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1、2022年高中數(shù)學 2.1 平面直角坐標系中的基本公式 2.1.1 數(shù)軸上的基本公式教案 新人教B版必修2
教學分析
這一小節(jié),在教學上往往被忽視.但一維坐標幾何是二維、三維坐標幾何的基礎.教師一定要下些工夫,讓學生牢固掌握.首先復習數(shù)軸,建立數(shù)軸上的點與實數(shù)的一一對應關系.然后引入位移向量的概念,建立直線上的向量與實數(shù)的一一對應.以往在平面解析幾何中,不引入向量的概念,由有向線段代替.對有向線段,也沒有引入運算的概念,這樣數(shù)軸上的基本計算公式,證明起來比較麻煩.現(xiàn)在高中數(shù)學中已引入平面向量知識,如果在數(shù)軸上引入向量及其加減運算,學生會更好地理解坐標幾何基本公式的推導.也為今后進
2、一步的學習坐標幾何打下堅實的基礎.
值得注意的是本節(jié)內容比較容易接受,可以指導學生自學完成,或指定一名具有表現(xiàn)力且成績優(yōu)秀的學生給同學們講解.
三維目標
1.通過對數(shù)軸的復習,理解實數(shù)與數(shù)軸上點的對應關系,提高學生的應用能力.
2.理解實數(shù)運算在數(shù)軸上的幾何意義.掌握用數(shù)軸上兩點的坐標計算兩點距離的公式,掌握數(shù)軸上向量加法的坐標運算,提高學生的運算能力,培養(yǎng)數(shù)形結合的思想.
重點難點
教學重點:直線坐標系和數(shù)軸上兩點間的距離公式應用.
教學難點:理解向量的有關概念.
課時安排
1課時
導入新課
設計1.在初中,我們學習了數(shù)軸上兩
3、點間的距離公式,今天,我們從向量的角度來分析數(shù)軸上兩點間的距離公式,教師點出課題.
設計2.從本節(jié)開始,我們系統(tǒng)學習坐標系,并利用坐標系解決幾何問題,今天我們先學習第二章第一大節(jié)的第一小節(jié),教師點出課題.
推進新課
(2)閱讀教材,給出向量的有關概念.
(3)相等的向量的坐標相等嗎?坐標相等的向量相等嗎?
(4)試討論+.
(5)對于數(shù)軸上的任意一個向量,怎樣用它的起點坐標和終點的坐標來計算它的坐標.
(6)寫出數(shù)軸上兩點間的距離公式.
討論結果:
(1)給出了原點、度量單位和正方向的直線叫做數(shù)軸,或者說在這條直線上建立了直線坐標系.點P與實數(shù)x的
4、對應法則是:
在數(shù)軸上,點P與實數(shù)x的對應法則是:如果點P在原點朝正向的一側,則x為正數(shù),且等于點P到原點的距離;如果點P在原點朝負向的一側,則x為負數(shù),其絕對值等于點P到原點的距離.原點表示數(shù)0.依據(jù)這個法則我們就在實數(shù)集和數(shù)軸上的點之間建立了一一對應關系.即對于數(shù)軸上每一個點都有唯一確定的實數(shù)與之對應;反之,對于任何一個實數(shù),數(shù)軸上也存在一個確定的點與之對應.
若點P與實數(shù)x對應,則稱點P的坐標為x,記作P(x).
(2)如下圖所示.
如果數(shù)軸上的任意一點A沿著軸的正向或負向移動到另一點B,則說點在軸上做了一次位移,點不動則說點做了零位移.位移是一個既有大小又有方向的量,通常叫
5、做位移向量,本書簡稱為向量.
從點A到點B的向量,記作,讀作向量AB.點A叫做向量的起點,點B叫做向量的終點,線段AB的長叫做向量的長度,記作||.
數(shù)軸上同向且等長的向量叫做相等的向量.
例如圖中的=.
我們可用實數(shù)表示數(shù)軸上的一個向量.例如上圖中的向量,即從點A沿x軸的正向移動3個單位到達點B,可用正數(shù)3表示;反之,用-3表示B為起點A為終點的向量,3和-3分別叫做向量和的坐標或數(shù)量.
一般地,軸上向量的坐標是一個實數(shù),實數(shù)的絕對值為線段AB的長度,如果起點指向終點的方向與軸同方向,則這個實數(shù)取正數(shù);反之取負數(shù).向量坐標的絕對值等于向量的長度.
起點和終點重合的向量是零向量,它
6、沒有確定的方向,它的坐標為0.
向量的坐標,在本書中用AB表示.
(3)例如在下圖中
AB=4,BA=-4,|AB|=4,|BA|=4.
顯然AB=-BA或AB+BA=0.
容易推斷,相等的向量,它們的坐標相等;反之,如果數(shù)軸上兩個向量的坐標相等,則這兩個向量相等.如果把相等的所有向量看作一個整體,作為同一個向量,則實數(shù)與數(shù)軸上的向量之間是一一對應的.
(4)在數(shù)軸上,如果點A做一次位移到點B,接著由點B再做一次位移到點C,則位移叫做位移與位移的和.記作=+.
由數(shù)軸上向量坐標的定義和有理數(shù)的運算法則,容易歸納出,對數(shù)軸上任意三點A、B、C,都具有關系:AC=AB+BC.
7、(5)設是數(shù)軸上的任一個向量,例如下圖
O是原點,點A的坐標為x1,點B的坐標為x2,則OB=OA+AB,或AB=OB-OA.
依軸上點的坐標的定義,OB=x2,OA=x1,所以AB=x2-x1.
(6)用d(A,B)表示A、B兩點的距離,根據(jù)這個公式可以得到,數(shù)軸上兩點A、B的距離公式是d(A,B)=|x2-x1|.
思路1
例1已知點A(1),B(3),求AD+DB和|AB|(D是數(shù)軸上的任一點).
解:AD+DB=AB=3-1=2.
|AB|=|2|=2.
變式訓練
A、B是數(shù)軸上兩點,已知B(-1),且|AB|=2,則點A的坐標是______.
答案:1或-
8、3
思路2
例2設A、B、C、D是同一直線上四個不同點,求證AB·CD+BC·AD+CA-BD=0.
證明:設A(a),B(b),C(c),D(d).
AB·CD+BC·AD+CA·BD=(b-a)(d-c)+(c-b)(d-a)+(a-c)(d-b)
=bd-bc-ad+ac+cd-ac-bd+ab+ad-ab-cd+bc
=0.
則AB·CD+BC·AD+CA·BD=0.
變式訓練
設線段AB的中點為M,點P為直線AB上任意一點.
求證:PA+PB=2PM.
證明:設A(a),B(b),P(x),則M(),PA+PB=a-x+b-x=2(-x)=2PM,即PA+PB=
9、2PM.
1.關于位移向量說法正確的是( )
A.數(shù)軸上任意一個點的坐標有正負和大小,它是一個位移向量
B.兩個相等的向量的起點可以不同
C.每一個實數(shù)都對應數(shù)軸上的唯一的一個位移向量
D.的大小是數(shù)軸上A、B兩點到原點距離之差的絕對值
答案:B
2.化簡--等于( )
A.2 B.零位移 C.-2 D.2
解析:--=(+)--=-2.
答案:C
3.若A(x),B(x2)(其中x∈R),|AB|的最小值為( )
A. B.0 C. D.-
解析:|AB|=|x2-x|=|(x-)
10、2-|≥0,當x=0時取等號.
答案:B
4.數(shù)軸上到A(1),B(2)兩點距離之和等于1的點的集合為( )
A.{0,3} B.{0,1,2,3} C.{1,2} D.{x|1≤x≤2}
解析:畫出數(shù)軸可知,滿足條件的點在線段AB上.
答案:D
已知對x∈R總有|x-1|+|x-2|≥m恒成立,求實數(shù)m的取值范圍.
分析:對|x-1|和|x-2|賦予幾何意義,利用數(shù)形結合解決.
解:設A(1),B(2),P(x),則|x-1|+|x-2|=|PA|+|PB|.
如下圖所示:
則|PA|+|PB|≥|AB
11、|=1,則m≤1,即實數(shù)m的取值范圍是[1,+∞).
本節(jié)課學習了:
1.直線坐標系及其兩點間距離公式;
2.直線坐標系中的向量及其坐標.
本節(jié)練習A 5題,練習B 3,4題.
本節(jié)教學設計首先通過對數(shù)軸的溫故知新,學習一維坐標系,溝通實數(shù)及其運算與數(shù)軸上的點及兩點間的相對位置之間的關系.創(chuàng)建直線坐標系中基本計算公式.按本節(jié)教學設計講解效果很好.
備選習題
1.下列說法中正確的是( )
A.零向量有確定的方向 B.數(shù)軸上等長的向量叫做相等的向量
C.AB=-BA D.|AB|=BA
答案:C
2.已知1在數(shù)軸上的對應點是A,在數(shù)軸上把A向左平移4個單位長度得到點B,再向右平移3個單位長度,所得的點C對應的數(shù)是什么?向量和向量的坐標分別是什么?向量的坐標為多少?
答案:C對應的數(shù)是0,向量和向量的坐標分別是-4、3,向量的坐標為-1.
3.數(shù)軸上A、B兩點的坐標為x1=a+b,x2=a-b,分別求AB、BA、d(A,B)、d(B,A).
解:AB=x2-x1=(a-b)-(a+b)=-2b.BA=-AB=2b.
d(A,B)=|x2-x1|=|-2b|=2|b|,d(B,A)=d(A,B)=2|b|.