1.回顧已知
老師:在此之前,咱們學(xué)習(xí)了平面直角坐標(biāo)系中直線方程的幾種特殊形式。那么,請同學(xué)們獨(dú)立完成一下這個(gè)表格。
使用前提 直線方程
點(diǎn)斜式
斜截式
兩點(diǎn)式
截距式
(將直線方程的特殊形式進(jìn)行系統(tǒng)的整理歸納,能喚醒學(xué)生對直線方程的基本記憶,使其與此節(jié)課新學(xué)的知識點(diǎn)有所聯(lián)系,便于學(xué)生將直線方程進(jìn)行系統(tǒng)化的整理。)
2.引入課題
老師:剛才我們已經(jīng)對上節(jié)課所學(xué)的知識進(jìn)行了復(fù)習(xí)回顧,現(xiàn)在我想請大家思考一個(gè)問題:上述四種特殊形式的直線方程是否能夠表示平面直角坐標(biāo)系中全部的直線?
(學(xué)生在圍繞直線方程特殊形式的局限性而展開積極主動(dòng)思考時(shí),會有一種卻想說而不知道該如何表達(dá)的心理狀態(tài),這時(shí)的學(xué)生思維最活躍,教師把握好時(shí)機(jī)適當(dāng)加以誘導(dǎo)能更好推動(dòng)課堂高效發(fā)展。)
H同學(xué):我認(rèn)為可以。
I同學(xué):我認(rèn)為H是錯(cuò)誤的,因?yàn)槊糠N特殊形式的直線方程在表示直線的時(shí)候都有條件限定。
(兩人的觀點(diǎn)產(chǎn)生了沖突,大家都被卷入這場博弈之中,能夠激發(fā)同學(xué)們繼續(xù)學(xué)習(xí)研究的欲望)
J同學(xué):我認(rèn)為I說的是對的。因?yàn)橹挥挟?dāng)被表示的直線 與 軸垂直,即直線 的斜率存在時(shí),才可以用點(diǎn)斜式或斜截式表達(dá);而只有當(dāng)直線 與 軸不垂直,也與 軸不垂直,也就是當(dāng)直線 上的兩定點(diǎn)滿足 且 ,時(shí),才能運(yùn)用兩點(diǎn)式進(jìn)行表示; 線在兩軸上的截距都存在,且 , 時(shí)才能用截距式。
老師:同學(xué)們都講得很好,根據(jù)剛剛我們一起的討論和幾位同學(xué)的優(yōu)秀總結(jié),現(xiàn)在可以得到:
1.我們上節(jié)課所學(xué)到的直線方程的四種表達(dá)形式都不能適用于平面直角坐標(biāo)系中任意一條直線,他們有其各自的限制。
2.因?yàn)榕c 軸垂直的直線的斜率存在,其方程雖然不能用截距式表示,但可以用斜截式表示。那么,同理可得,過原點(diǎn)且不與x軸垂直的直線也是這樣。
那么現(xiàn)在就出現(xiàn)了一個(gè)問題請大家思考一下:有沒有那么一種直線,是四種特殊形式都無法進(jìn)行表達(dá)的呢?如果有,它有什么特征?
所有學(xué)生:有!它與 軸垂直。
老師:那有沒有辦法把用方程表示出與 軸垂直的這一類直線?
所有學(xué)生:有!就是 。
(經(jīng)過一番引導(dǎo)推理,學(xué)生對與 軸垂直的直線的方程表達(dá)形式有了一定的自我理解和猜想,接下來自然而然就是要把它完善。)
3.內(nèi)容展開
老師:探索到現(xiàn)在為止,我們知道了任何一條平面直角坐標(biāo)系中的直線都可以用直線方程的四種特殊形式加上 這五種形式中的一種或多種進(jìn)行表達(dá)。
那么請大家再進(jìn)行思考:我們能不能創(chuàng)建一個(gè)新的表達(dá)形式,可以將上述五種直線方程的表達(dá)形式都囊括其中?
(經(jīng)此一問,學(xué)生再一次被置于“憤悱的情境之中,對新知識探究的欲望更強(qiáng)烈了。)
L同學(xué): 由上節(jié)課可知,直線方程的其他三種特殊形式都可以轉(zhuǎn)化為斜截式,因此我覺得可以將直線的表達(dá)形式都統(tǒng)一于斜截式中。
M同學(xué):那方程 也可以統(tǒng)一在斜截式中嗎?
L同學(xué):哦!我沒把這個(gè)方程考慮在內(nèi)。
(等大多數(shù)學(xué)生感到難以統(tǒng)一時(shí),教師可以適當(dāng)提示):直線方程的四種特殊形式雖然各有不同,但大家可以嘗試著找找它們的共同點(diǎn)。
N同學(xué):直線方程的這些表達(dá)形式都是關(guān)于x,y的二元一次方程。
老師:咦, 也是嗎?
O同學(xué):當(dāng)然是!只要使未知數(shù)y的系數(shù)為0,即 ,簡寫就是 。
P同學(xué):這么一說,方程 還能看成是關(guān)于未知數(shù)x,y, ……的一次方程呢!
O同學(xué):現(xiàn)在我們只是在平面直角坐標(biāo)系中討論,只要未知數(shù)的個(gè)數(shù)小于等于二,所以,方程 只看成 , 的一次方程就夠了。
老師:真好,同學(xué)們都敢于對其他同學(xué)的觀點(diǎn)進(jìn)行辯駁,說明大家都有敏銳的觀察力和較強(qiáng)的思辨能力。那么,我們可以用一個(gè)怎樣的方程來表示平面直角坐標(biāo)系中的任一直線呢?
所有學(xué)生:可以用含未知數(shù) , 的一次方程 對平面直角坐標(biāo)系中的任意一條直線進(jìn)行表達(dá)。
老師:不錯(cuò)!就像大家剛剛說的一樣:平面直角坐標(biāo)系中任何一條直線都可用方程 來表示。
那么,聯(lián)系直線方程的定義,請大家再仔細(xì)想想:你怎么就確定方程 表示的總是直線呢?(這樣能使知識環(huán)環(huán)相扣,精益求精,使數(shù)學(xué)更加精確,問題有了新的走向,能夠充分開發(fā)學(xué)生的大腦思維的同時(shí)也將同學(xué)們刨根到底的心態(tài)進(jìn)一步激發(fā)了。)
Q同學(xué):用描點(diǎn)法就行。
R同學(xué):描點(diǎn)法所畫出的圖象往往只是近似的,用它進(jìn)行數(shù)學(xué)結(jié)論的嚴(yán)格證明還是有所不妥。
S同學(xué):我認(rèn)為可把方程 化為直線方程斜截式的樣子,如 ,也就是說它所表達(dá)的直線斜率是 ,與y軸所截得的截距是 。
同學(xué):你說的是 的情況,在 時(shí),由于 , 不能同時(shí)等于0,那么這種情況下 就可以化為 ,顯而易見,它與x軸垂直了。
老師:請大家仔細(xì)想想,結(jié)合S和T說的,可以解決什么問題?
所有學(xué)生:證明了關(guān)于未知數(shù)x,y的一次方程 總是表示一條直線。
老師:那么,咱們這節(jié)課討論到現(xiàn)在就成功得到了以下結(jié)論:
首先,平面直角坐標(biāo)系中的任意一條直線都可寫成關(guān)于未知數(shù)x,y的一次方程 的形式;
其次,方程 在平面直角坐標(biāo)系中表達(dá)的總是直線。
老師:那么,我們剛剛推導(dǎo)出來的方程 與直線的四種特殊表達(dá)形式之間有怎樣的聯(lián)系?咱們該怎么稱呼它?
所有學(xué)生:剛剛推導(dǎo)出來的方程是方程其它表達(dá)形式的總和,囊括了它們所有可能的情況。我們可以稱方程 為直線方程的一般形式。
老師:很好,看樣子大家對直線方程的一般形式已經(jīng)有了一定的了解和掌握,那么接下來請大家做兩道題來鞏固一下!
4.課堂練習(xí)
完成書后習(xí)題第四大題,做完之后小組之間可以相互檢查討論。
作者簡介:張紫薇(1997.10),女,漢族。湖南湘潭,碩士研究生。湖南科技大學(xué),學(xué)科教學(xué)(數(shù)學(xué))