《平面与平面垂直的判定定理》教学设计
- 格式:doc
- 大小:16.00 KB
- 文档页数:4
2.3.2平面和平面垂直的判定和性质一、教学目标(一)核心素养(1)通过本节教学,提高学生空间想象能力.(2)通过问题解决,提高等价转化思想渗透的意识.(3)进一步提高学生分析问题、解决问题的能力.(二)学习目标(1)两个平面互相垂直的判定.(2)两个平面互相垂直的性质.(三)学习重点两个平面垂直的判定、性质.(四)学习难点(1)两个平面垂直的判定定理、性质定理运用.(2)正确作出符合题意的空间图形.二、教学设计(一)课前设计1.预习任务(1)读一读:阅读教材第67页到第69页,填空:二面角的定义:平面内的一条直线把平面分为两部分,其中的每一部分都叫做半平面,从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角;以二面角的棱上任意一点为端点,在两个面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角.(2)平面与平面垂直的定义两个平面相交,如果它们所成的二面角是直二面角,就说这两个平面互相垂直.(3)判定定理与性质定理文字语言图形语言符号语言判定定理如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,则这两个平面互相垂直⎭⎬⎫l⊥αl⊂β⇒α⊥β性质定理如果两个平面互相垂直,则在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面⎭⎬⎫α⊥βα∩β=al⊥al⊂β⇒l⊥α1.直线a⊥直线b,a⊥平面β,则b与β的位置关系是()A.b⊥βB.b∥βC.b⊂βD.b⊂β或b∥β【解题过程】由垂直和平行的有关性质可知b⊂β或b∥β,故选D.【答案】D2.设平面α与平面β相交于直线m,直线a在平面α内,直线b在平面β内,且b⊥m,则“α⊥β”是“a⊥b”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件【解题过程】若α⊥β,因为α∩β=m,b⊂β,b⊥m,所以根据两个平面垂直的性质定理可得b⊥α,又a⊂α,所以a⊥b;反过来,当a∥m时,因为b⊥m,且a,m共面,一定有b⊥a,但不能保证b⊥α,所以不能推出α⊥β.故选A.【答案】A3.设m、n是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面()A.若m⊥n,n∥α,则m⊥α.B.若m∥β,β⊥α,则m⊥α.C.若m⊥β,n⊥β,n⊥α,则m⊥α.D.若m⊥n,n⊥β,β⊥α,则m⊥α.【解题过程】A中,由m⊥n,n∥α可得m∥α或m与α相交或m⊂α,错误;B中,由m∥β,β⊥α可得m∥α或m与α相交或m⊂α,错误;C中,由m⊥β,n⊥β可得m∥n,又n⊥α,所以m⊥α,正确;D中,由m⊥n,n⊥β,β⊥α可得m∥α或m与α相交或m⊂α,错误.【答案】C(二)课堂设计1.知识回顾(1)直线和平面垂直的判定定理文字语言图形语言符号语言判定定理如果一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直⎭⎪⎬⎪⎫l⊥al⊥ba∩b=Oa⊂αb⊂α⇒l⊥α(2)直线和平面垂直的判定的另外一种判定方法文字语言图形语言符号语言判定方法如果两条平行直线中的一条垂直于一个平面,那么另一条也垂直于同一个平面.ba//,α⊥a.则α⊥b(3)直线和平面垂直的性质定理性质定理如果两条直线垂直于同一个平面,那么这两条直线平行⎭⎬⎫a⊥αb⊥α⇒a∥b2.问题探究探究一实例引领,认识平面和平面垂直的概念★●活动①简单类比,引出定义两个平面互相垂直是两个平面相交的特殊情形.教室的墙面与地面、一个正方体中每相邻的两个面、课桌的侧面与地面都是互相垂直的.两个平面互相垂直的概念和平面几何里两条直线互相垂直的概念类似,也是用它们所成的角为直角来定义的.请同学思考两个平面互相垂直的定义.两个平面互相垂直的定义可表述为:如果两个相交平面所成的二面角为直二面角,那么这两个平面互相垂直.那么两个互相垂直的平面画其直观图时,应把直立平面的边画成和水平平面的横边垂直,如下图.平面α和β垂直,记作α⊥β.●活动②实例引领,思维激活实例:如图,检查工件的相邻两个平面是否垂直时,只要用曲尺的一边紧靠在工件的一个面上,另一边在工件的另一个面上转动,观察尺边是否和这个面密合就可以了,这是为什么?曲尺的一边在一面内转动即为形成一个平面,而另一边与此平面垂直,且又紧靠在另一平面上,即垂线在另一平面内.所以我们得到面面垂直的判定定理.如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直.)下面我们一起给出分析,证明:已知:AB⊥β,AB∩β=B,AB⊂α.【解题过程】要证α⊥β,需证α 和β 构成的二面角是直二面角,而要证明一个二面角是直二面角,需找到其一个平面角,并证明这个二面角的平面角是直角.证明:设α∩β=CD,则由AB⊂α知,AB、CD共面.∵AB⊥β,CD⊂β,∴AB⊥CD,垂足为点B.在平面β内过点B作直线BE⊥CD.则∠ABE是二面角α-CD-β的平面角.又AB⊥BE,即二面角α-CD-β是直二面角.∴α⊥β.现在同学们明确了面面垂直的判定定理,请思考:建筑工人在砌墙时,常用一段系有铅锤的线来检查所砌墙面是否和水平面垂直,依据是什么?[学生]依据是两个平面垂直的判定定理,一面经过另一面的一条垂线.[老师]从转化的角度来看,两个平面垂直的判定定理可简述为:线面垂直⇒面面垂直请同学们接着思考如下问题:在所给正方体中,下式是否正确:①平面ADD1A1⊥平面ABCD;②D1A⊥AB;③D1A⊥面ABCD.[学生]①∵AB⊥面ADD1A1,AB⊂面ABCD.∴平面ABCD⊥平面ADD1A1.②∵AB⊥面ADD1A1,D1A⊂面ADD1A1∴AB⊥D1A③∵AA1⊥面ABCD,∴AD1与平面ABCD不垂直.平面ADD1A1⊥面ABCD,平面ADD1A1∩平面ABCD=AD,A是平面ADD1A1内一点.过点A可以在平面ADD1A1内作无数条直线,而这些直线满足什么条件就可以使之与平面垂直?判定定理解决两个平面如何垂直,性质定理可以解决上述线面垂直.从转化的角度可表述为:面面垂直,则线面垂直.也给了我们以后证明问题的一种思想方法.下面我们一起来完成证明.证明过程如下:已知:α⊥β、α∩β=a,AB⊂α,AB⊥a于B.【解题过程】:在平面β内作BE⊥a垂足为B,则∠ABE就是二面角α-a-β的平面角.由α⊥β可知,AB⊥BE.又AB⊥a,BE与a是β内两条相交直线,∴AB⊥β.证明的难点在于“作BE⊥a”.为什么要做这一步?主要是由两面垂直的关系,去找其二面角的平面角来决定的.【设计意图】构造二面角的平面角过程可以体现学生的创新精神、转化能力.【答案】见解题过程.探究二层层深化,掌握平面和平面垂直的判定定理和性质定理.●活动①互动交流,初步实践例1 求证:(1)如果一个平面与另一个平面的垂线平行,那么这两个平面互相垂直;(2)如果一个平面与另一个平面的垂面平行,那么这两个平面互相垂直.【知识点】平面和平面垂直的判定.【数学思想】化归思想.【解题过程】(1)已知:l∥α,l⊥β,求证:α⊥β.证明:在平面α内任取一点P.∵l ∥α,∴P ∉l .P 、l 可确定一平面γ.设α∩γ=l ′则l ∥l ′.⎪⎭⎪⎬⎫⊂'⊥'⇒⎭⎬⎫'⊥αββl l l l l //⇒α⊥β[该题目难在构造既符合题,又能使问题得证的立体图形.] (2)已知:α⊥β,β∥γ.求证:α⊥γ证明:过β 内一点P 作直线l ,使l ⊥α则l ⊂β. l 与γ内任一点Q 确定平面δ,设δ∩γ=l ′,则l ∥l ′. l ′⊥α,因此γ⊥α.【思路点拨】题目较抽象,构造图形,创造条件,使问题转化为可利用已有定理来解决.由此我们又多了两个判断面面垂直的结论. 【答案】见解题过程. ●活动②巩固基础,检查反馈例2 如图,AB 是⊙O 的直径,P A 垂直于⊙O 所在的平面,C 是圆周上异于A 、B 的任意一点,求证:平面P AC ⊥平面PBC .【知识点】平面和平面垂直的判定 【数学思想】化归思想【解题过程】证明:因为AB 是⊙O 的直径,C 是圆周上的点,所以有BC ⊥AC ①.因为P A ⊥平面ABC ,BC ⊂平面ABC ,则P A ⊥BC ②. 由①②及AC ∩PA =A ,得BC ⊥平面P AC .因为BC⊂平面PBC,有平面P AC⊥平面PBC.【思路点拨】低一级的垂直关系是判定高一级垂直关系的依据,根据条件,由线线垂直⇒线面垂直⇒面面垂直.通过这个例题展示了空间直线与平面的位置关系的内在联系,垂直关系的判定和性质共同构成了一个完整的知识体系.【答案】见解题过程.例3 如图,P是△ABC所在平面外的一点,且P A⊥平面ABC,平面P AC⊥平面PBC,求证:BC⊥AC.【知识点】平面和平面垂直的判断和性质.【数学思想】转化思想.【解题过程】证明:在平面P AC内作AD⊥PC,交PC于D.因为平面P AC⊥平面PBC于PC,AD⊂平面P AC,且AD⊥PC,所以AD⊥平面PBC.又因为BC⊂平面PBC,于是有AD⊥BC①.另外P A⊥平面ABC,BC⊂平面ABC,所以P A ⊥BC.由①②及AC∩PA=A,可知BC⊥平面P AC.因为AC⊂平面P AC,所以BC⊥AC.【思路点拨】在空间图形中,高一级的垂直关系中蕴含着低一级的垂直关系,通过本题可以看到,面面垂直⇒线面垂直⇒线线垂直.本题是利用直线和平面垂直的定义及判定定理等知识来解答的问题.解答此类问题必须作到:概念清楚、问题理解透彻、相关知识能灵活运用.【答案】见解题过程.例4 P为120°角α-a-β内一点,P到α和β的距离均为10,求点P到棱a的距离.【知识点】二面角的概念,距离.【数学思想】化归思想.【解题过程】如图,过点P 作P A ⊥α于A ,PB ⊥β于B ,设相交直线P A 、PB 确定的平面为γ,a ∩γ=O ,则α∩γ=OA ,β∩γ=OB 连结PO ,则AP =BP =10∵P A ⊥α,PB ⊥β,∴a ⊥γ,而PO ⊂平面γ,∴a ⊥PO , ∴PO 的长即为点P 到直线a 的距离. 又∵a ⊥γ,γ⊂OA ,γ⊂OB∴∠AOB 是二面角α-a -β的平面角,即∠AOB =120°.而四边形AOBP 为一圆内接四边形,且PO 为该四边形的外接圆直径. ∵四边形AOBP 的外接圆半径等于由A 、B 、O 、P 中任意三点确定的三角形的外接圆半径,因此求PO 的长可利用△APB . 在△APB 中,AP =BP =10,∠APB =60°,∴AB =10. 由正弦定理:332060sin 2=︒==AB R PO . 【思路点拨】(1)该题寻找120°的二面角的平面角,所采取的方法即为垂面法,由此可见,若题目可找到与棱垂直的平面,用“垂面法”确定二面角的平面角也是一种可取的方法.(2)充分借助于四边形P AOB 为一圆内接四边形,∵P A ⊥OA ,PB ⊥OB ,∵PO 即为其外接圆直径,然后借助于四边形的外接圆直径等于其中任一三角形的外接圆直径进行转移,由正弦定理帮助解决了问题.【答案】.3320活动③ 强化提升,灵活应用例5.过点S 引三条不共面的直线SA 、SB 、SC ,如图,∠BSC =90°,∠ASC =∠ASB =60°,若截取SA =SB =SC =a .(1)求证:平面ABC ⊥平面BSC ; (2)求S 到平面ABC 的距离.【知识点】面面垂直的证明,距离. 【数学思想】化归思想【解题过程】(1)证明:∵SA =SB =SC =a , 又∠ASC =∠ASB =60°,∴△ASB 和△ASC 都是等边三角形,∴AB =AC =a , 取BC 的中点H ,连结AH ,∴AH ⊥BC . 在Rt △BSC 中,BS =CS =a , ∴SH ⊥BC ,a BC 2=,∴2)22(222222a a a CH AC AH =-=-=,∴222a SH =. 在△SHA 中,∴222a AH =,222a SH =,22a SA =, ∴222HA SH SA +=,∴AH ⊥SH ,∴AH ⊥平面SBC .∵AH ⊂平面ABC ,∴平面ABC ⊥平面BSC . 或:∵SA =AC =AB ,∴顶点A 在平面BSC 内的射影H 为△BSC 的外心, 又△BSC 为Rt △,∴H 在斜边BC 上,又△BSC 为等腰直角三角形,∴H 为BC 的中点,∴AH ⊥平面BSC . ∵AH ⊂平面ABC ,∴平面ABC ⊥平面BSC .(2)由前所证:SH ⊥AH ,SH ⊥BC ,∴SH ⊥平面ABC ,∴SH 的长即为点S 到平面ABC 的距离,a BC SH 222==,∴点S到平面ABC的距离为a22.【思路点拨】(1)要证明平面ABC⊥平面BSC,根据面面垂直的判定定理,须在平面ABC或平面BSC内找到一条与另一个平面垂直的直线;(2)外心为三角形外接圆的圆心,即三条中垂线的交点.【答案】(1)见解题过程;(2)a22.同类训练如图,在三棱台ABC-DEF中,CF⊥平面DEF,AB⊥B C.(1)设平面ACE∩平面DEF=a,求证:DF∥a;(2)若EF=CF=2BC,试问在线段BE上是否存在点G,使得平面DFG⊥平面CDE?若存在,请确定G点的位置;若不存在,请说明理由.【知识点】线面平行的判定,面面垂直的证明.【解题过程】(1)证明:在三棱台ABC-DEF中,AC∥DF,AC⊂平面ACE,DF 平面ACE,∴DF∥平面ACE.又∵DF⊂平面DEF,平面ACE∩平面DEF=a,∴DF∥a.(2)线段BE上存在点G,且BG=13BE,使得平面DFG⊥平面CDE.证明如下:取CE的中点O,连接FO并延长交BE于点G,连接GD、GF,∵CF=EF,∴GF⊥CE.在三棱台ABC-DEF中,AB⊥BC⇒DE⊥EF.由CF⊥平面DEF⇒CF⊥DE.又CF ∩EF =F ,∴DE ⊥平面BEF ,∴DE ⊥GF .GF CE GF DE GF CDE CE DE E ⎫⎪⇒⎬⎪⎭⊥⊥⊥平面=.又GF ⊂平面DFG ,∴平面DFG ⊥平面CDE .此时,如平面图所示,∵O 为CE 的中点,EF =CF =2BC ,由平面几何知识易证△HOC ≌△FOE ,∴HB =BC =12EF .由△HGB ∽△FGE 可知12BG GE =,即13BG BE =. 【思路点拨】“探索性问题”的规律方法:一般是先探求点的位置,多为线段的中点或某个三等分点,然后给出符合要求的证明.【答案】(1)见解题过程;(2)线段BE 上存在点G ,且13BG BE =,使得平面DFG ⊥平面CDE .3. 课堂总结知识梳理(1)证明面面垂直的方法(2)重难点归纳空间中直线与直线垂直、直线与平面垂直、平面与平面垂直三者之间可以相互转化,每一种垂直的判定都是从某种垂直开始转向另一种垂直最终达到目的,其转化关系为在证明两平面垂直时一般先从现有的直线中寻找平面的垂线,若这样的直线图中不存在,则可通过作辅助线来解决.(三)课后作业基础型 自主突破一、选择题1.已知平面α⊥平面β,α∩β=l,点A∈α,A∉l,直线AB∥l,直线AC⊥l,直线m∥α,m∥β,则下列四种位置关系中,不一定成立的是()A.AB∥mB.AC⊥mC.AB∥βD.AC⊥β【知识点】线面平行的判定,面面垂直的证明.【解题过程】如图所示,AB∥l∥m;AC⊥l,m∥l⇒AC⊥m;AB∥l⇒AB∥β,只有D不一定成立,故选D.【思路点拨】由题意,画出满足条件的图形,依据面面垂直的性质以及线面平行的性质等知识解答.【答案】D.2.设a是空间中的一条直线,α是空间中的一个平面,则下列说法正确的是()A.过a一定存在平面β,使得β∥αB.过a一定存在平面β,使得β⊥αC.在平面α内一定不存在直线b,使得a⊥bD.在平面α内一定不存在直线b,使得a∥b【知识点】线面平行的判定,面面垂直的证明.【解题过程】当a与α相交时,不存在过a的平面β,使得β∥α,故A错误;直线a与其在平面α内的投影所确定的平面β满足β⊥α,故选B;平面α内的直线b只要垂直于直线a在平面α内的投影,则就必然垂直于直线a,故C错误;当a与α平行时,在平面α内存在直线b,使得a∥b,故D错误.【思路点拨】A.根据面面平行的定义和性质判断;B.利用面面垂直的性质和定义判断;C.根据线面垂直的性质判断;D.根据线面平行的性质判断.【答案】B.3.设直线l⊥平面α,直线m⊂平面β,()A.若m∥α,则l∥m B.若α∥β,则l⊥mC.若l⊥m,则α∥β D.若α⊥β,则l∥m【知识点】线面平行的判定,面面垂直的证明.【解题过程】A中直线l与m互相垂直,不正确;B中根据两个平面平行的性质知是正确的;C中的α与β也可能相交;D中l与m也可能异面,也可能相交,故选B.【思路点拨】通过线面平行的性质定理和线面垂直的性质定理即可判断A;由一直线垂直于两个平行平面中的一个,也垂直于另一个,结合线面垂直的性质定理即可判断B;举反例,由线面垂直的性质定理即可判断C;举反例,结合线面垂直和面面垂直的性质定理即可判断D.【答案】B.4.设a、b是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,则能得出a⊥b的是() A.a⊥α,b∥β,α⊥βB.a⊥α,b⊥β,α∥βC.a⊂α,b⊥β,α∥βD.a⊂α,b∥β,α⊥β【知识点】线面平行的判定,面面垂直的证明.【解题过程】A中,两直线可以平行、相交或异面,故不正确;B中,两直线平行,故不正确;C中,由α∥β,a⊂α可得a∥β,又b⊥β,得a⊥b,故正确;D 中,两直线可以平行,相交或异面,故不正确.【思路点拨】通过线面垂直的性质定理判断A;通过面面平行的性质和线面垂直的性质判断B;通过面面平行的性质和线面垂直的定义判断C;由线面平行的性质和面面垂直的性质判断D.【答案】C.5.如图,在四面体D-ABC中,若AB=CB,AD=CD,E是AC的中点,则下列正确的是()A .平面ABC ⊥平面ABDB .平面ABD ⊥平面BDCC .平面ABC ⊥平面BDE ,且平面ADC ⊥平面BDED .平面ABC ⊥平面ADC ,且平面ADC ⊥平面BDE【知识点】面面垂直的判定.【解题过程】因为AB =CB ,且E 是AC 的中点,所以BE ⊥AC ,同理有DE ⊥AC ,于是AC ⊥平面BDE .因为AC ⊂平面ABC ,所以平面ABC ⊥平面BDE .又由于AC ⊂平面ACD ,所以平面ACD ⊥平面BDE ,所以选C.【思路点拨】缺少【答案】C.6.在平面几何里,有勾股定理:“设△ABC 的两边AB 、AC 互相垂直,则AB 2+AC 2=BC 2.”拓展到空间,类比平面几何的勾股定理,研究三棱锥的侧面面积与底面面积间的关系,可以得出正确结论是:“设三棱锥A -BCD 的三个侧面ABC 、ACD 、ADB 两两相互垂直”,则______.【解题过程】此题是突破以往高考命题模式的又一典范,丰富的想象和联想是增强创新意识的利器,本题如果能联想构造一长方体,用一平面去截长方体易得满足条件的棱锥A -BCD ,进而易证结论:“2222ABC ACD ADB BCD SS S S ++=.” 【答案】2222ABC ACD ADB BCD S S S S ++=.7.如图,在四棱锥P -ABCD 中,P A ⊥底面ABCD ,且底面各边都相等,M 是PC 上的一动点,当点M 满足________时,平面MBD ⊥平面PCD (只要填写一个你认为正确的条件即可).【知识点】线面平行的判定,面面垂直的证明.【解题过程】∵PC在底面ABCD上的射影为AC,且AC⊥BD,∴BD⊥P C.∴当DM⊥PC(或BM⊥PC)时,即有PC⊥平面MBD,而PC⊂平面PCD,∴平面MBD ⊥平面PC D.【答案】DM⊥PC(或BM⊥PC)8.如图所示,已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,△ACD为等边三角形,AD =DE=2AB,F为CD的中点.求证:(1)AF∥平面BCE;(2)平面BCE⊥平面CDE.【知识点】线面平行的判定,面面垂直的证明。
新教材高中数学学案含解析北师大版必修第二册:第2课时平面与平面垂直的判定学习任务核心素养1.掌握平面与平面垂直的判定定理.(重点) 2.掌握空间中线、面垂直关系的相互转化关系.(难点)1.通过发现平面与平面垂直的判定定理,培养学生数学抽象素养.2.通过利用平面与平面垂直的判定定理证明平面与平面垂直,培养学生逻辑推理素养.在日常生活中,我们对平面与平面垂直有很多感性认识,比如墙面与地面、长方体纸箱的侧面与底面,门打开时,门面始终与地面垂直等都给我们以平面与平面垂直的形象.阅读教材,结合上述情境回答下列问题:问题1:你能举出平面与平面垂直的实例吗?问题2:如何判断两个平面垂直?知识点平面与平面垂直的判定定理文字语言如果一个平面过另一个平面的垂线,那么这两个平面垂直图形语言符号语言l⊂α,l⊥β⇒α⊥β1.若两个平面所成的二面角为90°,这两个平面有什么位置关系?提示:垂直2.过已知平面的垂线,有几个平面和已知平面垂直?提示:有无数多个.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)应用面面垂直的判定定理的关键在于,在其中一个平面内找到或作出另一个平面的垂线,即实现面面垂直向线面垂直的转化.()(2)已知α,β,γ是平面,且α⊥β,若α⊥γ,则β⊥γ. ()(3)已知α,β,γ是平面,且α∥β,若α⊥γ,则β⊥γ. ()[提示](1)正确.(2)错误.β和γ可能平行,也可能相交.(3)正确.[答案](1)√(2)×(3)√类型1平面与平面垂直的判定【例1】(教材北师版P234例8改编)如图,四边形ABCD为菱形,∠ABC=120°,E,F是平面ABCD同一侧的两点,BE⊥平面ABCD,DF⊥平面ABCD,BE=2DF,AE⊥EC.证明:平面AEC⊥平面AFC.[证明]如图,连接BD,设BD∩AC于点G,连接EG,FG,EF.在菱形ABCD中,不妨设GB=1.由∠ABC=120°,可得AG=GC= 3.由BE⊥平面ABCD,AB=BC,可知AE=EC.又AE⊥EC,所以EG=3,且EG⊥AC.在Rt△EBG中,可得BE=2,故DF=2 2.在Rt△FDG中,可得FG=6 2.在直角梯形BDFE中,由BD=2,BE=2,DF=22,可得EF=322.从而EG2+FG2=EF2,所以EG⊥FG.又AC∩FG=G,所以EG⊥平面AFC.因为EG⊂平面AEC,所以平面AEC⊥平面AFC.(1)证明平面与平面垂直的方法①利用定义:证明二面角的平面角为直角;②利用面面垂直的判定定理:如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,则这两个平面互相垂直.(2)根据面面垂直的定义判定两平面垂直,实质上是把问题转化成了求二面角的平面角,通常情况下利用判定定理要比定义简单些,这也是证明面面垂直的常用方法,即要证面面垂直,只要转证线面垂直,其关键与难点是在其中一个平面内寻找一直线与另一平面垂直.[跟进训练]1.在边长为a的菱形ABCD中,∠ABC=60°,PC⊥平面ABCD,求证:平面PDB⊥平面P AC.[证明]∵PC⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,∴PC⊥BD.∵四边形ABCD为菱形,∴AC⊥BD,又PC∩AC=C,∴BD⊥平面P AC.∵BD⊂平面PBD,∴平面PDB⊥平面P AC.类型2空间垂直关系的综合应用【例2】如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为菱形,∠BAD=60°,侧面△P AD 为等边三角形.(1)求证:AD⊥PB;(2)若E为BC边上的中点,能否在棱PC上找到一点F,使平面DEF⊥平面ABCD?并证明你的结论.1.空间中线、面的垂直关系是如何转化的?[提示]转化关系如下:2.证明直线与直线垂直的方法有哪些?[提示](1)利用平面几何的知识:如勾股定理的逆定理,等腰三角形的性质,菱形的性质等;(2)证明一条直线垂直另一条直线所在的平面.3.(1)直线与直线垂直→直线与平面垂直→直线与直线垂直(2)利用(1)的条件AD⊥平面PGB→找到过点F的平面和平面PGB平行→确定F的位置[解](1)证明:设G为AD的中点,连接PG,BG,如图.因为△P AD为等边三角形,所以PG⊥AD.在菱形ABCD中,∠BAD=60°,G为AD的中点,所以BG⊥AD.又因为BG∩PG=G,所以AD⊥平面PGB.因为PB⊂平面PGB,所以AD⊥PB.(2)当F为PC的中点时,满足平面DEF⊥平面ABCD.如图,设F为PC的中点,连接DF,EF,DE,则在△PBC中,EF∥PB.在菱形ABCD中,GB∥DE,而EF⊂平面DEF,DE⊂平面DEF,EF∩DE=E,所以平面DEF∥平面PGB.由(1),得AD⊥平面PGB,而AD⊂平面ABCD,所以平面PGB⊥平面ABCD.所以平面DEF⊥平面ABCD.(1)空间中的垂直关系有线线垂直、线面垂直、面面垂直,这三种关系不是孤立的,而是相互关联的.(2)空间问题化成平面问题是解决立体几何问题的一个基本原则,解题时,要抓住几何图形自身的特点,如等腰(边)三角形的三线合一、中位线定理、菱形的对角线互相垂直等.还可以通过解三角形,产生一些题目所需要的条件,对于一些较复杂的问题,注意应用转化思想解决问题.[跟进训练]2.如图,在△BCD中,∠BCD=90°,BC=CD=1,AB⊥平面BCD,∠ADB=60°,E,F分别是AC,AD上的动点,且AEAC=AFAD=λ(0<λ<1).(1)求证:无论λ为何值,总有平面BEF⊥平面ABC;(2)当λ为何值时,平面BEF⊥平面ACD?[解](1)证明:∵AB⊥平面BCD,CD⊂平面BCD,∴AB⊥CD.∵CD ⊥BC ,AB ∩BC =B ,∴CD ⊥平面ABC . 又∵AE AC =AFAD=λ(0<λ<1),∴无论λ为何值,恒有EF ∥CD ,∴EF ⊥平面ABC .又∵EF ⊂平面BEF ,∴无论λ为何值,总有平面BEF ⊥平面ABC . (2)由(1)知BE ⊥EF ,∵平面BEF ⊥平面ACD ,平面BEF ∩平面ACD =EF , ∴BE ⊥平面ACD .又∵AC ⊂平面ACD ,∴BE ⊥AC .∵BC =CD =1,∠BCD =∠ABD =90°,∠ADB =60°, ∴BD =2,∴AB =2tan 60°=6, ∴AC =AB 2+BC 2=7.由Rt △AEB ∽Rt △ABC ,得AB 2=AE ·AC , ∴AE =67,∴λ=AE AC =67.故当λ=67时,平面BEF ⊥平面ACD .1.直线l ⊥平面α,l ⊂平面β,则α与β的位置关系是( ) A .平行 B .可能重合 C .相交且垂直D .相交不垂直C [由面面垂直的判定定理,得α与β垂直,故选C.]2.对于直线m ,n 和平面α,β,能得出α⊥β的一组条件是( ) A .m ⊥n ,m ∥α,n ∥β B .m ⊥n ,α∩β=m ,n ⊂β C .m ∥n ,n ⊥β,m ⊂αD .m ∥n ,m ⊥α,n ⊥βC [A 与D 中α也可与β平行,B 中不一定α⊥β,故选C.]3.如图,BCDE 是一个正方形,AB ⊥平面BCDE ,则图中(侧面,底面)互相垂直的平面共有( )A .4组B .5组C .6组D .7组B[由AB⊥平面BCDE,可得平面ABC⊥平面BCDE,平面ABE⊥平面BCDE,又因为BCDE是一个正方形,所以BC⊥平面ABE⇒平面ABC⊥平面ABE,同理可得平面ACD⊥平面ABC,平面ADE⊥平面ABE,故共有5组,故选B.]4.如果规定:x=y,y=z,则x=z,叫作x,y,z关于相等关系具有传递性,那么空间三个平面α,β,γ关于相交、垂直、平行这三种关系中具有传递性的是________.平行[由平面与平面的位置关系及两个平面平行、垂直的定义、判定定理,知平面平行具有传递性,相交、垂直都不具有传递性.]5.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E是CC1的中点,则平面EBD与平面AA1C1C的位置关系是________.(填“垂直”“不垂直”其中的一个)垂直[如图,在正方体中,CC1⊥平面ABCD,∴CC1⊥BD.又AC⊥BD,CC1∩AC=C,∴BD⊥平面AA1C1C.又BD⊂平面EBD,∴平面EBD⊥平面AA1C1C.]回顾本节内容,自我完成以下问题:面面垂直的判定定理应用的思路是什么?[提示]平面与平面垂直的判定定理的应用思路(1)本质:通过直线与平面垂直来证明平面与平面垂直,即线面垂直⇒面面垂直.(2)证题思路:处理面面垂直问题转化为处理线面垂直问题,进一步转化为处理线线垂直问题来解决.。
《平面与平面垂直的判定定理》教学设计一、本节内容分析本节内容按照直线与直线垂直、直线与平面垂直、平面与平面垂直的研究过程展开.对于直线与直线的垂直,首先定义异面直线所成的角,两条直线垂直包括共面垂直与异面垂直对于直线与平面的垂直、平面与平面的垂直主要研究它们的判定定理和性质定理.直线与平面垂直的判定定理是指一条直线与构成该平面的基本元素—直线满足什么条件才能使此直线与该平面垂直,而平面与平面垂直的判定定理是指构成其中一个平面的直线与另平面或这个平面内的直线具备什么条件才能使两个平面垂直,实际上是在寻找平面与平面垂直的充分条件.性质是指直线与平面垂直、平面与平面垂直时,其基本构成要素具有怎样的确定不变的关系,实际上是必要条件,性质和判定之间具有互逆的关系,这也是我们研究问题的一个自然的起点.本节内容的处理继续遵循“直观感知—操作确认—思辨论证”的认识过程展开.通过本节课的学习与研究,可进步完善学生的知识结构,更好地培养学生观察记忆、空间想象及推测解释能力,使其体会由特殊到一般、类比、归纳、猜想、化归等数学思想,提升直观想象、数学运算和逻辑推理核心素养.本节包含的核心知识和体现的核心素养如下:二、学情整体分析上一节,我们研究了空间直线与直线、直线与平面、平面与平面的平行关系,本节在上一节基础上研究空间直线、平面间的另一特殊位置关系——垂直.由于学生的知识积累、解决问题的方法都已较为丰富,所以本节内容的学习既要继续加强从“一般观念”上的引导,让学生明确“什么是空间直线、平面的垂直”以及“空间直线、平面垂直时,其要素(直线、平面)有什么确定的不变关系”;又要充分类比对空间直线、平面平行关系的研究方式,引导学生研究空间直线、平面之间的垂直关系.研究的对象尽量由学生去提出,研究的内容要学生去确定,研究的方法启发学生去寻找.学情补充:____________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ 三、教学活动准备【任务专题设计】1.平面与平面垂直【教学目标设计】1.通过实例直观感知“二面角”概念的形成过程,理解二面角的概念,掌握二面角的作法,理解并掌握两个平面互相垂直的概念,两个平面垂直的判定定理及其应用方法.2.发展学生的推测解释能力、观察记忆能力和空间想象力,培养学生的质疑思辨、创新的精神.【教学策略设计】1.在平面与平面垂直的实际教学中,建议采用启发引导、分组合作、讲练结合的教学方法,使学生形成“直观感知—操作确认—数学抽象—归纳猜想—严谨证明—灵活应用”的探究式学习方法,从而达到以学生为主体、教师为主导、师生共同发展的课堂教学效果.【教学方法建议】启发教学法、探究教学法、情境教学法,还有________________________________【教学重点难点】重点1.直观感知、操作确认,概括出平面与平面垂直的判定定理难点3.平面与平面垂直的判定定理的应用.【教学材料准备】1.常用材料:多媒体课件、计算机、实物模型、__________________________________2.其他材料:_____________________________________________________________四、教学活动设计教学导入探究1 平面与平面垂直的判定定理师:在工程建设中,建筑工人用一端系有铅锤的线来检查墙面与地面是否垂直,如果系有铅锤的细线紧贴墙面,则确定墙面与地面垂直,否则不垂直.为什么线要紧贴墙面?生:为了说明细线在墙面内,细线与地面垂直,墙面就和地面垂直.师:满足什么条件的时候,才能使平面与平面互相垂直?【师生活动】教师组织学生思考、讨论,归纳出下面的结论.生:如果一个平面内有一条直线垂直于另一个平面,则这两个平面垂直.师:如何用图形语言和符号语言描述平面与平面垂直的判定定理.【师生活动】教师指导学生画出图形并将文字语言转化成符号语言,并出示多媒体.【推测解释能力】通过对实际问题观察和理解,使学生形成面面垂直的判定定理,通过学生交流讨论,把实际问题抽象成数学符号的表达方式,培养学生严谨的数学思维习惯【要点知识】平面与平面垂直的判定定理⊥⎫lα【教师总结】这个定理说明,可以由直线与平面垂直,证明平面与平面垂直.师:门所在平面与地面始终垂直吗?大家将课本打开,直立放在桌面上,每页纸张与桌面是否垂直?为什么?【师生活动】教师组织学生讨论、交流,用面面垂直判定定理来解释现象.师:下面请看如何利用平面与平面垂直的判定定理来解决实际问题.【活动学习】通过用判定定理解释生活中的常见现象,让学生意识到数学来源于生活,服务于生活,也体现了从特殊到一般,再到特殊的知识认知过程,促进学生数学思想方法的形成,引导学生确实掌握“降维”的转化与化归的数学思想方法【说明论证能力】通过学生尝试用定理解决问题,从而加强对面面垂直判定定理的理解和掌握,巩固所学知识,进一步体会由证明面面垂直转化为证明线面垂直,提升学生的逻辑思维和分析问题、解决问題的说明论证能力【典型例题】平面与平面垂直的判定定理的应用例1 如图,在正方体ABCD-A'B'C'D'中,求证:平面A'BD⊥平面ACC'A'【师生活动】教师出示多媒体并读题,引导学生分析题意,梳理解题思路,得到要用面面垂直的判定定理证明两个平面垂直,关键是找到一个平面内有一条直线垂直于另一个平面.学生独立完成例题证明,教师巡视课堂,并适时给予学生指导,教师出示规范解答.【典例解析】平面与平面垂直的判定定理的应用分析:要证平面A'BD ⊥平面ACC'A',根据两个平面垂直的判定定理,只需证明平面A'BD 经过平面ACC'A'的一条垂线即可.这需要利用AC,BD 是正方形ABCD 的对角线.证明:ABCD-A'B'C'D'是正方体,AA'⊥平面ABCD ,AA'BD ⊥又BD AC ⊥,AA'AC=A ⋂,∴BD ⊥平面ACC'A',又BD ⊂平面A'BD ,平面A'BD ⊥平面ACC'A'.师:请看下一道例题.【意义学习】通过教师对证明过程进行规范、完整的板书,引导学生注意证明过程的规范性和严谨性,帮助学生养成良好的学习习惯【典型例题】平面与平面垂直的判定定理的应用例2 如图,AB 是O 的直径,PA 垂直于O 所在的平面,C 是圆周上不同于,A B 的任意一点.求证:平面PAC ⊥平面PBC .【师生活动】教师引导学生分析解题思路,鼓励学生交流、讨论,并请学生做板演,教师对学生的解答过程做评价,随后教师给出规范性解答.【典例解析】平面与平面垂直的判定定理的应用分析:要证明两个平面垂直,根据两个平面垂直的判定定理,只需证明其中一个平面内的一条直线垂直于另一个平面,而由直线和平面垂直的判定定理,还需证明这条直线和另一个平面内的两条相交直线垂直.在本题中,由题意可知BC AC ⊥,,BC PA AC PA A ⊥⋂=,从而BC ⊥平面PAC ,进而平面PAC ⊥平面PBC .证明:∵PA ⊥平面,ABC BC ⊂平面,ABC PA BC ∴⊥.∵点C 是圆周上不同于,A B 的任意一点,AB 是O 的直径,∴90BCA ∠=︒,即BC AC ⊥. 又∵,PA AC A PA ⋂=⊂平面,PAC AC ⊂平面,PAC BC ∴⊥平面PAC .又∵BC ⊂平面,PBC ∴平面PAC ⊥平面PBC .【深度学习】通过教师引导学生分析解题思路,使学生掌握判断面面垂直有两种方法:一种是定义法(证二面角的平面角是直角),一种是判定定理法(证一个平面过另个平面的一条垂线),深化学生对两种方法的掌握能力【说明论证能力】通过例题巩固所学知识,使学生能够熟练应用知识解决说明论证的问题【教师总结】从本节的讨论可以看到,由直线与直线垂直可以判定直线与平面垂直由直线与平面垂直的定义可以得到直线与直线垂直;由直线与平面垂直可以判定平面与平面垂直;而由平面与平面垂直的性质可以得到直线与平面垂直,这进一步揭示了直线平面之间的位置关系可以相互转化.师:通过这节课的学习,同学们都学到了哪些知识?【师生活动】教师引导学生归纳总结、完善本节课所学知识.【整体学习】引导学生学习直线与平面、平面与平面垂直的判定定理和性质定理之间的相互联系,进一步体会空间中直线与平面的位置关系之间的相互转化,培养学生对转化与化归数学思想方法的理解,发展学生的逻辑推理学科核心素养【课堂小结】平面与平面垂直1.判定平面与平面垂直的方法有哪些?判定平面与平面垂直的方法体现了什么数学思想?2.平面与平面垂直的判定定理是什么?能够解决哪些问题?3.如何实现空间垂直关系的相互转化?请指出下面图中空间垂直关系转化的依据.【设计意图】通过理解和掌握面面垂直的判定和性质,能够证明面面垂直和线面垂直,培养学生的推测解释、说明论证能力,提升逻辑推理核心素养【课后作业】教材P235练习3、4题教学评价垂直关系的相互转化:线线垂直、线面垂直、面面垂直是相互联系的,能够相互转化,转化的纽带是对应的定义、判定定理和性质定理在解决问题时,可以从条件入手,分析已有的垂直关系,再从结论探求所需的关系,从而架起条件与结论的桥梁.空间平行、垂直关系之间的转化:【设计意图】引导学生对线线垂直、线面垂直、面面垂直的判定和性质探究分析,帮助学生体会知识的生成、发展、完善的过程.通过具体知识点的演练,让学生在运用课程教学过程中所学到的学科能力(概括理解、推理解释、说明论证、猜想探究等)分析问题、解决问题,从而达到直观想象、逻辑推理、数学抽象核心素养目标要求【以学定教】根据学情,因材施教,以人为本,以生为本,根据学生逐步掌握的知识点和定理,依据生活实例和模型,采取不同探究式教学法,让学生逐步掌握线线垂直、线面垂直、面面垂直的知识教学反思本节的知识(直线与直线的垂直关系、直线与平面的垂直关系、平面与平面的垂直关系)与学生学习的生活联系密切,教师一方面引导学生从生活实际出发,把知识与周围的事物联系起来;另一方面,教师引导学生经历从现实的生活空间中抽象出空间图形的过程,注重探索空间图形位置关系的判定与性质的过程本节课教师特别注重数学中的文字语言与符号语言的相互转化,将空间问题向平面问题转化,有效地体现了转化与化归的数学思想.在判定定理的教学中,遵循了“直观感知、操作确认、归纳总结、初步运用”的认知过程,学生通过观察分析、自主探究,在教师的引导下,进行适当推理而归纳出判定定理关于判定和性质定理的应用,教师没有简单直接讲解,而是由学生先行自主探究,教师适时点拨,以增强学生自主学习的意识,再通过实物投影,来规范学生的解答过程,提高学生数学表达能力.【以学论教】对教学活动整个过程的学习情况进行追踪,根据学生实际学习情况和课堂效果使学生通过观察分析、自主探究学习和掌握空间线面的垂直关系。
平面与平面垂直的性质定理教学设计及平面与平面垂直的判定与性质教案完美版教学设计:一、教学目标:1.知识目标:掌握平面与平面垂直的性质定理,了解平面与平面垂直的判定方法。
2.能力目标:能够正确判断平面与平面是否垂直,并运用性质定理求解问题。
3.情感目标:培养学生对几何知识的兴趣,提高解决几何问题的能力。
二、教学内容:1.平面与平面垂直的性质定理。
2.平面与平面垂直的判定方法。
三、教学步骤:1.导入新知识(10分钟)教师引入本节课的知识内容,告诉学生本节课要学习平面与平面垂直的性质定理和判定方法,并和学生一起回顾正交的概念,引发学生的思考。
2.学习性质定理(30分钟)教师通过多个例子,引导学生观察和总结平面与平面垂直的性质定理。
-性质定理一:如果两个平面的法向量相互垂直,则这两个平面垂直。
-性质定理二:如果两个平面中的各一条直线互相垂直,则这两个平面垂直。
教师先给出性质定理一的证明过程,再由学生自行推导性质定理二的证明过程。
学生在学习性质定理的过程中,教师可以组织学生进行小组讨论,让学生互相讨论并分享自己的理解和想法。
3.学习判定方法(30分钟)教师介绍平面与平面垂直的判定方法:-判定方法一:如果两个平面的法向量相互垂直,则这两个平面垂直。
-判定方法二:如果两个平面中的各一条直线互相垂直,则这两个平面垂直。
教师给出一些实际应用的例子,引导学生通过观察图形来判断两个平面是否垂直。
4.综合练习(20分钟)教师设计一些相关练习题,让学生通过运用刚刚学习的性质定理和判定方法来解决问题。
5.总结和课堂小结(10分钟)教师总结本节课学习的内容,提醒学生注意关键点,并给出总结性的提问,激发学生思维。
四、教学手段:1.教师板书法通过板书法概括和总结平面与平面垂直的性质定理和判定方法。
2.多媒体教学法运用多媒体教学展示相关的图片和视频,帮助学生更好地理解和掌握平面与平面垂直的性质定理和判定方法。
3.讨论和合作学习通过讨论和合作学习的方式,激发学生思维,增加学生的参与感和主动性。
高中数学面面垂直判定教案
教学目标:
1. 了解什么是垂直面。
2. 学会判断两个平面是否垂直。
3. 掌握垂直平面的相关性质和定理。
教学准备:
1. 教材:高中数学教科书
2. 教具:黑板、彩色粉笔、几何工具箱、投影仪
3. 辅助教学资料:包含平面垂直判定例题的练习册
教学步骤:
一、导入
1. 显示一个三维图形,引导学生思考其中的平面之间可能存在的关系。
2. 引导学生提出平面的垂直关系,并与垂直直线进行对比。
二、概念讲解
1. 解释垂直平面的定义。
2. 理论性讲解平面垂直的判定方法。
三、例题演练
1. 利用黑板进行示范,解答几个基础的垂直平面判定题目。
2. 让学生自行尝试几道练习题,并及时纠正。
四、深化延伸
1. 引导学生思考:如何用平面方程去判断两个平面是否垂直?
2. 讲解垂直平面的性质及相关定理。
五、课堂小结
1. 复习本节课所学的知识点,并强调重点。
2. 鼓励学生在课后多进行练习,巩固所学内容。
六、作业布置
1. 布置一定量的平面垂直判定练习题作为课后作业。
2. 提醒学生及时复习本节课所学内容。
教学反思:
1. 观察学生的学习情况,及时调整教学步骤和讲解方式。
2. 鼓励学生多提出问题,促进思维的拓展和深入。
3. 关注学生的作业情况,及时纠正错误,巩固学习成果。
《8.6.3 平面与平面垂直》教案第1课时平面与平面垂直的判定【教材分析】在平面与平面的位置关系中,垂直是一种非常重要的关系,本节内容是直线与平面垂直关系延续和提高.通过本节使学生对整个空间中的垂直关系有一个整体的认知,线线垂直、线面垂直、面面垂直是可以相互转化的.【教学目标与核心素养】课程目标1.理解二面角的概念,并会求简单的二面角;2.理解直二面角与面面垂直的关系,理解平面和平面垂直的判定定理并能运用其解决相关问题.3.通过面面垂直定理的理解及运用,培养学生的空间转化能力和逻辑推理能力.数学学科素养1.逻辑推理:探究归纳平面和平面垂直的判定定理,找垂直关系;2. 数学运算:求二面角;3.直观想象:题中几何体的点、线、面的位置关系.【教学重点和难点】重点:平面与平面垂直的判定定理及其应用.难点:平面与平面垂直的判定定理,找垂直关系.【教学过程】一、情景导入我们知道如果两个平面的二面角是直角,那么这两个平面一定垂直.那么有没有更简单的方法证明两个平面垂直?要求:让学生自由发言,教师不做判断。
而是引导学生进一步观察.研探.二、预习课本,引入新课阅读课本155-158页,思考并完成以下问题1、什么是二面角?什么是直二面角?2、平面与平面平行的判定定理是什么?3、怎样用符号语言表示平面与平面平行的判定定理?要求:学生独立完成,以小组为单位,组内可商量,最终选出代表回答问题。
三、新知探究 1.二面角(1)定义:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角,这条直线叫二面角的棱,这两个半平面叫二面角的面.图中的二面角可记作:二面角α-AB-β或α-l-β或P-AB-Q.(2)二面角的平面角:如图,在二面角α-l-β的棱l 上任取一点O,以点O 为垂足,在半平面α和β内分别作垂直与直线l 的射线OA,OB,则射线OA 和OB 构成的∠AOB 叫做二面角的平面角.平面角是直角的二面角叫做直二面角.2.平面与平面垂直(1)定义:一般地,两个平面相交,如果它们所成的二面角是直二面角,就说这两个平面互相垂直.平面α与β垂直,记作 α⊥β.(2)判定定理四、典例分析、举一反三题型一 对面面垂直判定定理的应用例1 如图,是的直径,点是上的动点,垂直于所在的AB O ⊙C O ⊙PA O ⊙平面.证明:平面平面. 【答案】证明见解析.【解析】证明:∵是的直径,点是上的动点, ∴,即.又∵垂直于所在平面,平面 ∴. ∴ ∴平面. 又平面, ∴平面平面.解题技巧(判定两个平面垂直的常用方法)(1)定义法:即说明两个平面所成的二面角是直二面角;(2)判定定理法:其关键是在其中一个平面内寻找一直线与另一个平面垂直,即把问题转化为“线面垂直”;(3)性质法:两个平行平面中的一个垂直于第三个平面,则另一个也垂直于此平面.跟踪训练一1、如图所示,在长方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,AB=AD=1,AA 1=2,M 是棱CC 1的中点.证明:平面ABM ⊥平面A 1B 1M.ABC PAC ⊥PBC AB O ⊙C O ⊙90ACB ∠=︒BC AC ⊥PA O ⊙BC ⊂O ⊙PA BC ⊥PA AC A =BC ⊥PAC BC ⊂PCB PAC ⊥PBC【答案】证明见解析.【解析】证明由长方体的性质可知,A1B1⊥平面BCC1B1,又BM⊂平面BCC1B1,所以A1B1⊥BM.又CC1=2,M为CC1的中点,所以C1M=CM=1.在Rt△B1C1M中,B1同理又B1B=2,所以B1M2+BM2=B1B2,从而BM⊥B1M.又A1B1∩B1M=B1,所以BM⊥平面A1B1M.因为BM⊂平面ABM,所以平面ABM⊥平面A1B1M.题型二求二面角例2如图所示,在正方体ABCD-A′B′C′D′中:(1)求二面角D′-AB-D的大小;(2)若M是C′D′的中点,求二面角M-AB-D的大小.【答案】(1) 45°.(2)45°.【解析】(1)在正方体ABCD-A′B′C′D′中,AB⊥平面ADD′A′,所以AB⊥AD′,AB⊥AD,因此∠D′AD为二面角D′-AB-D的平面角,在Rt△D′DA中,∠D′AD=45°.所以二面角D′-AB-D的大小为45°.(2)因为M 是C′D′的中点,所以MA=MB,取AB 的中点N,连接MN,则MN ⊥AB.取CD 的中点H,连接HN,则HN ⊥AB.从而∠MNH 是二面角M-AB-D 的平面角.∠MNH=45°. 所以二面角M-AB-D 的大小为45°. 解题技巧: (作二面角的三种常用方法)(1)定义法:在二面角的棱上找一个特殊点,在两个半平面内分别作垂直于棱的射线.如图①,则∠AOB 为二面角α-l-β的平面角.(2)垂直法:过棱上一点作棱的垂直平面,该平面与二面角的两个半平面产生交线,这两条交线所成的角,即为二面角的平面角.如图②,∠AOB 为二面角α-l-β的平面角.(3)垂线法:过二面角的一个面内异于棱上的一点A 向另一个平面作垂线,垂足为B,由点B 向二面角的棱作垂线,垂足为O,连接AO,则∠AOB 为二面角的平面角或其补角.如图③,∠AOB 为二面角α-l-β的平面角.跟踪训练二1、如图,在三棱锥P-ABC 中,PA ⊥平面PBC,PA=PB=2,PC=4,BC=2√3 . (1)求证:平面PAB ⊥平面ABC;(2)E 为BA 的延长线上一点,若二面角P-EC-B 的大小为30°,求BE 的长.【答案】证明见解析【解析】(1)证明:因为PA ⊥平面PBC,所以PA ⊥PC,PA ⊥PB. 经计算,得所以AB 2+BC 2=AC 2,故BC ⊥AB.又PA ⊥平面PBC,所以PA ⊥BC.因为PA∩AB=A,所以BC ⊥平面PAB. 又BC ⊂平面ABC,故平面PAB ⊥平面ABC. (2)如图,取AB 的中点F,连接PF.因为PA=PB,所以PF ⊥AB.由(1)知平面PAB ⊥平面ABC, 又平面PAB∩平面ABC=AB,PF ⊂平面PAB, 所以PF ⊥平面ABC,PF ⊥EC. 过F 作FG ⊥EC 于G,连接PG. 因为PF ⊥EC,PF∩FG=F, 所以EC ⊥平面FPG. 因为PG ⊂平面FPG, 所以EC ⊥PG.于是∠PGF 是二面角P-EC-B 的平面角, 因此,∠PGF=30°. 又所以设由(1)知BC ⊥AB, 所以△EFG ∽△ECB,得=.因此,即x 2解得舍去).所以五、课堂小结让学生总结本节课所学主要知识及解题技巧 六、板书设计FG BCEF EC七、作业课本158页练习,162页习题8.6的3、6、7、8题.【教学反思】学生了解两个平面垂直的判定,但在问题中应用的时候就不够灵活或找不到需要的条件.为此,本节的课堂中心是判定定理的引入与理解,判定定理的应用及立体空间感、空间观念的形成与逻辑思维能力的培养.《8.6.3 平面与平面垂直》导学案第1课时平面与平面垂直的判定【学习目标】知识目标1.理解二面角的概念,并会求简单的二面角;2.理解直二面角与面面垂直的关系,理解平面和平面垂直的判定定理并能运用其解决相关问题.3.通过面面垂直定理的理解及运用,培养学生的空间转化能力和逻辑推理能力.核心素养1.逻辑推理:探究归纳平面和平面垂直的判定定理,找垂直关系;2. 数学运算:求二面角;3.直观想象:题中几何体的点、线、面的位置关系.【学习重点】:平面与平面垂直的判定定理及其应用.【学习难点】:平面与平面垂直的判定定理,找垂直关系.【学习过程】一、预习导入阅读课本155-158页,填写。
平面与平面垂直的性质教案
教学目标:
1. 理解平面与平面垂直的定义。
2. 能够判断两个给定平面是否垂直。
3. 掌握判断平面与平面垂直的性质。
教学步骤:
步骤一:引入话题
教师可以将两本垂直放置的书本放在桌上,并问学生这两本书是不是垂直的。
引导学生思考垂直关系的定义。
步骤二:引入平面与平面垂直的定义
通过上述引入,教师可以引申出平面与平面垂直的定义:两个平面相交且交线为垂直线时,这两个平面称为垂直平面。
步骤三:判断平面与平面是否垂直
教师可以给出一些示例,要求学生根据定义判断两个给定的平面是否垂直。
步骤四:讨论垂直平面的性质
4.1 垂直平面的法线相互垂直
教师可以引导学生思考:如果两个平面是垂直平面,这两个平面的法线是否相互垂直?
4.2 垂直平面的法线在同一平面
教师可以引导学生思考:两个平面是垂直平面,这两个平面的法线是否在同一平面内?
步骤五:实例练习
教师可以给出一些实例让学生判断给定的平面是否垂直,同时让学生根据垂直平面的性质进行论证。
步骤六:总结
教师与学生共同总结平面与平面垂直的定义以及判断垂直平面的性质。
步骤七:作业布置
布置一些作业题,让学生通过练习巩固所学知识。
扩展思考:
1. 如何判断三个平面是否两两垂直?
2. 平面与直线是否可以垂直?如何证明?。
《两个平面垂直的判定定理》优秀说课稿关于《两个平面垂直的判定定理》优秀说课稿1教材结构与内容简析:1.1本节内容在全书及章节的地位;两平面垂直的判定定理出现在高中立几第一章最后一节,这之前学生已学习了空间两直线位置关系,空间直线和平面位置关系,特别是已学习了直线和平面垂直判定定理,二面角的平面角,这是学习本节内容的基础,而本节内容是第二章多面体、旋转体的学习基础,因此,本节的学习有着极其重要的地位。
1.2数学思想方法分析:1.2.1从定理的证明过程,面面垂直可转化为线面垂直,就可以看到数学的化归,"降维"思想。
1.2.2在教材所提供的材料中,从建构手段角度分析,可以看到归纳思想,而这一思想中包含着重组的意识和能力。
2教学目标:根据上述教材结构与内容分析,考虑到学生已有的认知结构及心理特征,制定如下教学目标:2.1基础知识目标:掌握平面与平面垂直的判定定理及其变式,能利用它们解决相关的问题。
2.2能力训练目标:逐步培养学生观察、分析、综合和类比能力,会准确地阐述自己的思路和观点,着重培养学生的认知和元认知能力。
2.3创新素质目标:引导学生从日常生活中发现判定定理,培养学生的发现意识和能力;判定定理及变式的教学培养学生的重组意识和能力;判定定理在现实生活中的应用培养学生的应用的意识和能力。
2.4个性品质目标:培养学生勇于探索,善于发现,独立的意识,不断超越自我的`创新品质。
3教学重点、难点、关键:重点:判定定理的证明及变式探索难点:判定定理的变式。
关键:本节课通过判定定理的证明及变式探索,着重培养和发展学生的认知和元认知能力。
4教材处理建构主义学习理论认为,建构即认知结构的组建,其过程一般是先把知识点按照逻辑线索和内在联系,串成知识线,再由若干条知识线联构成知识面,最后由知识面按照其内容、性质、作用、因果等关系组成综合的知识体。
本课时为何提出变式呢,应该说,这一处理方法正是基于此理论的体现。
高中数学平面与垂直教案
教学目标:
1. 理解平面的概念;
2. 掌握平面的表示方法;
3. 理解垂直的概念;
4. 掌握垂直线段的判别方法。
教学内容:
1. 平面的定义;
2. 平面的表示方法;
3. 垂直的定义;
4. 垂直线段的特征。
教学重点:
1. 理解平面的概念;
2. 掌握平面的表示方法;
3. 掌握垂直线段的判别方法。
教学难点:
1. 垂直线段的特征;
2. 垂直线段判别方法的应用。
教学准备:
1. 平面和垂直线段的示意图;
2. 板书、彩色粉笔。
教学过程:
一、导入新知识
通过展示平面和垂直线段的示意图,引导学生了解平面和垂直的概念。
二、学习平面的概念和表示方法
1. 讲解平面的定义和表示方法;
2. 展示不同平面的示意图,让学生理解平面的概念。
三、学习垂直的概念和特征
1. 讲解垂直的定义;
2. 展示垂直线段的示意图,让学生理解垂直线段的特征。
四、学习垂直线段的判别方法
1. 讲解垂直线段的判别方法;
2. 给出一些练习题,让学生动手判断线段是否垂直。
五、巩固练习
通过习题训练和小组讨论,巩固学生对平面和垂直的理解。
六、作业布置
布置相关作业,加深学生对平面和垂直的理解。
教学反思:
本节课主要围绕平面和垂直展开,通过示意图和练习题的训练,帮助学生理解这两个概念的含义和特征。
在教学过程中,要注重激发学生的思维活动,引导他们进行思考和讨论,提高他们的学习兴趣和能力。
《平面与平面垂直的判定》教案
顺义一中朱恒星
教学目标:
1.联系生活实例,理解二面角和二面角的平面角的概念。
2.理解面面垂直的定义、面面垂直的判定定理;通过在正方体中的问题证明,初步掌握面面垂直的判定定理的应用。
3.能在具体的模型中找出比较简单的二面角的平面角,并能计算其余弦值
教学重难点:
重点:应用判定定理证明面面垂直
难点:找二面角的平面角
教学过程:
二面角的画法、记法:
二面角的平面角:以二面角的棱上任意一点为端点,在两个面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角。
三个注意:角的顶点在棱上
角的两边分别在两个面内 角的边都要垂直于二面角的棱
直二面角:
面面垂直的定义:两个平面相交,如果所成的二面角是直二面角,就说这两个平面互相垂直。
记作βα⊥
面面垂直的判定定理:
一个平面过另一个平面的垂线,则这两个 平面垂直。
已知:β⊥a , α⊂a 求证:βα⊥
对比角的概念,学习二面角的概念
倾听、思考
倾听、思考
写出判定定理的已知、求证,并做简单的口头证明
理解二面角是一个图形,与角的概念有区别
介绍二面角的一般画法、记法
深刻理解二面角的平面角的概念为下面找二面角的平面角做好准备
写出面面垂直的判定定理的符号语言描述,并做简单口头证明,加深对判定定理的理解
(约15分钟)。
2.3.2 《线面垂直、面面垂直的性质定理》教学设计【教学目标】(1)使学生掌握直线与平面垂直,平面与平面垂直的性质定理;(2)能运用性质定理解决一些简单问题;(3)了解直线与平面、平面与平面垂直的判定定理和性质定理间的相互联系。
【导入新课】问题:若一条直线与一个平面垂直,则可得到什么结论?若两条直线与同一个平面垂直呢? 新授课阶段1. 线面垂直的性质定理观察长方体模型中四条侧棱与同一个底面的位置关系。
如图,在长方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,棱AA 1、BB 1、CC 1、DD 1所在直线都垂直于平面ABCD ,它们之间是有什么位置关系?(显然互相平行)然后进一步迁移活动:已知直线a ⊥α 、b ⊥α、那么直线a 、b 一定平行吗?(一定)我们能否证明这一事实的正确性呢?观察得到:线面垂直的性质定理:垂直于同一个平面的两条直线平行。
例1如图1,在三棱锥P -ABC 中,AB =AC ,D 为BC 的中点,PO ⊥平面ABC ,垂足O 落在线段AD 上,已知BC =8,PO =4,AO =3,OD =2。
(1)证明:AP ⊥BC ;(2)在线段AP 上是否存在点M ,使得二面角A -MC -B 为直二面角?若存在,求出AM 的长;若不存在,请说明理由。
图1(1)证明:由AB =AC ,D 是BC 的中点,得AD ⊥BC 。
又PO ⊥平面ABC ,得PO ⊥BC 。
因为PO ∩AD =O ,所以BC ⊥平面PAD 。
故BC ⊥PA 。
(2)如图,在平面PAB 内作BM ⊥PA 于M ,连接CM ,由(1)中知AP ⊥BC ,得AP ⊥平面BMC 。
又AP ⊂平面APC ,所以平面BMC ⊥平面APC 。
在Rt △ADB 中,AB 2=AD 2+BD 2=41,得AB =41.在Rt △POD 中,PD 2=PO 2+OD 2,在Rt △PDB 中,PB 2=PD 2+BD 2,所以PB 2=PO 2+OD 2+DB 2=36,得PB =6,在Rt △POA 中,PA 2=AO 2+OP 2=25,得PA =5,又cos ∠BPA =PA 2+PB 2-AB 22PA·PB =13, 从而PM =PBcos ∠BPA =2,所以AM =PA -PM =3。
《平面与平面垂直的判定》的教学设计学科课题设计理念数学授课班级高一(1)授课教师授课日期平面与平面垂直的判定学生是学习和发展的主体,教师是学习活动积极的组织者和引导者.立体几何的学习主要培养学生的空间想象能力和逻辑思维能力,因此在学习与教学过程中应充分发挥学生在学习中的主动性和创造性,通过探究性的学习方法,使学生在不断的探究学习的过程中积极参与、独立思考.多媒体与教具的应用是教学情景的设置、表现立体几何中丰富多彩的线面关系、加深定理与性质理解的一个重要手段.也是教师调动学生的情感体验、关注学生的学习兴趣和诱导学生积极独立思考的重要方法,为实现学生的主体地位起着重要的作用.教材分析平面与平面的垂直是两个平面的一种重要的位置关系.是继教材直线与直线的垂直、直线与平面的垂直之后的迁移与拓展.这一节的学习对理顺学生的知识架构体系、提高学生的綜合能力起着重要的作用.学情分析学生通过学习直线与直线的垂直、直线与平面的垂直,已经初步掌握了线线垂直与线面垂直的判定.这为学生学习平面与平面垂直的判定定理与性质定理打下了良好的基础.但是,有一部分学生的空间象想能力和逻辑思维能力较差,因此,在学习的过程仍有一定的难度教学中必须注意这一点.教学目标1.知识与技能(1)使学生正确理解和掌握“两个平面互相垂直”的概念;(2)使学生掌握两个平面垂直的判定定理及其简单的应用;(3)使学生理会“类比归纳”思想在教学问题解决上的作用.2.过程与方法通过实例让学生直观感知两个平面垂直的判定定理.3.情感、态度与价值观通过揭示概念的形成、发展过程,使学生理会教学存在于现实生活周围,从中激发学生积极思维,培养学生的观察、分析、解决问题能力.教学重点平面与平面垂直的判定及应用教学难点平面与平面垂直的判定教学方法本节课采用“问题探究式”教学法,通过观察、归纳、启发探究,讲练结合法,运用现代化多媒体教学手段,进行教学活动.教学过程教学环节问题情境师生互动设计意图创设情境,引入新课问题1:二面角是怎么定义的?问题2:怎样的二面角是直二面角?师:引导学生复习巩固,回忆上节的内以旧导新。
高中数学《直线与平面垂直的判定》教学设计(全国一等奖)《普通高中课程标准实验教科书—数学必修(二)》人教A版直线与平面垂直的判定姓名:单位:《直线与平面垂直的判定(第一课时)》教学设计一、内容和内容解析:本节内容选自人教A版《普通高中课程标准实验教科书——数学必修(二)》第二章第三节:2.3.1直线与平面垂直的判定(第一课时),属于新授概念课.本节课的内容包括直线与平面垂直的定义和判定定理两部分.直线与平面垂直的研究是直线与直线垂直研究的继续,也为平面与平面垂直的研究做了准备;判定定理的教学,尽管新课标在必修课程中不要求证明,但通过定理的探索过程,培养和发展学生的几何直觉以及运用图形语言进行交流的能力,是本节课的重要任务.线面垂直是在学生掌握了线在面内,线面平行之后紧接着研究的线面相交位置关系中的特例.在线面平行中,我们研究了定义、判定定理以及性质定理,为本节课提供了研究内容和研究方法上的范式.线面垂直是线线垂直的拓展,又是面面垂直的基础,后续内容如空间的角和距离等又都使用它来定义,在本章中起着承上启下的作用.通过本节课的学习与研究,可进一步完善学生的知识结构,更好地培养学生观察发现、空间想象及推理能力,体会由特殊到一般、类比、归纳、猜想、化归等数学思想方法.因此学习这部分知识有着非常重要的意义.二、目标和目标解析:《数学课程标准》中与本节课相关的要求是:① 在直观认识和理解空间点、线、面的位置关系的基础上,抽象出空间线、面垂直位置关系的定义;② 通过直观感知、操作确认、思辨论证,认识和理解空间中线面垂直的判定定理;③ 能运用已获得的结论证明一些空间位置关系的简单命题.本节课的课程标准分解如下:(1)从认知角度进行分解:(2)从能力角度进行分解:根据《课程标准》,依据教材内容和学生情况,确定本课时的学习目标为:(1)在直观认识和理解空间点、线、面的位置关系的基础上,抽象出直线与平面垂直的定义;(2)通过直观感知、操作确认,归纳出直线与平面垂直的判定定理;(3)能运用直线与平面垂直的定义和判定定理证明一些空间位置关系的简单命题.针对本节课的学习目标,我设计了如下的评价任务:评价任务一:能否从生活现象中直观感受到直线与平面垂直的形象,并将其抽象出直线与平面垂直的概念;评价任务二:学生积极参与,通过影子实验,在动手操作、思考、归纳等一系列活动中完成探索.评价任务三:能够从正反例中,通过对比归纳出直线与平面垂直的定义,并用自己的语言描述定义内容.评价任务四:能够根据定义得到直线与平面垂直时,直线与平面内任意一条直线垂直的结论,并写出符号语言,了解定义的双向叙述功能.评价任务五:能够利用将无限转化为有限的思想,寻找判定直线与平面垂直的可能性假设. 评价任务六:能在实验操作中,确认直线与平面垂直的判定定理,能用自己的语言叙述出定理内容并写出相应的符号语言.评价任务七:能够用定义和判定定理解决空间位置关系的简单命题.三、教学问题诊断分析:1、学生已有基础:学生已经学习了两条直线互相垂直的位置关系,学习了直线、平面平行的判定及性质,有了“通过观察、操作并抽象概括等活动获得数学结论”的体会,有了一定的几何直观能力、推理论证能力等,具备学习本节课所需的知识.2、学生面临的问题:高一学生仍保留着初中生许多学习特点,能力发展正处于形象思维向抽象思维转折阶段,但更注重形象思维.认识到这点,教学中要控制要求的拔高,关注学习过程.因此我确定本节课的难点为:直线与平面垂直的定义的生成,操作确认直线与平面垂直的判定定理.因此,在教学过程中我抓住学生好奇心强,学习积极性较高的特点,我让学生以小组为单位进行合作,通过动手操作,观察、思考、归纳总结,发现直线与平面垂直时,直线与平面内的直线有怎样的位置关系;再通过操作,反向验证,当直线与平面内的直线具有上述位置关系时,能否得到直线与平面垂直,让学生在实验中自然生成直线与平面垂直的定义.在探究直线与平面垂直的判定定理时,让学生从寻找合理假设出发,通过操作验证假设的正确性,从而获得直线与平面垂直的判定定理.由于学生对这种用“有限”代替“无限”的过程,在形成理解上的可能会有思维障碍,所以强调关于定理的证明,会在后续学习中获得.四、教学策略分析:新课程标准明确指出:数学教学活动应激发学生兴趣,调动学生积极性,引发学生的数学思考,鼓励学生的创造性思维.因此本节课在“目标导引教学”这一理念的指引下,主要采用的是引导发现教学法.教学中,我利用学生感兴趣的图片引出直线与平面垂直的形象,抽象出直线与平面垂直的概念.让学生在分析操作过程发现规律特点,从而自发地生成定义;接着让学生在实际应用中自觉提出判定直线与平面垂直是否有更简洁方便的方法,通过折纸活动,让学生在游戏中学习,在活动中获得知识.我设计了分组探究等实践活动,通过活动引导学生进行观察、思考、操作、归纳、应用,使学生始终处于积极、主动、有趣的学习状态中,深刻体会到了“做数学、学数学”的乐趣,最终达成了本节课的学习目标.五、课前准备:多媒体课件、三角形纸片(多种形状)、三角板、手电筒、彩色手环、笔(表直线)、纸(表平面)等.六、教学过程:验证跨栏的支架与地面是否垂直,七、教学设计说明:兴趣是最好的老师,它是学生主动学习、积极思考、勇于探索的强大内驱力.因此,本节课我在“目标导引教学”理念及“数学源于生活、又应用于生活”的理念的指引下,以激发学生的学习兴趣为出发点,设置了一系列的动手操作、自主探索的活动,引导学生通过感受、思考、交流、总结,真正对所学内容有所感悟,进而内化为己有.课堂上加入了多种探究实验与动手操作活动,增加了学生学习的兴趣;加入了影子实验、折纸环节,使学生体会到了学数学的乐趣,达到了让教学生活化、让教学活动化、让教学趣味化的目的.符合新课标中“数学教学活动应激发学生兴趣,调动学生积极性,引发学生的数学思考,鼓励学生的创造性思维,要注重培养学生良好的数学学习习惯,使学生掌握恰当的数学学习方法”的要求.此外,在整个教学过程中,“学生是学习的主体”这一理念,“让不同的人在数学上得到不同的发展”的理念都得到了充分的体现.总之,本节课的设计使学生的情感和能力都得到了一定的发展,成长过程和长期发展也得到了一定的关注,体现了新课程的要求.八、教学反思:本节课的设计从理解数学、理解学生、理解教学三个维度出发,对高中数学课程结构体系及本节课教学重点的知识进行了较为系统的分析;对学生学习本节课的难点进行了深入思考,并精心设计了重点、难点知识的教学解释;评估了学生的知识理解水平等方面,以达到教学设计的科学、完整和精细,具有一定的可操作性和调控性.本节课树立理解数学、理解学生、理解教学的观念来设计课堂教学,本质与核心是“以学生的发展为本”,这是时代发展的要求.这就要求教师在教学设计中,不仅要看到所教的学科知识,而且要看到相应的知识在学生发展中起什么作用;不仅要研究学生的发展规律,思考学习与发展的关系,而且要研究学生是如何学习的;不仅要以适合学生认知特点的方式传《直线与平面垂直(第一课时)》教学设计授数学知识,而且要在教学过程中时刻体现思想性,从而在提高学生在知识水平的同时,提高他们的素质,丰富他们的精神世界.点评这堂课给人的感觉是充满青春的朝气,一气呵成,如沐春风。
072ZhenZhi ZhuoJian真知灼见摘 要:按新课标的要求,以体现学生主体地位为宗旨来设计《直线与平面垂直的判定》一课的教学设计,让学生自行探究、实验、设疑、判断、归纳、总结。
文章选取教学设计中充分体现学生主体地位的教学环节,让学生体验发现和创造数学的乐趣,从而提高学生的课堂参与感,提高学生学习数学的热情。
关键词:主体地位;教学设计;判定定理《普通高中数学课程标准(实验)》标强调在立体几何教学中用直观感知、操作确认、思辨论证、度量计算的方法认识和探索几何图形及其性质。
本文围绕直线与平面垂直判定定理教学设计,力求创新,借助学生已有的研究经验,按照感知实例—归纳定义—观察发现—提出猜想—确认判定—初步应用的研究主线展开。
一方面,通过寻找生活中直线垂直平面的例子,鼓励学生积极参与、联系实际,再让学生通过自己寻找的结果,推广探索如何判定直线与平面的垂直,使学生在自主探究与合作交流中理解和掌握本节课的内容,通过增强直观效果,提高课堂效率。
另一方面,通过动手探究,以及归纳法和分析法的应用,让学生对新知的认识更加透彻,对问题的探索思路更加明确,并从中让思维得到进一步的提升。
整个教学设计中,可以在以下几个教学环节中充分体现学生的主体地位。
一、引入新知体现学生的主体地位教师引导学生回顾空间中一条直线与一个平面有哪几种位置关系,让学生思考后自主回答,一共分为以下三种情况:直线在平面内、直线与平面平行、直线与平面相交。
其中,在直线与平面相交的情况下,移动直线(教师展示移动过程)会出现直线与平面垂直的情况,从而引出今天所要学习的主要内李忻仪 体现学生主体地位的教学设计——以《直线与平面垂直的判定》为例作者简介:李忻仪(1996—),女,广东汕头人,华南师范大学数学科学学院本科在读,研究方向:数学与应用数学。
容——直线与平面垂直。
相比老师来引入新知,学生通过回忆直线与平面位置关系的知识,教师以此引导出垂直这种特殊情况,是新旧知识的联系和发展,更是自然引出学习内容,更有助于学生的新知学习,让学生更快地进入课堂学习的状态,也充分体现了学生的主体地位。
《平面与平面垂直的判定定理》教学设计
作者:金富国
来源:《学校教育研究》2018年第02期
一、教材分析
1.教材内容
本节课内容选自《普通高中课程标准实验教科书·数学必修2(人教B版)》第二章1.2.3节。
本节课主要学习平面与平面垂直的定义、判定定理及其初步运用。
2.地位与作用
本节课中的面面面垂直定义是探究面面垂直判定定理的基础;面面面垂直的判定定理充分体现了线线垂直与线面垂直之间的转化,它既是后面学习面面垂直性质定理的基础,又是连接线线垂直和面面垂直的纽带。
学好这部分内容,对于学生建立空间观念,实现从认识平面图形到认识立体图形的飞跃,是非常重要的,并且是高考考查的重点内容。
3.思想方法
作为一名数学老师,不仅要传授给学生数学知识,更重要的是传授给学生数学思想、数学意识,因此本节课在教学中力图向学生展示尝试观察、探索、特殊到一般、数形结合、归纳转化等数学思想方法。
二、学情分析
本节课的学生是高一的学生,在学习本节课之前,学生已经学习了掌握了线线垂直、线线垂直的证明,并且学习了空间内直线与平面位置关系以及直线与平面平行的知识,因此学生对于面面垂直的判定定理的学习有良好的认知基础。
但是学生对于理解面面面垂直的定义有一定的困难,受线面平行的影响,很容易由一直线垂直于一平面内一直线得出面面面垂直,由于平面内看不到直线,要让学生去体会“这两个平面与第三个平面相交所得的两条交线互相垂直”就有一定困难;同时,面面面垂直判定定理的发现具有一定的隐蔽性,学生不易想到。
三、教学目标
(一)知识目标
理解平面与平面垂直的定义与判定定理,并能运用面面垂直判定定理解决简单问题。
(二)能力目标
通过观察、归纳、抽象、概括自主建构平面与平面垂直的概念,运用面面垂直判定定理解决简单的问题,使学生领会数形结合、数学转化等数学思想方法,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
(三)情感态度与价值观目标
在经历概念形成的过程中,培养学生善于观察、勇于探索的良好习惯和严谨的科学态度,体验数学既是抽象的又是具体的。
四、教学重点、难点及解决方法
(一)教学重点
重点:平面与平面垂直的判定定理。
(二)教学难点
探究得出平面与平面垂直的判定定理及初步运用.
(三)教法分析
根据本节教材内容和编排特点,为了更有效地突出重点,突破难点,本节遵循教师为主导,学生为主体,训练为主线的指导思想,采用设疑诱导为主,直观演示、引导发现为辅。
教学中,教师以问题串的形式,创设问题情景,诱导学生思考,使学生始终处于主动探索问题的积极状态,从而培养思维能力。
(四)学法分析
根据自主性和差异性原则,让学生在“观察一归纳一检验一应用”的学习过程中,自主参与知识的发生、发展、形成的过程,使学生掌握知识。
(五)教学手段
采用多媒体(幻灯片、实物投影仪等)辅助教学,使抽象的数学问题变得直观,使概念的数学本质得以凸显。
五、课时安排
1课时
六、教学过程
(一)知识回顾、温故知新
(1)直线与平面垂直的判定定理
(2)直线与平面垂直的性质定理
(3)平面与平面的位置关系
(二)情境导航、引入新课
数学源于生活,观察我们教室,黑板所在的平面与地面所在的平面有何位置关系?
(三)创设情境、引入概念
问题1:
定义平面与平面垂直。
同桌两个人商量。
(四)观察分析、形成概念
如果两个相交平面的交线与第三个平面垂直,又这两个平面与第三个平面相交所得的两条交线互相垂直,就称这两个平面互相垂直。
(五)讨论探究、深化概念(1)
问题2:
(1)猜想探究:如果一个平面过另一个平面的一条垂线,则两个平面互相垂直.
(2)学生小组讨论证明猜想。
(3)汇报小组。
(六)应用举例、巩固新知
例1、判断:
1.如果平面α内有一条直线垂直于平面β内的一条直线,则α⊥β.()
2.如果平面α内有一条直线垂直于平面β内的两条直线,则α⊥β.()
3. 如果平面α内的一条直线垂直于平面β内的两条相交直线,则α⊥β.()
4.若m⊥α,m β,则α⊥β.()
例2:
如图AB是⊙O的直径,PA垂直于⊙O所在的平面,C是圆周上异于A、B的任意一点,求证:平面PAC⊥平面PBC.
变式训练:
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为正方形,侧棱PA=PC.
求证:平面PAC⊥平面PBD.
总结:在运用面面垂直的性质定理时,若没有与交线垂直的直线,一般需作辅助线,基本作法是过其中一个平面内一点作交线的垂线,这样便把面面垂直问题转化为线面垂直问题,进而转化为线线垂直问题.
七、课堂小结、知识建构
本节你学到了哪些内容?有何收获?(查看学生掌握程度)
本节知识点:
思想方法:
八、任务后延、复习巩固
必做:层次 P54第1题
选作:分组 P54第9题
十、教学设计思路
教学始终贯彻以教师为主导,学生为主体,探究为主线,思维为主攻的教学思想,采取精讲,善导,激趣,引思的方针。