2) uses equations of a line on a plane in the standard form and in the slope‑intercept form, finds the equation of a line with given properties (e.g. interception at two points, known slopeslopeslope, parallelism or perpendicularity to another line, tangency to a circle, etc.)
1. Finding the slope of a line intercepting two different points with different z‑axis coordinates.
2. Finding the equation of a line passing through two points in slope‑intercept formslope‑intercept formslope‑intercept form or vertex form if possible.
3. Communicating in English, developing basic mathematical, computer and scientific competences, developing learning skills.
- finds the equation of a line passing through two different points in the standard formstandard formstandard form,
- converts the equation of a line from the slope‑intercept formslope‑intercept formslope‑intercept form to the standard form and back again if it is possible.
The students discuss another example writing down the equation of a line presented in the diagram in the slope‑intercept formslope‑intercept formslope‑intercept form.
[Illustration 2]
Discussion:
How to describe any point located on this line with coordinates?
The teacher directs the discussion so that the students produce the following statement: line is a set of all points whose Y‑axis is the same and equals 3, so . It indicates that any pair of numbers satisfies equation .
How to write down the equation of a line passing through points and ? Which other points are located on line ?
The teacher directs the discussion so that the students suggest the following equation and notice that any point with 4 X‑axis is located on this line. The teacher asks to write down this equation in such a form that both variables and appear. After getting answer the teacher summarizes by formulating the conclusion and the definition of an equation of a line in the standard formstandard formstandard form.
The conclusion:
Any line on the Cartesian plane can be described with equation where coefficients and cannot equal 0 at the same time. Yet, if , the line is paralllel to X‑axis and if , the line is parallel to Y‑axis.
The definition – the equation of a line in the standard form:
Equation when and don’t equal 0 at the same time is called the equation of a line in the standard form.
The students solve the tasks individually.
Task 1
Triangle , in which , , is given.
Write down the equations of lines including sides and of triangle .
Use formula for the equation of a line passing through two different points and so that .
A selected student presents the solution and the teacher initiates a discussion:
- Can the presented formula be used to write down the equation of a line including side of triangle ? If not, why?
- How to convert the equation so that it can be used to find the equation of line ?
The teacher directs the discussion so that the students:
- indicate the reason why it isn’t possible. The reason is the equality of X‑axis for points and so , because the denominator of the fraction will equal 0.
- suggest multiplying both sides of the equation by and writing it down in the equivalent form .
The teacher stresses that any line passing through two different points and can be described with this equation, which is called the standard equation in the vertex form.
The students work in pairs using their computers. They find the equations for set points and .
The students do the consolidation tasks and summarize the class by formulating the most import ant information to memorize.
The slope‑intercept equation of a line: .
The standard equation of a line: , where coefficients and cannot equal 0 at the same time. Yet, if , the line is parallel to X‑axis and if , the line is parallel to Y‑axis.
The equation of a line passing through two different points:
so that and .
Selected words and expressions used in the lesson plan
Otwórz aplet Geogebry „Równania prostej przechodzącej przez dwa dane punkty”. Zmieniaj położenie punktów i Wyznacz współczynnik kierunkowy prostej oraz równanie tej prostej w postaci kierunkowej i ogólnej. Sprawdź swoje odpowiedzi.
m1283e18919d9e240_1528449000663_0
Równanie prostej w postaci ogólnej oraz w postaci kierunkowej
m1283e18919d9e240_1528449084556_0
Trzeci
m1283e18919d9e240_1528449076687_0
IX. Geometria analityczna na płaszczyźnie kartezjańskiej. Zakres podstawowy. Uczeń:
2) posługuje się równaniami prostych na płaszczyźnie, w postaci kierunkowej i ogólnej, w tym wyznacza równanie prostej o zadanych własnościach (takich, jak na przykład przechodzenie przez dwa dane punkty, znany współczynnik kierunkowy, równoległość lub prostopadłość do innej prostej, styczność do okręgu itp.).
m1283e18919d9e240_1528449068082_0
45 minut
m1283e18919d9e240_1528449523725_0
Stosowanie obiektów matematycznych i operowanie nimi, interpretowanie pojęć matematycznych.
Dobieranie i tworzenie modeli matematycznych przy rozwiązywaniu problemów praktycznych i teoretycznych.
m1283e18919d9e240_1528449552113_0
1. Wyznaczanie współczynnika kierunkowego prostej przechodzącej przez dwa różne punkty o różnych odciętych.
2. Wyznaczanie równania prostej, przechodzącej przez dwa punkty, w postaci kierunkowej, gdy jest to możliwe i w postaci kanonicznej.
3. Porozumiewanie się w języku angielskim, rozwijanie matematycznych i podstawowych kompetencji naukowo‑technicznych oraz informatycznych, kształtowanie umiejętności uczenia się.
m1283e18919d9e240_1528450430307_0
Uczeń:
- wyznacza współczynnik kierunkowy prostej, o ile istnieje,
- wyznacza równanie kierunkowe prostej, o ile istnieje,
- wyznacza równanie ogólne prostej przechodzącej przez dwa różne punkty,
- przekształca równanie prostej z postaci kierunkowej do ogólnej i na odwrót, o ile to możliwe.
m1283e18919d9e240_1528449534267_0
1. Analiza sytuacyjna.
2. Dyskusja sterowana.
m1283e18919d9e240_1528449514617_0
1. Praca indywidualna.
2. Praca grupowa.
m1283e18919d9e240_1528450127855_0
Celem części wprowadzającej jest przypomnienie pojęć matematycznych, które będą wykorzystywane w toku lekcji:
- wzoru funkcji liniowej: ,
- wzoru na współczynnik kierunkowy prostej przechodzącej przez dwa różne punkty i takie, że ,
- interpretacji geometrycznej współczynnika we wzorze funkcji liniowej.
Uczniowie pracują w parach. Każda para otrzymuje kartę pracy.
Karta pracy:
1. Dana jest funkcja określona dla każdej liczby rzeczywistej wzorem .
a) Jak nazywa się tego typu funkcja? b) Co jest wykresem tej funkcji? c) Jak nazywają się współczynniki 3 i 2 we wzorze funkcji ? d) Jaki sens geometryczny mają współczynniki 3 i 2? e) Na którym rysunku przedstawiony jest wykres tej funkcji?
[Ilustracja 1]
2. Zapisz w postaci kierunkowej równania prostych, przedstawionych na rysunkach A – D z zadania 1.
Uczniowie prezentują swoje rozwiązania, wyjaśniają wątpliwości.
m1283e18919d9e240_1528446435040_0
Uczniowie wspólnie omawiają kolejny przykład, zapisując równanie kierunkowe prostej przedstawionej na rysunku: .
[Ilustracja 2]
Dyskusja: Jak scharakteryzować za pomocą współrzędnych dowolny punkt leżący na tej prostej?
Nauczyciel kieruje dyskusją tak, żeby pojawiło się stwierdzenie, iż prosta jest zbiorem wszystkich punktów, których rzędna jest taka sama i równa 3, czyli . Wskazuje, że każda para liczb ) spełnia równanie .
Jak zapisać równanie prostej przechodzącej przez punkty i ? Jakie inne punkty leżą na prostej ?
Nauczyciel kieruje dyskusją tak, żeby uczniowie zaproponowali równanie oraz zauważyli, że każdy punkt o odciętej 4 leży na tej prostej. Nauczyciel prosi o zapisanie tego równania w takiej postaci, żeby wystąpiły w niej obie zmienne i . Po uzyskaniu odpowiedzi podsumowuje, formułując wniosek i definicję równania prostej w postaci ogólnej.
Wniosek: Każdą prostą na płaszczyźnie kartezjańskiej możemy opisać równaniem , gdzie współczynniki i nie mogą być jednocześnie równe 0, przy czym jeśli , to prosta jest równoległa do osi , a jeśli , to prosta jest równoegła do osi .
Definicja – równanie prostej w postaci ogólnej: Równanie , gdy i nie są jednocześnie równe 0, nazywamy równaniem prostej w postaci ogólnej.
Dany jest trójkąt , w którym , , ). Zapisz równania prostych zawierających boki i trójkąta .
Skorzystaj ze wzoru na równanie prostej przechodzącej przez dwa różne punkty i takie, że .
Wybrany uczeń przedstawia rozwiązanie, a nauczyciel inicjuje dyskusję:
- Czy poznany wzór można wykorzystać do zapisania równania prostej zawierającej bok trójkąta ? Jeśli nie, to dlaczego?
- Jak przekształcić to równanie, żeby można było za jego pomocą wyznaczyć równanie prostej .
Nauczyciel tak kieruje dyskusją, żeby uczniowie:
- wskazali, że powodem niemożliwości zastosowania wzoru jest równość odciętych punktów i , czyli , gdyż wtedy mianownik ułamka będzie równy 0,
- zaproponowali pomnożenie obu stron równania: przez i zapisanie go w postaci równoważnej .
Nauczyciel podkreśla, że za pomocą tego równania, nazywanego równaniem ogólnym w postaci kanonicznej, można opisać każdą prostą przechodzącą przez dwa różne punkty i .
Uczniowie pracują w parach, korzystając z komputerów. Wyznaczają równania prostych dla zadanych punktów i .
Polecenie 2
Otwórz aplet Geogebry „Równania prostej przechodzącej przez dwa dane punkty”. Zmieniaj położenie punktów i Wyznacz współczynnik kierunkowy prostej oraz równanie tej prostej w postaci kierunkowej i ogólnej. Sprawdź swoje odpowiedzi.
[Geogebra aplet]
Uczniowie pracują indywidualnie rozwiązując zadania. Po zakończonej pracy zadania są omawiane.
Polecenie 3
Dane jest równanie ogólne prostej. Przekształć je, o ile to możliwe, do postaci kierunkowej.
a) ,
b) ,
c) ,
d) .
Polecenie dla chętnych:
Wykaż, że każda prosta o równaniu przechodzi przez punkt , ale żadna z tych prostych nie przechodzi przez punkt .
m1283e18919d9e240_1528450119332_0
Uczniowie wykonują zadania utrwalające i podsumowują lekcję formułując najważniejsze informacje do zapamiętania.
Równanie kierunkowe prostej: .
Równanie ogólne prostej: , gdzie współczynniki i nie mogą być jednocześnie równe 0, przy czym jeśli , to prosta jest równoległa do osi , a jeśli , to prosta jest równoległa do osi .
Równanie prostej przechodzącej przez dwa różne punkty: