更新时间:2024-10-11 21:58
斜率,数学名词,是表示一条直线(或曲线的切线)关于(横)坐标轴倾斜程度的量。它通常用直线(或曲线的切线)与(横)坐标轴夹角的正切,或两点的纵坐标之差与横坐标之差的比来表示。
斜率亦称“角系数”,表示在平面直角坐标系中一条直线对横坐标轴的倾斜程度的量。
直线对x轴的倾斜角α的正切值tanα称为该直线的“斜率”,并记作k,公式为k=tanα。规定平行于x轴的直线的斜率为零,平行于y轴的直线的斜率不存在。对于过两个已知点 (x1, y1) 和 (x2, y2) 的直线,若x1≠x2,则该直线的斜率为 k=(y1-y2)/(x1-x2)。
即 。
斜率计算:直线 ,斜率 。
设直线,则有
① 两条垂直相交直线的斜率相乘积为-1: =-1;
② 两条平行直线的斜率相等:
在义务教育阶段,学生学习了一次函数,它的几何意义表示为一条直线,一次项的系数就是直线的斜率,只不过当直线与x轴垂直的时候无法表示。虽然没有明确给出斜率这个名词,但实际上思想已经渗透到其中。
在高中阶段对必修一以及必修二当中都讨论了有关直线问题,选修一还有选修二也都提到了与直线相关的一些问题。上述列举的内容,实际上都涉及到了斜率的概念,因此可以说斜率这个概念是学生逐渐积淀下来的一个重要的数学概念之一。
斜率是中学数学的重要知识点,对于任意分数y/x,都可以看成点P(x,y)与原点O(0,0)连线的斜率,同时涉及到初中数学的坡度i=tanθ=y/x和一次函数y=kx+b中的待定系数k,而高中数学中的直线、等差数列、导数等方面的知识更与斜率密切相关,斜率既是代数问题,同时又有它的几何意义,体现了数形结合的数学思想。
首先就是从实际意义看,斜率就是坡度,是高度的平均变化率,用坡度来刻划道路的倾斜程度,也就是用坡面的切直高度和水平长度的比,相当于在水平方向移动一千米,在切直方向上升或下降的数值,这个比值实际上就表示了坡度的大小。
其次,从倾斜角的正切值来看;还有就是从向量看,是直线向上方向的向量与x轴方向上的单位向量的夹角;最后是从导数这个视角来再次认识斜率的概念,这里实际上就是直线纵坐标随横坐标的瞬时变化率。认识斜率概念不仅仅是对今后的学习起着很重要的作用,而且对今后学习的一些数学的重要的解题的方法,也是非常有帮助的。
从大纲来看,教材在处理直线的斜率这一部分知识的时候,首先讲直线的倾斜角,然后再讲直线的斜率,之后再来引入经过直线上的两点的斜率公式的推导;从新课程标准来看,可以看到人教版A版的教材是先讲直线的倾斜角,然后再讲直线的斜率,只不过在处理上,是以问题的提出的形式来说。
高中物理课需要利用平均速度、瞬时速度、加速度等物理量与时间(或者其他物理量)的图像对物理现象和物理过程进行分析、求解与推算。
通过图像与坐标对规律、趋势进行定量研究,在大学的理科、工科、商科也被广泛使用。
斜率可以帮助人们更好地推导、理解公式以及其他各个方面。
(1)顾名思义,“斜率”就是“倾斜的程度”。斜坡上两点A,B间的垂直距离h(铅直高度)与水平距离l(水平宽度)的比叫做坡度(或叫做坡比),用字母i表示,即 ,通常坡度i用分子为1的分数来表示,即 ,其中m叫做边坡系数。如果把坡面与水平面的夹角α叫做坡角,那么 坡度越大⇔α角越大⇔坡面越陡,所以i=tanα可以反映坡面倾斜的程度。
如今人们学习的斜率k,等于所对应的直线(有无数条,它们彼此平行)的倾斜角(只有一个)α的正切,可以反映这样的直线对于x轴倾斜的程度。
“斜率”的概念与工程问题中的“坡度”是一致的。
(2)解析几何中,要通过点的坐标和直线方程来研究直线通过坐标计算求得,使方程形式上较为简单。如果只用倾斜角一个概念,那么它在实际上相当于反正切函数值arctan k,难于直接通过坐标计算求得,并使方程形式变得复杂。
(3)坐标平面内,每一条直线都有唯一的倾斜角,但不是每一条直线都有斜率,倾斜角是90°的直线(即x轴的垂线)没有斜率。在今后的学习中,经常要对直线是否有斜率分情况进行讨论。
曲线上的某点的斜率则反映了此曲线的变量在此点处的变化的快慢程度。
曲线的变化趋势仍可以用过曲线上一点的切线的斜率即导数来描述。导数的几何意义是该函数曲线在这一点上的切线斜率。
当f'(x)>0时,函数在该区间内单调递增,曲线呈向上的趋势;当f'(x)<0时,函数在该区间内单调减,曲线呈向下的趋势。
在区间(a, b)中,当f''(x)<0时,函数在该区间内的图形是凸(从上向下看)的;当f''(x)>0时,函数在该区间内的图形是凹的
斜率,是中学生学习的一个非常重要的概念。为什么说它重要,下面我们可以从以下几个方面来看:
第一个,从课标的这个角度,我们可以知道在义务教育阶段,学习了一次函数,它的几何意义表示为一条直线,一次项的系数就是直线的斜率,只不过当直线与X轴垂直的时候无法表示。虽然没有明确给出斜率这个名词,但实际上思想已经渗透到其中。在高中阶段对必修一以及还有必修二当中都讨论了有关直线问题,选修一还有选修二也都提到了与直线相关的一些问题。上述列举的内容,实际上都涉及到了斜率的概念,因此可以说斜率这个概念是学生逐渐积淀下来的一个重要的数学概念之一。
第二个,从数学的视角,可以从以下四个角度来理解如何刻划一条直线相对于直角坐标系中X轴的倾斜程度。首先从实际意义看,斜率就是我们所说的坡度,是高度的平均变化率,用坡度来刻划道路的倾斜程度,也就是用坡面的铅直高度和水平长度的比,相当于在水平方向移动一千米,在铅直方向上升或下降的数值,这个比值实际上就表示了坡度的大小。这样的例子实际上很多,比如楼梯及屋顶的坡度等等。其次,从倾斜角的正切值来看;还有就是从向量看,是直线向上方向的向量与X轴正向的单位向量的夹角的正切值;最后是从导数这个视角来再次认识斜率的概念,这里实际上就是直线的瞬时变化率。认识斜率概念不仅仅是对今后的学习起着很重要的作用,而且对今后学习的一些数学的重要的解题的方法,也是非常有帮助的。
第三个,从教材这个视角看。(1)从大纲来看,教材在处理直线的斜率这一部分知识时,先讲直线的倾斜角,再讲直线的斜率,之后再引入经过直线上的两点的斜率公式的推导。(2)从新课程标准来看,人教版A版的教材是先讲直线的倾斜角,再讲直线的斜率,只不过在处理上,是以问题的提出的形式来说。首先,过点P可以做无数条直线,那么它都经过点P,于是组成了一个直线束。这些直线的区别在哪儿呢,容易看出它们的倾斜程度都不同。因此提出问题:如何刻画这些直线的倾斜程度呢?以直线l与x轴相交时,以x轴作为一个基准,x轴的走向与直线l向上的方向之间所成的角α定义为直线l的倾斜角。还讨论了倾斜角的取值范围,提出日常生活中与倾斜程度有关的量,让学生们来自己举例子,比如身高与前进量的比、进二升三与进二升二进行比较。如果用倾斜角这个概念,则坡度实际上就是倾斜角α的正切值,它就刻画了直线的一个倾斜程度,这里要特别强调的是倾斜角不是90度的直线都有斜率。由于倾斜角不同,直线的斜率不同,因此可以用倾斜角表示直线的倾斜程度,然后引导同学们去探索如何用过直线上的两个点来推导有关直线的斜率公式,同样在这里牵扯到有关的倾斜角是0度到90度、以及倾斜角是90度、还有90度到180度不同取值范围的斜率的表达形式。(3)人教版,在这里再次提到了直线的斜率的概念,但只不过是在总复习题B组当中涉及到有关斜率的提法,用向量的方式来再次提到斜率公式的引进。
第四个,物理学习平均速度,瞬时速度,加速度,电阻、电压与电流三者关系等时需要运用其求解,推算
第五个,斜率可以帮助学生更好的理解,推导,理解公式以及其他各个方面
一、求直线的倾斜角;
二、证明三点共线;
三、求参数的范围;
五、证明不等式。
在现实生活中,“斜率”就是我们所说的“坡度”,也就是坡面的“切直高度”和“水平长度”的比,这个“比值”表示的是“坡度”的大小,也是关于“高度”的“平均变化率”,在生活中常用“坡度”来衡量“倾斜程度”。
如果把这个“倾斜坡度”进行抽象化,置于“平面直角坐标系”上去研究,那么坡面的“切直高度”和“水平长度”的比正好是“三角函数”中的“对边比斜边”,也就是“倾斜角”的“正切值”。这就是“三角函数”关于“斜率”的最初等的研究方法,而研究“斜率”的“高等方法”就是“向量”和“导数”。
在数学中,“三角函数”可以看作“向量”在两个坐标上的“投影”。反过来,“向量”的“数量积”可以引出“余弦三角函数”,而通过“余弦函数”又可以引出其他“三角函数”。