角的方法 (1)已知两点坐标求直线的斜率时,首先应检验其横坐标是否相等,若相等, 其斜率不存在;若不相等,可用公式来求. (2)α=0°⇔k=0;0°<α<90°⇔k>0;90°<α<180°⇔k<0;α=90°⇔斜率不存 在;若求 α 的具体值,可用公式 k=tan α 求解.
湖南省蓝山二中高中数学3.1.2 两条直线的平行与垂直的判定教案 新人教a版必修2
湖南省蓝山二中高一数学《3.1.2 两条直线的平行与垂直的判定》教案新人教A版必修2一、教学内容分析本节课是《普通高中课程标准实验教科书·数学2》(人教版)第三章直线方程第一节的第二课时。
两条直线的平行与垂直的判定是高中数学重要内容之一,有着广泛的实际应用,而且起着承前启后的作用。
一方面, 与直线的倾斜角与斜率密不可分;另一方面,学习两条直线的平行与垂直的判定也为进一步学习直线方程等内容做好准备。
二、学生学习情况分析本节课学生很容易在以下两个地方产生错误或困惑:1. 两条直线的平行与垂直的判定与斜率的关系,特别注意斜率不存在的情况;2. 两条直线的平行与垂直的判定的运用.三、教学目标1.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.2.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.3.通过对两直线平行与垂直的位置关系的研究,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.四、教学重点,难点重点:两条直线平行和垂直的条件;难点:两条直线的平行或垂直问题与两条直线的斜率关系的推导.五、教学过程(一).复习旧知问题1:直线的倾斜角与斜率的关系是什么?问题2: 斜率的两种计算公式是什么?(二).问题情境问题3: 用倾斜角和斜率来表示直线相对于x轴的倾斜程度, 能否通过两条直线的斜率来判断两条直线的平行或垂直?(三).探索研究1. 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.2.两条直线的斜率都存在时, 两直线的平行与垂直的关系首先研究两条直线互相平行(不重合)的情形.如果L1∥L2(图1-29),那么它们的倾斜角相等:α1=α2.∴tgα1=tgα2.即 k1=k2.反过来,如果两条直线的斜率相等: 即k1=k2,那么tgα1=tgα2.由于0°≤α1<180°, 0°≤α<180°,∴α1=α2.又∵两条直线不重合,∴L1∥L2.下面我们研究两条直线垂直的情形.如果L1⊥L2,这时α1≠α2,否则两直线平行.设α2<α1(图1-30),甲图的特征是L1与L2的交点在x轴上方;乙图的特征是L1与L2的交点在x轴下方;丙图的特征是L1与L2的交点在x轴上,无论哪种情况下都有α1=90°+α2.因为L1、L2的斜率分别是k1、k2,即α1≠90°,所以α2≠0°.,可以推出: α1=90°+α1⊥L2.(四).归纳总结1.两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k1=k2, 那么一定有L1∥L2; 反之则不一定.2. 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(五).应用举例例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.解: 直线BA的斜率k1=(3-0)/(2-(-4))=0.5, 直线PQ的斜率k2=(2-1)/(-1-(-3))=0.5, 因为 k1=k2=0.5, 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.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k1= (6-0)/(3-(-6))=2/3, 直线PQ的斜率k2= (6-3) (-2-0)=-3/2, 因为 k1·k2 = -1 所以 AB⊥PQ.例4 已知A(5,-1), B(1,1), C(2,3), 试判断三角形ABC的形状.(六).课堂练习教材P89 练习 1. 2.(七).归纳总结1.两条直线平行或垂直的真实等价条件;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.(八).课外作业:《习案》与《学案》。
人教A版数学必修二课件:3.1.2 两条直线平行与垂直的判定
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α2tan α1=-1,
1
所以 tan α2=-tan
1
.
又0°≤α1<180°,0°≤α2<180°,
所以tan α2=tan(90°+α1),
则α2=90°+α1,所以l1⊥l2.
3.对任意两条直线,如果l1⊥l2,一定有k1·k2=-1吗?为什么?
提示:不一定,因为如果直线l1和l2分别平行于x,y轴,则k2不存在,所
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综上所述,a的值为0或5.
反思感悟反思感悟两直线垂直的判定方法
两条直线垂直需判定k1k2=-1,使用它的前提条件是两条直线斜率
都存在,若其中一条直线斜率不存在,另一条直线斜率为零,此时两
直线也垂直,注意讨论的全面性.
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3.1.2
两条直线平行与垂直的判定
探究一
探究二
国家课程校本化:3.1.2 两条直线平行与垂直的判定(导学案)
3.1.2 两条直线平行与垂直的判定一、课标解读1. 知识目标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.2. 能力目标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.二、自学导引问题1 下列说法正确的个数为 ( )○1若两条直线斜率相等,则两条直线平行;○2若12//l l ,则12k k =;○3若两条直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则两条直线相交;○4若两条直线斜率都不存在,则两条直线平行.A. 1B. 2C. 3D. 4答案:A问题2 已知直线1l 的斜率为0,且直线12l l ⊥,则直线2l 的倾斜角为 ( )A. 00B. 0135C. 090D. 0180答案:C小结:1. 如何判定两条直线平行、垂直?三、典例精析例1 若直线1l 的斜率为a ,直线12l l ⊥,则直线2l 的斜率为 ( ) A. 1a B. a C. 1a - D. 1a-或不存在 答案:D例2 已知直线1l 经过点(3,),(1,2),A a B a -直线2l 经过点(1,2),(2,2)C D a -+.(1) 若12//l l ,求a 的值; (2)若12l l ⊥,求a 的值.答案:(1) 1a =或6a =;(2) 3a =或4a =-例3 已知(0,3),(1,0),(3,0),A B C -求D 点的坐标,使得:(1) 四边形ABCD 为平行四边形; (2) 四边形ABCD 为直角梯形.(注:,,,A B C D 按逆时针方向排列)答案:(1)(4,3)D ;(2)(3,3)D 和189(,)55D . 例4 已知三点(2,3),(4,3),(5,)2m A B C -在同一条直线上,求m 的值. 答案:12m =四、自主反馈1. 有如下几种说法:①若直线1l ,2l 都有斜率且斜率相等,则1l //2l ;②若直线1l ⊥2l ,则他们的斜率之积为-1;③两条直线的倾斜角的正弦值相等,则两直线平行. 以上三种说法中,正确的个数是( )A. 1B. 2C. 3D. 02. 顺次连接A (-4,3),B (2,5),C (6,3),D (-3,1)四点所组成的图形是( )A. 平行四边形B. 直角梯形C. 等腰梯形D. 以上都不对3.若过点P (1,4)和 的直线与直线 平行,则a 的值是( )A. 1B. -1C. 1≠aD. 1-≠a4. 求m 值,使过点A(m,1),B(-1,m)的直线与过点P(1,2),Q(-5,0)的直线(1)平行; (2)垂直答案:D,B,C 4. (1)21;(2)-2。
人教A版高中数学必修2教案第三章
_3.1直线的倾斜角与斜率3.1.1倾斜角与斜率[提出问题]在平面直角坐标系中,直线l经过点P.问题1:直线l的位置能够确定吗?提示:不能.问题2:过点P可以作与l相交的直线多少条?提示:无数条.问题3:上述问题中的所有直线有什么区别?提示:倾斜程度不同.[导入新知]1.倾斜角的定义:当直线l与x轴相交时,取x轴作为基准,x轴正方向与直线l向上方向之间所成的角叫做直线l的倾斜角.如图所示,直线l 的倾斜角是∠APx,直线l′的倾斜角是∠BPx.2.倾斜角的范围:直线的倾斜角α的取值范围是0°≤α<180°,并规定与x轴平行或重合的直线的倾斜角为0°.3.倾斜角与直线形状的关系[化解疑难]对直线的倾斜角的理解(1)倾斜角定义中含有三个条件:①x 轴正向;②直线向上的方向;③小于180°的非负角.(2)从运动变化的观点来看,直线的倾斜角是由x 轴按逆时针方向旋转到与直线重合时所成的角.(3)倾斜角是一个几何概念,它直观地描述且表现了直线对x 轴的倾斜程度.(4)平面直角坐标系中的每一条直线都有一个确定的倾斜角,且倾斜程度相同的直线,其倾斜角相等;倾斜程度不同的直线,其倾斜角不相等.[提出问题]日常生活中,常用坡度(坡度=升高量前进量)表示倾斜程度,例如,“进2升3”与“进2升2”比较,前者更陡一些,因为坡度32>22.问题1:对于直线可利用倾斜角描述倾斜程度,可否借助于坡度来描述直线的倾斜程度?提示:可以.问题2:由上图中坡度为升高量与水平前进量的比值,那么对于平面直角坐标系中直线的倾斜程度能否如此度量?提示:可以.问题3:通过坐标比,你会发现它与倾斜角有何关系? 提示:与倾斜角的正切值相等. [导入新知]1.斜率的定义:一条直线的倾斜角α的正切值叫做这条直线的斜率.常用小写字母k 表示,即k =tan_α.2.斜率公式:经过两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)(x 1≠x 2)的直线的斜率公式为k =y 2-y 1x 2-x 1.当x 1=x 2时,直线P 1P 2没有斜率.3.斜率作用:用实数反映了平面直角坐标系内的直线的倾斜程度.[化解疑难]1.倾斜角α与斜率k 的关系(1)直线都有倾斜角,但并不是所有的直线都有斜率.当倾斜角是90°时,直线的斜率不存在,此时,直线垂直于x 轴(平行于y 轴或与y 轴重合).(2)直线的斜率也反映了直线相对于x 轴的正方向的倾斜程度.当0°≤α<90°时,斜率越大,直线的倾斜程度越大;当90°<α<180°时,斜率越大,直线的倾斜程度也越大.2.斜率公式(1)直线的斜率与两点的顺序无关,即两点的纵坐标和横坐标在公式中的次序可以同时调换,就是说, 如果分子是y 2-y 1,分母必须是x 2-x 1;反过来,如果分子是y 1-y 2,分母必须是x 1-x 2,即k =y 1-y 2x 1-x 2=y 2-y 1x 2-x 1.(2)用斜率公式时要一看,二用,三求值.一看,就是看所给两点的横坐标是否相等,若相等,则直线的斜率不存在,若不相等,则进行第二步;二用,就是将点的坐标代入斜率公式;三求值,就是计算斜率的值,尤其是点的坐标中含有参数时,应用斜率公式时要对参数进行讨论.[例1] (1)若直线l 的向上方向与y 轴的正方向成30°角,则直线l 的倾斜角为( ) A .30° B .60° C .30°或150°D .60°或120°(2)下列说法中,正确的是( )A .直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为tan αB .直线的斜率为tan α,则此直线的倾斜角为αC .若直线的倾斜角为α,则sin α>0D .任意直线都有倾斜角α,且α≠90°时,斜率为tan α[解析] (1)如图,直线l 有两种情况,故l 的倾斜角为60°或120°.(2)对于A ,当α=90°时,直线的斜率不存在,故不正确;对于B ,虽然直线的斜率为tan α,但只有0°≤α<180°时,α才是此直线的倾斜角,故不正确;对于C ,当直线平行于x 轴时,α=0°,sin α=0,故C 不正确,故选D.[答案] (1)D (2)D [类题通法]求直线的倾斜角的方法及两点注意(1)方法:结合图形,利用特殊三角形(如直角三角形)求角.(2)两点注意:①当直线与x 轴平行或重合时,倾斜角为0°,当直线与x 轴垂直时,倾斜角为90°.②注意直线倾斜角的取值范围是0°≤α<180°. [活学活用]1.直线l 经过第二、四象限,则直线l 的倾斜角范围是( ) A .[0°,90°) B .[90°,180°) C .(90°,180°)D .(0°,180°)解析:选C 直线倾斜角的取值范围是[0°,180°),又直线l 经过第二、四象限,所以直线l 的倾斜角范围是(90°,180°).2.设直线l 过原点,其倾斜角为α,将直线l 绕坐标原点沿逆时针方向旋转45°,得到直线l 1,则直线l 1的倾斜角为( )A .α+45°B .α-135°C .135°-αD .当0°≤α<135°时为α+45°,当135°≤α<180°时为α-135°解析:选D 当0°≤α<135°时,l 1的倾斜角是α+45°.当135°≤α<180°时,结合图形和倾斜角的概念,即可得到l 1的倾斜角为α-135°,故应选D.[例2] (1)已知过两点A (4,y ),B (2,-3)的直线的倾斜角为135°,则y =________; (2)过点P (-2,m ),Q (m,4)的直线的斜率为1,则m 的值为________; (3)已知过A (3,1),B (m ,-2)的直线的斜率为1,则m 的值为________. [解析] (1)直线AB 的斜率k =tan 135°=-1, 又k =-3-y 2-4,由-3-y 2-4=-1,得y =-5.(2)由斜率公式k =4-mm +2=1,得m =1.(3)当m =3时,直线AB 平行于y 轴,斜率不存在. 当m ≠3时,k =-2-1m -3=-3m -3=1,解得m =0.[答案] (1)-5 (2)1 (3)0 [类题通法]利用斜率公式求直线的斜率应注意的事项(1)运用公式的前提条件是“x 1≠x 2”,即直线不与x 轴垂直,因为当直线与x 轴垂直时,斜率是不存在的;(2)斜率公式与两点P 1,P 2的先后顺序无关,也就是说公式中的x 1与x 2,y 1与y 2可以同时交换位置.[活学活用]3.(2012·河南平顶山高一调研)若直线过点 (1,2),(4,2+3),则此直线的倾斜角是( ) A .30° B .45° C .60° D .90°解析:选A 设直线的倾斜角为α, 直线斜率k =(2+3)-24-1=33,∴tan α=33. 又∵0°≤α<180°,∴α=30°.[例3] 已知实数x ,y 满足y =-2x +8,且2≤x ≤3,求yx 的最大值和最小值.[解] 如图所示,由于点(x ,y )满足关系式2x +y =8,且2≤x ≤3,可知点P (x ,y )在线段AB 上移动,并且A ,B 两点的坐标可分别求得为A (2,4),B (3,2).由于y x 的几何意义是直线OP 的斜率,且k OA =2,k OB =23,所以可求得yx 的最大值为2,最小值为23.[类题通法]根据题目中代数式的特征,看是否可以写成y 2-y 1x 2-x 1的形式,若能,则联想其几何意义(即直线的斜率),再利用图形的直观性来分析解决问题.[活学活用]4.点M (x ,y )在函数y =-2x +8的图象上,当x ∈[2,5]时,求y +1x +1的取值范围.解:y +1x +1=y -(-1)x -(-1)的几何意义是过M (x ,y ),N (-1,-1)两点的直线的斜率.∵点M 在函数y =-2x +8的图象上,且x ∈[2,5], ∴设该线段为AB 且A (2,4),B (5,-2). ∵k NA =53,k NB =-16,∴-16≤y +1x +1≤53.∴y +1x +1的取值范围为[-16,53].6.倾斜角与斜率的关系[典例] 已知两点A (-3,4),B (3,2),过点P (1,0)的直线l 与线段AB 有公共点,则l 的倾斜角的取值范围________;直线l 的斜率k 的取值范围________.[解析] 如图,由题意可知k P A =4-0-3-1=-1,k PB =2-03-1=1,则直线l 的倾斜角介于直线PB 与P A 的倾斜角之间,又PB 的倾斜角是45°,P A 的倾斜角是135°,∴直线l 的倾斜角α的取值范围是45°≤α≤135°;要使l 与线段AB 有公共点,则直线l 的斜率k 的取值范围是k ≤-1或k ≥1.[答案] 45°≤α≤135° k ≤-1或k ≥1 [易错防范]1.本题易错误地认为-1≤k ≤1,结合图形考虑,l 的倾斜角应介于直线PB 与直线P A 的倾斜角之间,要特别注意,当l 的倾斜角小于90°时,有k ≥k PB ;当l 的倾斜角大于90°时,则有k ≤k P A .2.如图,过点P 的直线l 与直线段AB 相交时,因为过点P 且与x 轴垂直的直线PC 的斜率不存在,而PC 所在的直线与线段AB 不相交,所以满足题意的斜率夹在中间,即k P A ≤k ≤k PB .解决这类问题时,可利用数形结合思想直观地判断直线是夹在中间还是在两边.[成功破障]已知直线l 过点P (3,4),且与以A (-1,0),B (2,1)为端点的线段AB 有公共点,求直线l 的斜率k 的取值范围.解:∵直线P A 的斜率k P A =4-03-(-1)=1,直线PB 的斜率k PB =4-13-2=3,∴要使直线l与线段AB 有公共点,k 的取值范围为[1,3].[随堂即时演练]1.关于直线的倾斜角和斜率,下列说法正确的是( ) A .任一直线都有倾斜角,都存在斜率 B .倾斜角为135°的直线的斜率为1C .若一条直线的倾斜角为α,则它的斜率为k =tan αD .直线斜率的取值范围是(-∞,+∞)解析:选D 任一直线都有倾斜角,但当倾斜角为90°时,斜率不存在.所以A 、C 错误;倾斜角为135°的直线的斜率为-1,所以B 错误;只有D 正确.2.已知经过两点(5,m )和(m,8)的直线的斜率等于1,则m 的值是( ) A .5 B .8 C.132D .7解析:选C 由斜率公式可得8-m m -5=1,解之得m =132.3.直线l 经过原点和(-1,1),则它的倾斜角为________. 解析:k l =1-0-1-0=-1,因此倾斜角为135°. 答案:135°4.已知三点A (a,2),B (3,7),C (-2,-9a )在同一条直线上,实数a 的值为________.解析:∵A 、B 、C 三点共线, ∴k AB =k BC ,即53-a=9a +75,∴a =2或29.答案:2或295.已知A (m ,-m +3),B (2,m -1),C (-1,4),直线AC 的斜率等于直线BC 的斜率的3倍,求m 的值.解:由题意直线AC 的斜率存在,即m ≠-1. ∴k AC =(-m +3)-4m +1,k BC =(m -1)-42-(-1).∴(-m +3)-4m +1=3·(m -1)-42-(-1).整理得:-m -1=(m -5)(m +1), 即(m +1)(m -4)=0, ∴m =4或m =-1(舍去). ∴m =4.[课时达标检测]一、选择题1.给出下列说法,正确的个数是( )①若两直线的倾斜角相等,则它们的斜率也一定相等; ②一条直线的倾斜角为-30°; ③倾斜角为0°的直线只有一条;④直线的倾斜角α的集合{α|0°≤α<180°}与直线集合建立了一一对应关系. A .0 B .1 C .2D .3解析:选A 若两直线的倾斜角为90°,则它们的斜率不存在,①错;直线倾斜角的取值范围是[0°,180°),②错;所有垂直于y 轴的直线倾斜角均为0°,③错;不同的直线可以有相同的倾斜角,④错.2.过两点A (4,y ),B (2,-3)的直线的倾斜角为45°,则y =( ) A .-32B.32C .-1D .1解析:选C tan 45°=k AB =y +34-2,即y +34-2=1,所以y =-1.3.如图,设直线l 1,l 2,l 3的斜率分别为k 1,k 2,k 3,则k 1,k 2,k 3的大小关系为( )A .k 1<k 2<k 3B .k 1<k 3<k 2C .k 2<k 1<k 3D .k 3<k 2<k 1解析:选A 根据“斜率越大,直线的倾斜程度越大”可知选项A 正确. 4.经过两点A (2,1),B (1,m 2)的直线l 的倾斜角为锐角,则m 的取值范围是( ) A .m <1 B .m >-1 C .-1<m <1D .m >1或m <-1解析:选C ∵直线l 的倾斜角为锐角, ∴斜率k =m 2-11-2>0,∴-1<m <1.5.(2012·广州高一检测)如果直线l 过点(1,2),且不通过第四象限,那么l 的斜率的取值范围是( )A .[0,1]B .[0,2] C.⎣⎡⎦⎤0,12 D .(0,3]解析:选B 过点(1,2)的斜率为非负且最大斜率为此点与原点的连线斜率时,图象不过第四象限.二、填空题6.已知a >0,若平面内三点A (1,-a ),B (2,a 2),C (3,a 3)共线,则a =________. 解析:若平面内三点共线,则k AB =k BC ,即a 2+a 2-1=a 3-a 23-2,整理得a 2-2a -1=0,解得a =1+2,或a =1-2(舍去).答案:1+ 27.如果直线l 1的倾斜角是150°,l 2⊥l 1,垂足为B .l 1,l 2与x 轴分别相交于点C ,A ,l 3平分∠BAC ,则l 3的倾斜角为________.解析:因为直线l 1的倾斜角为150°,所以∠BCA =30°,所以l 3的倾斜角为12×(90°-30°)=30°.答案:30°8.已知实数x ,y 满足方程x +2y =6,当1≤x ≤3时,y -1x -2的取值范围为________.解析:y -1x -2的几何意义是过M (x ,y ),N (2,1)两点的直线的斜率,因为点M 在函数x +2y=6的图象上,且1≤x ≤3,所以可设该线段为AB ,且A ⎝⎛⎭⎫1,52,B ⎝⎛⎭⎫3,32,由于k NA =-32,k NB =12,所以y -1x -2的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,-32∪⎣⎡⎭⎫12,+∞. 答案:⎝⎛⎦⎤-∞,-32∪⎣⎡⎭⎫12,+∞三、解答题9.已知直线l 过点A (1,2),B (m,3),求直线l 的斜率和倾斜角的取值范围. 解:设l 的斜率为k ,倾斜角为α, 当m =1时,斜率k 不存在,α=90°, 当m ≠1时,k =3-2m -1=1m -1,当m >1时,k =1m -1>0,此时α为锐角,0°<α<90°,当m <1时,k =1m -1<0,此时α为钝角,90°<α<180°.所以α∈(0°,180°),k ∈(-∞,0)∪(0,+∞). 10.已知A (3,3),B (-4,2),C (0,-2), (1)求直线AB 和AC 的斜率.(2)若点D 在线段BC (包括端点)上移动时,求直线AD 的斜率的变化范围. 解:(1)由斜率公式可得直线AB 的斜率k AB =2-3-4-3=17.直线AC 的斜率k AC =-2-30-3=53.故直线AB 的斜率为17,直线AC 的斜率为53.(2)如图所示,当D 由B 运动到C 时,直线AD 的斜率由k AB 增大到k AC ,所以直线AD 的斜率的变化范围是⎣⎡⎦⎤17,53.3.1.2 两条直线平行与垂直的判定[提出问题]平面几何中,两条直线平行同位角相等.问题1:在平面直角坐标中,若l1∥l2,则它们的倾斜角α1与α2有什么关系?提示:相等.问题2:若l1∥l2,则l1,l2的斜率相等吗?提示:不一定,可能相等,也可能都不存在.问题3:若l1与l2的斜率相等,则l1与l2一定平行吗?提示:不一定.可能平行也可能重合.[导入新知]对于两条不重合的直线l1,l2,其斜率分别为k1,k2,有l1∥l2⇔k1=k2.[化解疑难]对两直线平行与斜率的关系要注意以下几点(1)l1∥l2⇔k1=k2成立的前提条件是:①两条直线的斜率都存在;②l1与l2不重合.(2)当两条直线不重合且斜率都不存在时,l1与l2的倾斜角都是90°,则l1∥l2.(3)两条不重合直线平行的判定的一般结论是:l1∥l2⇔k1=k2或l1,l2斜率都不存在.[提出问题]已知两条直线l1,l2,若l1的倾斜角为30°,l1⊥l2.问题1:上述问题中,l1,l2的斜率是多少?提示:k1=33,k2=- 3.问题2:上述问题中两直线l1、l2的斜率有何关系?提示:k1k2=-1.问题3:若两条直线垂直且都有斜率,它们的斜率之积一定为-1吗?提示:一定.[导入新知]如果两条直线都有斜率,且它们互相垂直,那么它们的斜率之积等于-1;反之,如果它们的斜率之积等于-1,那么它们互相垂直,即l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1.[化解疑难]对两直线垂直与斜率的关系要注意以下几点(1)l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1成立的前提条件是:①两条直线的斜率都存在;②k 1≠0且k 2≠0. (2)两条直线中,一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率等于零,则两条直线垂直.(3)判定两条直线垂直的一般结论为:l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1或一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率等于零.[例1] 根据下列给定的条件,判断直线l 1与直线l 2是否平行. (1)l 1经过点A (2,1),B (-3,5),l 2经过点C (3,-3),D (8,-7); (2)l 1经过点E (0,1),F (-2,-1),l 2经过点G (3,4),H (2,3); (3)l 1的倾斜角为60°,l 2经过点M (1,3),N (-2,-23); (4)l 1平行于y 轴,l 2经过点P (0,-2),Q (0,5).[解] (1)由题意知,k 1=5-1-3-2=-45,k 2=-7+38-3=-45,所以直线l 1与直线l 2平行或重合,又k BC =5-(-3)-3-3=-43≠-45,故l 1∥l 2.(2)由题意知,k 1=-1-1-2-0=1,k 2=3-42-3=1,所以直线l 1与直线l 2平行或重合,k FG =4-(-1)3-(-2)=1,故直线l 1与直线l 2重合.(3)由题意知,k 1=tan 60°=3,k 2=-23-3-2-1=3,k 1=k 2,所以直线l 1与直线l 2平行或重合.(4)由题意知l 1的斜率不存在,且不是y 轴,l 2的斜率也不存在,恰好是y 轴,所以l 1∥l 2. [类题通法]判断两条不重合直线是否平行的步骤[活学活用]1.试确定m 的值,使过点A (m +1,0),B (-5,m )的直线与过点C (-4,3),D (0,5)的直线平行.解:由题意直线CD 的斜率存在,则与其平行的直线AB 的斜率也存在.k AB =m -0-5-(m +1)=m -6-m ,k CD =5-30-(-4)=12,由于AB ∥CD ,即k AB =k CD ,所以m -6-m =12,得m =-2.经验证m =-2时直线AB 的斜率存在,所以m =-2.[例2] 已知直线l 1经过点A (3,a ),B (a -2,-3),直线l 2经过点C (2,3),D (-1,a -2),如果l 1⊥l 2,求a 的值.[解] 设直线l 1,l 2的斜率分别为k 1,k 2.∵直线l 2经过点C (2,3),D (-1,a -2),且2≠-1, ∴l 2的斜率存在.当k 2=0时,a -2=3,则a =5,此时k 1不存在,符合题意.当k 2≠0时,即a ≠5,此时k 1≠0,由k 1·k 2=-1,得-3-a a -2-3·a -2-3-1-2=-1,解得a =-6.综上可知,a 的值为5或-6. [类题通法]使用斜率公式判定两直线垂直的步骤(1)一看,就是看所给两点的横坐标是否相等,若相等,则直线的斜率不存在,若不相等,则进行第一步.(2)二用:就是将点的坐标代入斜率公式.(3)求值:计算斜率的值,进行判断.尤其是点的坐标中含有参数时,应用斜率公式要对参数进行讨论.总之,l 1与l 2一个斜率为0,另一个斜率不存在时,l 1⊥l 2;l 1与l 2斜率都存在时,满足k 1·k 2=-1.[活学活用]2.已知定点A (-1,3),B (4,2),以A 、B 为直径作圆,与x 轴有交点C ,则交点C 的坐标是________.解析:以线段AB 为直径的圆与x 轴的交点为C ,则AC ⊥BC .设C (x,0),则k AC =-3x +1,k BC =-2x -4,所以-3x +1·-2x -4=-1,得x =1或2,所以C (1,0)或(2,0). 答案:(1,0)或(2,0)[例3] 已知A (-4,3),B (2,5),C (6,3),D (-3,0)四点,若顺次连接A ,B ,C ,D 四点,试判定图形ABCD 的形状.[解] 由题意知A ,B ,C ,D 四点在坐标平面内的位置,如图所示,由斜率公式可得k AB =5-32-(-4)=13,k CD =0-3-3-6=13,k AD =0-3-3-(-4)=-3,k BC =3-56-2=-12.所以k AB =k CD ,由图可知AB 与CD 不重合, 所以AB ∥CD .由k AD ≠k BC ,所以AD 与BC 不平行. 又因为k AB ·k AD =13×(-3)=-1,所以AB ⊥AD ,故四边形ABCD 为直角梯形. [类题通法]1.在顶点确定的情况下,确定多边形形状时,要先画出图形,由图形猜测其形状,为下面证明提供明确目标.2.证明两直线平行时,仅有k 1=k 2是不够的,注意排除两直线重合的情况. [活学活用]3.已知A (1,0),B (3,2),C (0,4),点D 满足AB ⊥CD ,且AD ∥BC ,试求点D 的坐标. 解:设D (x ,y ),则k AB =23-1=1,k BC =4-20-3=-23,k CD =y -4x ,k DA =yx -1.因为AB ⊥CD ,AD ∥BC ,所以,k AB ·k CD =-1,k DA =k BC,所以⎩⎨⎧1×y -4x=-1,y x -1=-23.解得⎩⎪⎨⎪⎧x =10,y =-6.即D (10,-6).8.利用平行或垂直确定参数值[典例] 已知直线l 1经过A (3,m ),B (m -1,2),直线l 2经过点C (1,2),D (-2,m +2). (1)若l 1∥l 2,求m 的值; (2)若l 1⊥l 2,求m 的值. [解题流程]欲求m 的值,需根据l 1∥l 2或l 1⊥l 2列出关于m 的关系式由直线l 1过A 、B 两点,直线l 2过C 、D 两点,求斜率[规范解答]由题知直线l 2的斜率存在且k 2=2-(m +2)1-(-2)=-m 3①.(2分)(1)若l 1∥l 2,则直线l 1的斜率也存在,由k 1=k 2,得2-m m -4=-m 3,解得m =1或m =6,(4分)经检验,当m =1或m =6时,l 1∥l ③2.(6分)(2)若l 1⊥l 2,当k 2=0②时,此时m =0,l 1斜率存在,不符合题意;(8分)当k 2≠0②时,直线l 2的斜率存在且不为0,则直线l 1的斜率也存在,且k 1·k 2=-1,即-m 3·2-m m -4=-1,解得m =3或m =-4,(10分) 所以m =3或m =-4时,l 1⊥l ③2.(12分)[名师批注]①处易漏掉而直接利用两直线平行或垂直所具备的条件来求m 值,解答过程不严谨 ②处讨论k 2=0和k 2≠0两种情况③此处易漏掉检验做解答题要注意解题的规范 [活学活用]已知A (-m -3,2),B (-2m -4,4),C (-m ,m ),D (3,3m +2),若直线AB ⊥CD ,求m 的值.解:因为A ,B 两点纵坐标不等,所以AB 与x 轴不平行.因为AB ⊥CD ,所以CD 与x 轴不垂直,故m ≠-3.当AB 与x 轴垂直时,-m -3=-2m -4,解得m =-1,而m =-1时,C ,D 纵坐标均为-1,所以CD ∥x 轴,此时AB ⊥CD ,满足题意.当AB 与x 轴不垂直时,由斜率公式得k AB =4-2-2m -4-(-m -3)=2-(m +1),k CD=3m +2-m 3-(-m )=2(m +1)m +3.因为AB ⊥CD ,所以k AB ·k CD =-1,解得m =1. 综上,m 的值为1或-1.[随堂即时演练]1.下列说法正确的有( )①若两条直线的斜率相等,则这两条直线平行; ②若l 1∥l 2,则k 1=k 2;③若两条直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则这两条直线垂直; ④若两条直线的斜率都不存在且两直线不重合,则这两条直线平行. A .1个 B .2个 C .3个D .4个解析:选A 若k 1=k 2,则这两条直线平行或重合,所以①错;当两条直线垂直于x 轴时,两条直线平行,但斜率不存在,所以②错;若两直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0时,才有这两条直线垂直,所以③错;④正确.2.直线l 1,l 2的斜率是方程x 2-3x -1=0的两根,则l 1与l 2的位置关系是( ) A .平行 B .重合 C .相交但不垂直D .垂直解析:选D 设l 1,l 2的斜率分别为k 1,k 2,则k 1·k 2=-1.3.已知△ABC 中,A (0,3)、B (2,-1),E 、F 分别为AC 、BC 的中点,则直线EF 的斜率为________.解析:∵E 、F 分别为AC 、BC 的中点, ∴EF ∥AB . ∴k EF =k AB =-1-32-0=-2. 答案:-24.经过点(m,3)和(2,m )的直线l 与斜率为-4的直线互相垂直,则m 的值是________. 解析:由题意可知k l =14,又因为k l =m -32-m ,所以m -32-m =14,解得m =145.答案:1455.判断下列各小题中的直线l 1与l 2的位置关系. (1)l 1的斜率为-10,l 2经过点A (10,2),B (20,3);(2)l 1过点A (3,4),B (3,100),l 2过点M (-10,40),N (10,40); (3)l 1过点A (0,1),B (1,0),l 2过点M (-1,3),N (2,0); (4)l 1过点A (-3,2),B (-3,10),l 2过点M (5,-2),N (5,5). 解:(1)k 1=-10,k 2=3-220-10=110.∵k 1k 2=-1,∴l 1⊥l 2.(2)l 1的倾斜角为90°,则l 1⊥x 轴.k 2=40-4010-(-10)=0,则l 2∥x 轴,∴l 1⊥l 2.(3)k 1=0-11-0=-1,k 2=0-32-(-1)=-1,∴k 1=k 2.又k AM =3-1-1-0=-2≠k 1,∴l 1∥l 2. (4)∵l 1与l 2都与x 轴垂直,∴l 1∥l 2.[课时达标检测]一、选择题1.已知过点P (3,2m )和点Q (m,2)的直线与过点M (2,-1)和点N (-3,4)的直线平行,则m 的值是( )A .1B .-1C .2D .-2解析:选B 因为MN ∥PQ ,所以k MN =k PQ ,即4-(-1)-3-2=2-2mm -3,解得m =-1.2.以A (-1,1),B (2,-1),C (1,4)为顶点的三角形是( ) A .锐角三角形 B .钝角三角形C .以A 点为直角顶点的直角三角形D .以B 点为直角顶点的直角三角形解析:选C 如右图所示,易知k AB =-1-12-(-1)=-23,k AC =4-11-(-1)=32,由k AB ·k AC =-1知三角形是以A 点为直角顶点的直角三角形.3.已知点A (-2,-5),B (6,6),点P 在y 轴上,且∠APB =90°,则点P 的坐标为( )A .(0,-6)B .(0,7)C .(0,-6)或(0,7)D .(-6,0)或(7,0)解析:选C 由题意可设点P 的坐标为(0,y ).因为∠APB =90°,所以AP ⊥BP ,且直线AP 与直线BP 的斜率都存在.又k AP =y +52,k BP =y -6-6,k AP ·k BP =-1, 即y +52·(-y -66)=-1,解得y =-6或y =7.所以点P 的坐标为(0,-6)或(0,7). 4.若A (-4,2),B (6,-4),C (12,6),D (2,12),则下面四个结论:①AB ∥CD ;②AB ⊥AD ;③AC ∥BD ;④AC ⊥BD 中正确的个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选C 由题意得k AB =-4-26-(-4)=-35,k CD =12-62-12=-35,k AD =12-22-(-4)=53,k AC=6-212-(-4)=14,k BD =12-(-4)2-6=-4,所以AB ∥CD ,AB ⊥AD ,AC ⊥BD .5.已知点A (2,3),B (-2,6),C (6,6),D (10,3),则以A ,B ,C ,D 为顶点的四边形是( ) A .梯形 B .平行四边形 C .菱形D .矩形解析:选B 如图所示,易知k AB =-34,k BC =0,k CD =-34,k AD =0,k BD =-14,k AC =34,所以k AB =k CD ,k BC =k AD ,k AB ·k AD =0,k AC ·k BD =-312, 故AD ∥BC ,AB ∥CD ,AB 与AD 不垂直,BD 与AC 不垂直. 所以四边形ABCD 为平行四边形. 二、填空题6.l 1过点A (m,1),B (-3,4),l 2过点C (0,2),D (1,1),且l 1∥l 2,则m =________. 解析:∵l 1∥l 2,且k 2=1-21-0=-1,∴k 1=4-1-3-m =-1,∴m =0.答案:07.已知直线l 1的倾斜角为45°,直线l 2∥l 1,且l 2过点A (-2,-1)和B (3,a ),则a 的值为________.解析:∵l 2∥l 1,且l 1的倾斜角为45°,∴kl 2=kl 1=tan 45°=1,即a -(-1)3-(-2)=1,所以a=4.答案:48.已知A (2,3),B (1,-1),C (-1,-2),点D 在x 轴上,则当点D 坐标为________时,AB ⊥CD .解析:设点D (x,0),因为k AB =-1-31-2=4≠0,所以直线CD 的斜率存在. 则由AB ⊥CD 知,k AB ·k CD =-1,所以4·-2-0-1-x =-1,解得x =-9.答案:(-9,0) 三、解答题9.当m 为何值时,过两点A (1,1),B (2m 2+1,m -2)的直线: (1)倾斜角为135°;(2)与过两点(3,2),(0,-7)的直线垂直; (3)与过两点(2,-3),(-4,9)的直线平行? 解:(1)由k AB =m -32m 2=tan 135°=-1,解得m =-32,或m =1. (2)由k AB =m -32m 2,且-7-20-3=3. 则m -32m 2=-13,解得m =32,或m =-3. (3)令m -32m 2=9+3-4-2=-2, 解得m =34,或m =-1.10.直线l 1经过点A (m,1),B (-3,4),直线l 2经过点C (1,m ),D (-1,m +1),当l 1∥l 2或l 1⊥l 2时,分别求实数m 的值.解:当l 1∥l 2时,由于直线l 2的斜率存在,则直线l 1的斜率也存在,则k AB =k CD ,即4-1-3-m =m +1-m-1-1,解得m =3;当l 1⊥l 2时,由于直线l 2的斜率存在且不为0,则直线l 1的斜率也存在,则k AB k CD =-1, 即4-1-3-m ·m +1-m -1-1=-1,解得m =-92.综上,当l 1∥l 2时,m 的值为3; 当l 1⊥l 2时,m 的值为-92.3.2直线的方程3.2.1 直线的点斜式方程[提出问题]斜拉桥又称斜张桥,桥身简约刚毅,力感十足.若以桥面所在直线为x 轴,桥塔所在直线为y 轴建立平面直角坐标系,那么斜拉索可看成过桥塔上同一点的直线.问题1:已知某一斜拉索过桥塔上一点B ,那么该斜拉索位置确定吗?提示:不确定.从一点可引出多条斜拉索.问题2:若某条斜拉索过点B (0,b ),斜率为k ,则该斜拉索所在直线上的点P (x ,y )满足什么条件?提示:满足y -bx -0=k .问题3:可以写出问题2中的直线方程吗? 提示:可以.方程为y -b =kx . [导入新知]1.直线的点斜式方程(1)定义:如图所示,直线l 过定点P (x 0,y 0),斜率为k ,则把方程y -y 0=k (x -x 0)叫做直线l 的点斜式方程,简称点斜式.(2)说明:如图所示,过定点P (x 0,y 0),倾斜角是90°的直线没有点斜式,其方程为x -x 0=0,或x =x 0.2.直线的斜截式方程(1)定义:如图所示,直线l 的斜率为k ,且与y 轴的交点为(0,b ),则方程y =kx +b 叫做直线l 的斜截式方程,简称斜截式.(2)说明:一条直线与y 轴的交点(0,b )的纵坐标b 叫做直线在y 轴上的截距.倾斜角是直角的直线没有斜截式方程.[化解疑难]1.关于点斜式的几点说明:(1)直线的点斜式方程的前提条件是:①已知一点P (x 0,y 0)和斜率k ;②斜率必须存在.只有这两个条件都具备,才可以写出点斜式方程.(2)方程y -y 0=k (x -x 0)与方程k =y -y 0x -x 0不是等价的,前者是整条直线,后者表示去掉点P (x 0,y 0)的一条直线.(3)当k 取任意实数时,方程y -y 0=k (x -x 0)表示恒过定点(x 0,y 0)的无数条直线. 2.斜截式与一次函数的解析式相同,都是y =kx +b 的形式,但有区别,当k ≠0时,y =kx +b 即为一次函数;当k =0时,y =b ,不是一次函数,一次函数y =kx +b (k ≠0)必是一条直线的斜截式方程.截距不是距离,可正、可负也可为零.[例1](1)经过点(-5,2)且平行于y轴的直线方程为________.(2)直线y=x+1绕着其上一点P(3,4)逆时针旋转90°后得直线l,则直线l的点斜式方程为________.(3)求过点P(1,2)且与直线y=2x+1平行的直线方程为________.[解析](1)∵直线平行于y轴,∴直线不存在斜率,∴方程为x=-5.(2)直线y=x+1的斜率k=1,所以倾斜角为45°.由题意知,直线l的倾斜角为135°,所以直线l的斜率k′=tan 135°=-1,又点P(3,4)在直线l上,由点斜式方程知,直线l的方程为y-4=-(x-3).(3)由题意知,所求直线的斜率为2,且过点P(1,2),∴直线方程为y-2=2(x-1),即2x -y=0.[答案](1)x=-5(2)y-4=-(x-3)(3)2x-y=0[类题通法]已知直线上一点的坐标以及直线斜率或已知直线上两点的坐标,均可用直线方程的点斜式表示,直线方程的点斜式,应在直线斜率存在的条件下使用.当直线的斜率不存在时,直线方程为x=x0.[活学活用]1.写出下列直线的点斜式方程:(1)经过点A(2,5),斜率是4;(2)经过点B(2,3),倾斜角是45°;(3)经过点C(-1,-1),与x轴平行.解:(1)由点斜式方程可知,所求直线的点斜式方程为y-5=4(x-2).(2)∵直线的倾斜角为45°,∴此直线的斜率k=tan45°=1.∴直线的点斜式方程为y-3=x-2.(3)∵直线与x轴平行,∴倾斜角为0°,斜率k=0.∴直线的点斜式方程为y+1=0×(x+1),即y=-1.[例2] (1)倾斜角为150°,在y 轴上的截距是-3的直线的斜截式方程为________. (2)已知直线l 1的方程为y =-2x +3,l 2的方程为y =4x -2,直线l 与l 1平行且与l 2在y 轴上的截距相同,求直线l 的方程.[解析] (1)∵倾斜角α=150°,∴斜率k =tan 150°=-33,由斜截式可得所求的直线方程为y =-33x -3. (2)由斜截式方程知直线l 1的斜率k 1=-2, 又∵l ∥l 1,∴l 的斜率k =k 1=-2.由题意知l 2在y 轴上的截距为-2,∴l 在y 轴上的截距b =-2,由斜截式可得直线l 的方程为y =-2x -2.[答案] (1)y =-33x -3 [类题通法]1.斜截式方程的应用前提是直线的斜率存在.当b =0时,y =kx 表示过原点的直线;当k =0时,y =b 表示与x 轴平行(或重合)的直线.2.截距不同于日常生活中的距离,截距是一个点的横(纵)坐标,是一个实数,可以是正数,也可以是负数或零,而距离是一个非负数.[活学活用]2.求倾斜角是直线y =-3x +1的倾斜角的14,且在y 轴上的截距是-5的直线方程.解:∵直线y =-3x +1的斜率k =-3,∴其倾斜角α=120°,由题意,得所求直线的倾斜角α1=14α=30°,故所求直线的斜率k 1=tan 30°=33.∵所求直线的斜率是33,在y 轴上的截距为-5, ∴所求直线的方程为y =33x -5.[例3] 当a 为何值时,(1)两直线y =ax -2与y =(a +2)x +1互相垂直? (2)两直线y =-x +4a 与y =(a 2-2)x +4互相平行? [解] (1)设两直线的斜率分别为k 1,k 2,则k 1=a ,k 2=a +2. ∵两直线互相垂直,∴k 1k 2=a (a +2)=-1, 解得a =-1.故当a =-1时,两条直线互相垂直. (2)设两直线的斜率分别为k 3,k 4, 则k 3=-1,k 4=a 2-2. ∵两条直线互相平行,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2-2=-1,4a ≠4,解得a =-1. 故当a =-1时,两条直线互相平行. [类题通法]判断两条直线位置关系的方法直线l 1:y =k 1x +b 1,直线l 2:y =k 2x +b 2. (1)若k 1≠k 2,则两直线相交. (2)若k 1=k 2,则两直线平行或重合, 当b 1≠b 2时,两直线平行; 当b 1=b 2时,两直线重合.(3)特别地,当k 1·k 2=-1时,两直线垂直. (4)对于斜率不存在的情况,应单独考虑. [活学活用]3.(1)若直线l 1:y =(2a -1)x +3与直线l 2:y =4x -3垂直,则a =________. (2)若直线l 1:y =-x +2a 与直线l 2:y =(a 2-2)x +2平行,则a =________. 解析:(1)由题意可知kl 1=2a -1,kl 2=4. ∵l 1⊥l 2,∴4(2a -1)=-1,解得a =38.(2)因为l 1∥l 2,所以a 2-2=-1,且2a ≠2,解得a =-1,所以a =-1时两直线平行. 答案:(1)38(2)-17.斜截式判断两条直线平行的误区[典例] 已知直线l 1:x +my +6=0,l 2:(m -2)x +3y +2m =0,当l 1∥l 2时,求m 的值.[解] 由题设l 2的方程可化为y =-m -23x -23m ,则其斜率k 2=-m -23,在y 轴上的截距b 2=-23m .∵l 1∥l 2,∴l 1的斜率一定存在,即m ≠0. ∴l 1的方程为y =-1m x -6m.由l 1∥l 2,得⎩⎨⎧-m -23=-1m,-23m ≠-6m,解得m =-1.∴m 的值为-1. [易错防范]1.两条直线平行时,斜率存在且相等,截距不相等.当两条直线的斜率相等时,也可能平行,也可能重合.2.解决此类问题要明确两直线平行的条件,尤其是在求参数时要考虑两直线是否重合. [成功破障]当a 为何值时,直线l 1:y =-2ax +2a 与直线l 2:y =(a 2-3)x +2平行? 解:∵l 1∥l 2,∴a 2-3=-2a 且2a ≠2, 解得a =-3.[随堂即时演练]1.直线y =2x -3的斜率和在y 轴上的截距分别等于( ) A .2,3 B .-3,-3 C .-3,2 D .2,-3答案:D2.直线l 经过点P (2,-3),且倾斜角α=45°,则直线的点斜式方程是( ) A .y +3=x -2 B .y -3=x +2 C .y +2=x -3D .y -2=x +3 解析:选A ∵直线l 的斜率k =tan 45°=1, ∴直线l 的方程为y +3=x -2.3.过点(-2,-4),倾斜角为60°的直线的点斜式方程是________. 解析:α=60°,k =tan 60°=3, 由点斜式方程,得y +4=3(x +2).答案:y +4=3(x +2)4.在y 轴上的截距为2,且与直线y =-3x -4平行的直线的斜截式方程为________. 解析:∵直线y =-3x -4的斜率为-3, 所求直线与此直线平行,∴斜率为-3,又截距为2,∴由斜截式方程可得y =-3x +2. 答案:y =-3x +25.(1)求经过点(1,1),且与直线y =2x +7平行的直线的方程; (2)求经过点(-2,-2),且与直线y =3x -5垂直的直线的方程. 解:(1)由y =2x +7得其斜率为2,由两直线平行知所求直线的斜率是2. ∴所求直线方程为y -1=2(x -1), 即2x -y -1=0.(2)由y =3x -5得其斜率为3,由两直线垂直知,所求直线的斜率是-13.∴所求直线方程为y +2=-13(x +2),即x +3y +8=0.[课时达标检测]一、选择题1.已知直线的方程是y +2=-x -1,则( ) A .直线经过点(-1,2),斜率为-1 B .直线经过点(2,-1),斜率为-1 C .直线经过点(-1,-2),斜率为-1 D .直线经过点(-2,-1),斜率为1解析:选C 直线的方程可化为y -(-2)=-[x -(-1)],故直线经过点(-1,-2),斜率为-1.2.直线y =ax -1a的图象可能是( )解析:选B 由y =ax -1a可知,斜率和截距必须异号,故B 正确.3.与直线y =2x +1垂直,且在y 轴上的截距为4的直线的斜截式方程是( ) A .y =12x +4B .y =2x +4C .y =-2x +4D .y =-12x +4。
3.1.2两直线平行与垂直的判定(优秀经典公开课教案及练习答案详解)
3.1.2两直线平行与垂直的判定学科:数学年级:高一班级【学习目标】1.知道两条直线平行或垂直的判断条件.2.会利用斜率判断两条直线平行或垂直.3.利用斜率判断含字母参数的两直线平行或垂直时,对字母分类讨论.【学习重难点】重点:两条直线平行和垂直的条件难点:启发学生, 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.【预习指导】1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若两条直线斜率相等,则两直线平行.( )(2)若l1∥l2,则k1=k2.( )(3)若两直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则两直线相交.( )(4)若两直线斜率都不存在,则两直线平行.( )2.直线l1,l2的斜率是方程x2-3x-1=0的两根,则l1与l2的位置关系是( )A.平行 B.重合 C.相交但不垂直 D.垂直3.下列各组点中,在同一直线上的是( )A.(-2,3),(-7,5),(3,-5)B.(3,0),(6,-4),(-1,-3)C.(0,5),(2,1),(-1,7)D.(0,1),(3,4),(-1,-1)4.经过点A(m,1),B(-1,m)的直线与过点P(1,2),Q(-5,0)的直线平行,则m=________.【合作探究】(一)先研究特殊情况下的两条直线平行与垂直上一节课, 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.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 L1和L2的斜率分别为k1和k2. 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.如果L1∥L2(图1-29),那么它们的倾斜角相等:α1=α2.(借助计算机, 让学生通过度量, 感知α1, α2的关系)∴tgα1=tgα2.即 k1=k2.反过来,如果两条直线的斜率相等: 即k1=k2,那么tgα1=tgα2.由于0°≤α1<180°, 0°≤α<180°,∴α1=α2.又∵两条直线不重合,∴L1∥L2.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,如果它的倾斜角α相等吗? 答案是肯定的.所以一个倾斜角α不能确定一条直线.确定平面直角坐标系内的一条直线位置的几何要素: 一个点.......P.和一个倾斜角α....们的斜率相等,那么它们平行,即注意: 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k1=k2, 那么一定有L1∥L2; 反之则不一定.下面我们研究两条直线垂直的情形.如果L1⊥L2,这时α1≠α2,否则两直线平行.设α2<α1(图1-30),甲图的特征是L1与L2的交点在x轴上方;乙图的特征是L1与L2的交点在x轴下方;丙图的特征是L1与L2的交点在x轴上,无论哪种情况下都有α1=90°+α2.因为L1、L2的斜率分别是k1、k2,即α1≠90°,所以α2≠0°,可以推出: α1=90°+α2. L1⊥L2.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,即注意: 结论成立的条件. 即如果k1·k2 = -1, 那么一定有L1⊥L2; 反之则不一定.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k1=(3-0)/(2-(-4))=0.5,直线PQ的斜率k2=(2-1)/(-1-(-3))=0.5,因为 k1=k2=0.5, 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. (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)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k1= (6-0)/(3-(-6))=2/3,直线PQ的斜率k2= (6-3)(-2-0)=-3/2,因为 k1·k2 = -1 所以 AB⊥PQ.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)【巩固练习】教材P89练习1、2题【当堂检测】1.下列说法中正确的是( )A.平行的两条直线的斜率一定存在且相等B .平行的两条直线的倾斜角一定相等C .垂直的两直线的斜率之积为-1D .只有斜率相等的两条直线才一定平行2.已知直线l 1经过两点(-1,-2),(-1,4),直线l 2经过两点(2,1),(x ,6),且l 1∥l 2,则x 等于( )A .2B .-2C .4D .13.若直线l 经过点(a -2,-1)和(-a -2,1),且与斜率为-23的直线垂直,则实数a 的值是( )A .-23B .-32 C.23 D.324.已知点A(2,3),B(-2,6),C(6,6),D(10,3),则以A ,B ,C ,D 为顶点的四边形是( )A .梯形B .平行四边形C .菱形D .矩形5. l 1的倾斜角为60°,l 2经过点M(1,3),N(-2,-23),则两直线l 1与l 2的位置关系是________.6.已知直线l 1经过点A(0,-1)和点B(-4a,1),直线l 2经过点M(1,1)和点N(0,-2),若l 1与l 2没有公共点,则实数a 的值为________.【拓展延伸】已知A(-m -3,2),B(-2m -4,4),C(-m ,m),D(3,3m +2),若直线AB⊥CD,求m 的值.【课堂小结】(1)两条直线平行或垂直的真实等价条件;(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.【课外作业】习题3.1第3、6题【教学反思】。
两直线垂直与平行的判定教学设计
两直线垂直与平行的判定教学设计第一篇:两直线垂直与平行的判定教学设计§3.1.2两直线平行与垂直的判定授课类型:新授课授课对象:高二(1)班教学目标:1、充分掌握判定两直线平行的条件,能判断两直线是否为重合或平行2、能利用两直线平行的判定条件解决一些简单的平面解析几何问题3、掌握判定两直线垂直的判定条件,能利用判定条件解决一些平面解析几何问题4、在探究斜率与两直线位置关系的过程中,体会分类讨论的重要思想,感受数学的严谨性教学重点、难点:1、当两直线的斜率都不存在时,两直线平行,且前提为两直线不重合2、两直线垂直的判定条件的推导3、渗透分类讨论的重要数学思想教具:多媒体课件三角板教学方法:讲授法探究法教学进程:一、知识回顾导入新课1、倾斜角(定义、范围)2、斜率kk=tanα(α≠90)3、斜率公式P1(x1,y1),P2(x2,y2)k=0y2-y1(x1≠x2)x2-x1问:平面上两条直线有几种位置关系呢?①平行②相交③重合()平行与垂直是两直线的特殊的位置关系,那这节课我们就来学习“两条直线平行与垂直的判定”二、新课讲授1、两直线平行的判定已知一条直线倾斜角α,不能确定这条直线的位置,可以任意平移直线l1,任意作直线l2,得到l1//l2问:不重合的两直线,倾斜角相等,两直线有什么位置关系呢?(平行)两条不重合的直线因此,我们得到:当l1和l2是,α1=α2−−→l1//l2问:如果两条直线互相平行,它们的倾斜角满足什么关系呢?(用PPT展示动态图画)我们得到:若两直线平行,它们的倾斜角α相等。
也即α1=α2←−−l1//l2两条不重合的直线※结论:当l1和l2是时,α1=α2⇔l1//l2(互为充要条件),由α1=α2我们可以得到什么?两条不重合的直线问:若没有前提条件l1和l2是(学生回答平行或重合,这里要强调两直线重合的位置关系,并且和学生说明如果没有特殊说明,说两条直线l1和l2时,一般指两条不重合的直线)问:若两直线平行时,它们的斜率满足什么关系呢?(这时要反复演示直线转动过程ppt,让学生注意到当)l1和l2同时垂直于x轴时的特殊情形学生会注意到当α1=α2=90时,l1//l2,而此时直线的斜率k不存在在时呢?l1//l2,斜问:那当两直线斜率k1,k2存率k1,k2满足什么关系呢此时,l1//l2−−→α1=α2−−→tanα1=tanα2−−→k1=k2?问:反过来,由k1=k2能否得到l1//l2的位置关系?我们首先要考虑什么?(先排除两直线l1和l2重合的可能),当两条不重合的直线的斜率k1=k2时,k1=k2−−→tanα1=tanα2−−→α1=α2−−→l1//l2 ※结论:两条直线不重合且斜率都存在时,l1//l2⇔k1=k2(充要条件)练习1、判断题⑴l1//l2是α1=α2的充要条件(×)⑵若两条直线的斜率相等,则这两条直线平行(×)⑶l1//l2是k1=k2的充要条件(×)例1、已知直线l1的倾斜角是450,且过定点(1,1),l2是经过两点A(x,1),B(4,-3)的直线,满足l1//l2,求x的值分析:由题设可知,两直线的斜率k1和k2都存在,且l1和l2是两条不重合的直线,要满足l1//l2,只要使k1=k2成立即可。
高一数学必修二312两条直线平行与垂直的判定新人教A版必修
思考6:对任意两条直线,如果它们的 斜率相等,这两条直线一定平行吗?
4
结论1: 如果直线L1,L2的斜率为k1,k2. 那么
L1∥L2 k1=k2
注意:上面的等价是在两直线斜率存在的前提下才成立的, 缺少这个前提,结论并不存立.
特殊情况下的两直线平行:
两直线的倾斜角都为90°,互相平行.
2),B(0,a2+1),且l1⊥l2,求实数a的值.
分析:已知l1的斜率存在,又l1⊥l2,所以l2的斜率也应存在.设 为k2,则由k1•k2=-1,可得关于a的方程,解方程即可.
16
解 : 设直线l2的斜率为k2,则k2
a2
1 (2) 0 3a
a2 3 .1
3 4 ,k1
k2
1, 3 4
a2 3 3a
1,
即a2-4a+3=0, 解得a=1或a=3.
17
变式训练2:已知四点A(5,3),B(10,6),C(3,-4),D(-6,11). 求证:AB⊥CD.
证明:由斜率公式, 得kAB
63 10 5
3 5 .kCD
11 (4) 6 3
5. 3
则有kAB kCD 1, 所以AB CD.
解 : kAB
2 , kBC 2
2, kCD
2 , kAD 2
2.
kAB kCD , kBC kAD ,AB//CD, BC//AD.
四边形ABCD为平行四边形.
又kAB kBC
2 ( 2
2) 1,AB BC.
四边形ABCD为矩形.
21
易错探究
例4:已知直线l1经过点A(3,a),B(a-2,3),直线l2经过点
人教版高中数学必修2(A版) 3.1.2 两条直线平行与垂直的判定 PPT课件
O
α1
α2
x
结论:如果两条直线l1、l2都有斜率,且分别为 k1、k2,则有 l ⊥l k k =-1
1 2 1 2 .
例题精讲
例3、已知A(-6,0),B(3,6),P(0,3) Q(6,-6),判断直线AB与PQ的位置关系。
解 : k AB k PQ
63 2 3 (6) 3 63 3 60 20y源自C BOx
A
课堂练习
1、已知直线l 的倾斜角是α ,且450≤α ≤1350, 求直线的斜率k的取值范围。
2、已知直线l 的斜率是k,且0≤k≤1,求直线l 的倾斜角α 的取值范围。
3、 若三点A(5,1),B(a,3),C(-4,2) 在同一条直线上,确定常数a的值.
作业布置
课本89页,习题3.1 A组 6、7题
k AB kPQ -1 BA PQ
例题精讲
例4、已知A(5,-1),B(1,1),C(2,3)三 点,试判断△ABC的形状。
1 ( 1) 1 解: k AB 1 5 2 3 1 k BC 2 2 1 k AB k BC 1 AB BC 即ABC 90 因此ABC是直角三角形 .
y
D C
A
∥ DA AB∥CD, BC
因此四边形ABCD是平行四边形 .
O
B
x
探究:当两条垂直直线有一条直线的斜率不存在, 则另外一条直线的斜率呢?
结论:另外一条直线的斜率是零
探究:当两条直线l1、l2的斜率都存在,分别为k1、k2.
当l1与l2 垂直时 ,k1与k2满足什么关系? y
l2 l1
例题精讲
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。
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§ 3.1.2两直线平行与垂直的判定
学习目标
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.通过研究两直线平行或垂直的条件的讨论,培养学生运用已有知识解决新问题的能力以及学生的数形结合能力;
3.通过对两直线平行与垂直的位置关系的研究,培养学生的成功意识,激发学生学习的兴趣.
学习过程
一、课前准备
(预习教材P 86~89,找出疑惑之处)
复习1:
1.已知直线的倾斜角(90)οαα≠,则直线的斜率为 ;已知直线上两点1122(,),(,)A x y B x y 且12x x ≠,则直线的斜率为 .
2.若直线l 过(-2,3)和(6,-5)两点,则直线l 的斜率为 ,倾斜角为 .
3.斜率为2的直线经过(3,5)、(a ,7)、(-1,b )三点,则a 、b 的值分别为 .
4.已知12,l l 的斜率都不存在且12,l l 不重合,则两直线的位置关系 .
5.已知一直线经过两点(,2),(,21)A m B m m --,且直线的倾斜角为60ο,则m = .
复习2:两直线平行(垂直)时它们的倾斜角之间有何关系?
二、新课导学
※ 学习探究
问题1:特殊情况下的两直线平行与垂直.
当两条直线中有一条直线没有斜率时:
(1)当另一条直线的斜率也不存在时,两直线的倾斜角为 ,两直线位置关系是 .
(2)当另一条直线的斜率为0时,一条直线的倾斜角为 ,另一条直线的倾斜角为 ,两直线的位置关系是 .
问题2:斜率存在时两直线的平行与垂直.设直线1l 和2l 的斜率为1k 和2k .
⑴两条直线平行的情形.如果21//l l ,那么它们的倾斜角与斜率是怎么的关系,反过来成立吗?
新知1:两条直线有斜率且不重合,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,则它们平行,即12//l l ⇔1k =2k
注意,上面的等价是在两直线不重合且斜率存在的前提下才成立的,缺少这个前提,结论并不存立.
⑵两条直线垂直的情形.如果
12
l l
⊥,那么它们的倾斜角与斜率是怎么的关系,反过来成立吗?
新知2:两条直线都有斜率,如果它们互相垂直,则它们的斜率互为负倒数;反之,如果它们的斜率互为负倒数,则它们互相垂直.
即
12
l l
⊥⇔1
2
1
k
k
=-⇔121
k k=-
※典型例题
例1 已知(2,3),(4,0),(3,1),(1,2)
A B P Q
---,试判断直线BA与PQ的位置关系, 并证明你的结论.
2 已知(1,1),(2,2),(3,0)
A B C
-三点,求点D的坐标,使直线CD AB
⊥,且//
CB AD.
变式:已知(5,1),(1,1),(2,3)
A B C
-,试判断三角形ABC的形状.
※ 动手试试
练1. 试确定m 的值,使过点(,1),(1,)A m B m -的直线与过点(1,2),(5,0)P Q -的直线 ⑴平行; ⑵垂直
练2. 已知点(3,4)A ,在坐标轴上有一点B ,若2=AB k ,求B 点的坐标.
三、总结提升:
※ 学习小结:
1.1212//l l k k ⇔=或12,l l 的斜率都不存在且不重合.
2.12121l l k k ⊥⇔=-或10k =且2l 的斜率不存在,或20k =且1l 的斜率不存在.
学习评价
※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).
A. 很好
B. 较好
C. 一般
D. 较差
※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:
1. 下列说法正确的是( ).
A .若12l l ⊥,则121-=⋅k k
B .若直线12//l l ,则两直线的斜率相等
C .若直线1l 、2l 的斜率均不存在,则12l l ⊥
D .若两直线的斜率不相等,则两直线不平行
2. 过点(1,2)A 和点(3,2)B -的直线与直线1y =的位置关系是( ).
A .相交 B.平行 C.重合 D.以上都不对
3. 经过(,3)m 与(2,)m 的直线l 与斜率为4-的直线互助垂直,则m 值为( ).
A .75-
B .75
C .145-
D .145
4. 已知三点(,2),(5,1),(4,2)A a B C a -在同一直线上,则a 的值为 .
5. 顺次连结(4,3),(2,5),(6,3),(3,0)A B C D --,所组成的图形是 .
课后作业
1. 若已知直线1l 上的点满足260ax y ++=,直线2l 上的点满足2(1)10(1)x a y a a +-+-=≠,试求a 为何值时,⑴12//l l ;⑵12l l ⊥.
2. 已知定点(1,3),(4,2)A B -,以,A B 为直径的端点,作圆与x 轴有交点C ,求交点C 的坐标.。