人教A版高中数学必修二第二章2.1-2.1.2空间中直线与直线之间的位置关系同步练习A卷
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高中数学课时分层作业:课时作业9 空间中直线与直线之间的位置关系——基础巩固类——1.分别和两条异面直线平行的两条直线的位置关系是(C)A.一定平行B.一定异面C.相交或异面D.一定相交解析:在空间中分别和两条异面直线平行的两条直线的位置关系是异面或相交.故选C.2.两等角的一组对应边平行,则(D)A.另一组对应边平行B.另一组对应边不平行C.另一组对应边不可能垂直D.以上都不对解析:另一组对应边可能平行,也可能不平行,也可能垂直.注意和等角定理(若两个角的对应边平行,则这两个角相等或互补)的区别.3.长方体的一条对角线与长方体的棱所组成的异面直线有(C)A.2对B.3对C.6对D.12对解析:如图所示,在长方体中没有与体对角线平行的棱,要求与长方体体对角线AC1异面的棱所在的直线,只要去掉与AC1相交的六条棱,其余的都与体对角线异面,∴与AC1异面的棱有BB1,A1D1,A1B1,BC,CD,DD1,∴长方体的一条对角线与长方体的棱所组成的异面直线有6对.故选C.4.若直线a,b与直线l所成的角相等,则a,b的位置关系是(D)A.异面B.平行C.相交D.相交、平行、异面均可能解析:若a∥b,显然直线a,b与直线l所成的角相等;若a,b相交,则a,b确定平面α,若直线l⊥α,则l⊥a,l⊥b,此时直线a,b与直线l所成的角相等;当直线a,b异面时,同样存在直线l与a,b都垂直,此时直线a,b与直线l所成的角相等.故选D.5.如下图所示,若G,H,M,N分别是三棱柱的顶点或所在棱的中点,则表示直线GH,MN是异面直线的图形有(D)A .①②B .②③C .①④D .②④解析:①中GH ∥MN ;③中GM ∥HN 且GM ≠HN ,故GH ,MN 必相交,所以①③中GH ,MN 共面,故选D .6.在四面体ABCD 中,AD =BC ,且AD ⊥BC ,E ,F 分别为AB ,CD 的中点,则EF 与BC 所成的角为( B )A .30°B .45°C .60°D .90° 解析:如图,取BD 的中点G ,连接EG ,GF ,则∠EFG 即为异面直线EF 与BC 所成的角.因为EG =12AD ,GF =12BC ,且AD =BC ,所以EG =GF .因为AD ⊥BC ,EG ∥AD ,GF ∥BC ,所以EG ⊥GF ,所以△EGF 为等腰直角三角形,所以∠EFG =45°.7.已知空间两个角α,β,且α与β的两边对应平行,α=60°,则β为60°或120°. 解析:根据“等角定理”可知,α与β相等或互补,故β为60°或120°. 8.如图所示,已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F 分别是AD ,AA 1的中点.(1)直线AB 1和CC 1所成的角为45°; (2)直线AB 1和EF 所成的角为60°.解析:如图.(1)因为BB1∥CC1,所以∠AB1B即为异面直线AB1与CC1所成的角,∠AB1B=45°.(2)连接B1C,易得EF∥B1C,所以∠AB1C即为异面直线AB1和EF所成的角.连接AC,则△AB1C为正三角形,所以∠AB1C=60°.9.一个正方体纸盒展开后如图所示,在原正方体纸盒中有如下结论:①AB⊥EF;②AB与CM所成的角为60°;③EF与MN是异面直线;④MN∥CD.其中正确结论的序号是①③.解析:把正方体的平面展开图还原成原来的正方体可知,AB⊥EF,EF与MN为异面直线,AB∥CM,MN⊥CD,所以只有①③正确.10.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G分别是棱CC1,BB1,DD1的中点.求证:(1)GB∥D1F;(2)∠BGC=∠FD1E.证明:(1)因为E,F,G分别是正方体的棱CC1,BB1,DD1的中点,所以CE綊GD1,BF綊GD1,所以四边形CED1G与四边形BFD1G均为平行四边形.所以GC∥D1E,GB∥D1F.(2)因为∠BGC 与∠FD 1E 两边的方向都相同,所以∠BGC =∠FD 1E .11.如图,在三棱锥A -BCD 中,O ,E 分别是BD ,BC 的中点,AO ⊥OC ,CA =CB =CD =BD =2,AB =AD =2,求异面直线AB 与CD 所成角的余弦值.解:如图,取AC 的中点M ,连接OM ,ME ,OE ,由E 为BC 的中点知ME ∥AB ,OE ∥DC ,所以直线OE 与EM 所成的锐角就是异面直线AB 与CD 所成的角.EM =12AB =22,OE =12DC =1,因为OM 是Rt △AOC 斜边AC 上的中线, 所以OM =12AC =1,取EM 的中点H ,连接OH ,则OH ⊥EM ,在Rt △OEH 中,所以cos ∠OEM =EH OE =12×221=24.——能力提升类——12.已知在空间四边形ABCD 中,M ,N 分别是AB ,CD 的中点,且AC =4,BD =6,则( A )A .1<MN <5B .2<MN <10C .1≤MN ≤5D .2<MN <5解析:取AD 的中点H ,连接MH ,NH ,则MH 綊12BD ,NH 綊12AC ,且M ,N ,H 三点构成三角形.由三角形中三边关系可得|MH -NH |<MN <|MH +NH |,即1<MN <5.13.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1上有一只蚂蚁从A 点出发沿正方体的棱前进,若它走进的第(n +2)条棱与第n 条棱是异面的,则这只蚂蚁走过第 2 018条棱之后的位置可能在( D )A .点A 1处B .点A 处C .点D 处 D .点B 1处解析:由图形(如图)结合正方体的性质知,与直线AB异面的直线有A1D1,B1C1,CC1,DD1,共4条.蚂蚁从A点出发,走进的第(n+2)条棱与第n条棱是异面的,如AB→BC→CC1→C1D1→D1A1→A1A,按照此走法,每次要走6条棱才回到起点.∵2 018=6×336+2,∴这只蚂蚁走过第2 018条棱之后的位置与走过第2条棱之后的位置相同.而前2条棱的走法有以下几种情况:AB→BB1,AB→BC,AD→DC,AD→DD1,AA1→A1B1,AA1→A1D1.故走过第2条棱之后的位置可能有以下几种情况:B1,C,D1.故选D.14.在长方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是棱BB1,B1C1的中点,若∠CMN=90°,则异面直线AD1与DM所成的角为90°.解析:如图所示,连接BC1,则BC1∥AD1,则异面直线AD1与DM所成的角为直线BC1与DM 所成的角.∵M,N分别是棱BB1,B1C1的中点,∴BC1∥MN.∵∠CMN=90°,∴BC1⊥MC,又MC是斜线DM在平面BCC1B1上的射影,∴DM⊥BC1,∴直线BC1与DM所成的角为90°,则异面直线AD1与DM所成的角为90°.15.在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,侧面都是矩形,底面四边形ABCD是菱形,且AB =BC=23,∠ABC=120°,若异面直线A1B和AD1所成的角为90°,求AA1的长.解:如图,连接CD1,AC.由题意得在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,A1D1∥BC,A1D1=BC=23,∴四边形A1BCD1是平行四边形,∴A1B∥CD1,∴∠AD1C为A1B和AD1所成的角.∵异面直线A1B和AD1所成的角为90°,∴∠AD1C=90°.∵在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,侧面都是矩形,且底面是菱形,∴△ACD1是等腰直角三角形,∴AD1=22AC.∵底面四边形ABCD是菱形且AB=BC=23,∠ABC=120°,∴AC=23×sin60°×2=6,∴AD1=22AC=32,∴AA1=AD21-A1D21= 6.。
必修1【1】第一章集合与函数概念1.1 集合1.2 函数及其表示1.3 函数的基本性质第二章基本初等函数(Ⅰ)2.1 指数函数2.2 对数函数2.3 幂函数第三章函数的应用3.1 函数与方程3.2 函数模型及其应用必修2第一章空间几何体1.1 空间几何体的结构1.2 空间几何体的三视图和直观图1.3 空间几何体的表面积与体积第二章点、直线、平面之间的位置关系2.1 空间点、直线、平面之间的位置关系2.2 直线、平面平行的判定及其性质2.3 直线、平面垂直的判定及其性质第三章直线与方程3.1 直线的倾斜角与斜率3.2 直线的方程3.3 直线的交点坐标与距离公式必修3第一章算法初步1.1 算法与程序框图1.2 基本算法语句1.3 算法案例阅读与思考割圆术第二章统计2.1 随机抽样阅读与思考一个著名的案例阅读与思考广告中数据的可靠性阅读与思考如何得到敏感性问题的诚实反应2.2 用样本估计总体阅读与思考生产过程中的质量控制图2.3 变量间的相关关系阅读与思考相关关系的强与弱第三章概率3.1 随机事件的概率阅读与思考天气变化的认识过程3.2 古典概型3.3 几何概型必修4第一章三角函数1.1 任意角和弧度制1.2 任意角的三角函数1.3 三角函数的诱导公式1.4 三角函数的图象与性质1.5 函数y=Asin(ωx+ψ)1.6 三角函数模型的简单应用第二章平面向量2.1 平面向量的实际背景及基本概念2.2 平面向量的线性运算2.3 平面向量的基本定理及坐标表示2.4 平面向量的数量积2.5 平面向量应用举例第三章三角恒等变换3.1 两角和与差的正弦、余弦和正切公式3.2 简单的三角恒等变换必修5第一章解三角形1.1正弦定理和余弦定理1.2应用举例1.3实习作业第二章数列2.1数列的概念与简单表示法2.2等差数列2.3等差数列的前n项和2.4等比数列2.5等比数列的前n项和第三章不等式3.1不等关系与不等式3.2一元二次不等式及其解法3.3二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题3.3.1二元一次不等式(组)与平面区域3.3.2简单的线性规划问题3.4基本不等式选修1-1第一章常用逻辑用语1.1命题及其关系1.2充分条件与必要条件1.3简单的逻辑联结词1.4全称量词与存在量词第二章圆锥曲线与方程2.1椭圆2.2双曲线2.3抛物线第三章导数及其应用3.1变化率与导数3.2导数的计算3.3导数在研究函数中的应用3.4生活中的优化问题举例选修1-2第一章统计案例1.1回归分析的基本思想及其初步应用1.2独立性检验的基本思想及其初步应用第二章推理与证明2.1合情推理与演绎证明2.2直接证明与间接证明第三章数系的扩充与复数的引入3.1数系的扩充和复数的概念3.2复数代数形式的四则运算第四章框图4.1流程图4.2结构图选修2-1第一章常用逻辑用语1.1命题及其关系1.2充分条件与必要条件1.3简单的逻辑联结词1.4全称量词与存在量词第二章圆锥曲线与方程2.1曲线与方程2.2椭圆2.3双曲线2.4抛物线第三章空间向量与立体几何3.1空间向量及其运算3.2立体几何中的向量方法选修2-2第一章导数及其应用1.1变化率与导数1.2导数的计算1.3导数在研究函数中的应用1.4生活中的优化问题举例1.5定积分的概念1.6微积分基本定理1.7定积分的简单应用第二章推理与证明2.1合情推理与演绎推理2.2直接证明与间接证明2.3数学归纳法第三章数系的扩充与复数的引入3.1数系的扩充和复数的概念3.2复数代数形式的四则运算选修2-3第一章计数原理1.1分类加法计数原理与分步乘法计数原理1.2排列与组合1.3二项式定理第二章随机变量及其分布2.1离散型随机变量及其分布列2.2二项分布及其应用2.3离散型随机变量的均值与方差2.4正态分布第三章统计案例3.1回归分析的基本思想及其初步应用3.2独立性检验的基本思想及其初步应用选修3-1第一讲早期的算术与几何第二讲古希腊数学第三讲中国古代数学瑰宝第四讲平面解析几何的产生第五讲微积分的诞3.4 函数的应用(Ⅱ)必修二第一章立体几何初步1.1 空间几何体1.2 点、线、面之间的位置关系第二章平面解析几何初步 2.1 平面真角坐标系中的基本公式2.2 直线方程2.3 圆的方程2.4 空间直角坐标系必修三第一章算法初步1.1 算法与程序框图1.2 基本算法语句1.3 中国古代数学中的算法案例第二章统计2.1 随机抽样2.2 用样本估计总体2.3 变量的相关性第三章概率3.1 随机现象3.2 古典概型3.3 随机数的含义与应用 3.4 概率的应用必修四第一章基本初等函(Ⅱ) 1.1 任意角的概念与弧度制 1.2 任意角的三角函数1.3 三角函数的图象与性质第二章平面向量2.1 向量的线性运算2.2 向量的分解与向量的坐标运算2.3 平面向量的数量积2.4 向量的应用第三章三角恒等变换3.1 和角公式3.2 倍角公式和半角公式 3.3 三角函数的积化和差与和差化积必修五第一章解直角三角形1.1 正弦定理和余弦定理1.2 应用举例第二章数列2.1 数列2.2 等差数列2.3 等比数列第三章不等式3.1 不等关系与不等式3.2 均值不等式3.3 一元二次不等式及其解法 3.4 不等式的实际应用3.5 二元一次不等式(组)与简单线性规划问题选修1-1第一章常用逻辑用语1.1 命题与量词1.2 基本逻辑联结词1.3 充分条件、必要条件与命题的四种形式第二章圆锥曲线与方程2.1 椭圆2.2 双曲线2.3 抛物线第三章导数及其应用3.1 导数3.2 导数的运算3.3 导数的应用选修1-2第一章统计案例第二章推理与证明第三章数系的扩充与复数的引入第四章框图选修4-5第一章不等式的基本性质和证明的基本方法1.1 不等式的基本性质和一元二次不等式的解法1.2 基本不等式1.3 绝对值不等式的解法 1.4 绝对值的三角不等式 1.5 不等式证明的基本方法第二章柯西不等式与排序不等式及其应用2.1 柯西不等式2.2 排序不等式2.3 平均值不等式(选学) 2.4 最大值与最小值问题,优化的数学模型第三章数学归纳法与贝努利不等式3.1 数学归纳法原理3.2 用数学归纳法证明不等式,贝努利不等式。
空间中直线与直线之间的位置关系知识导学:(1)理解异面直线的概念、空间中两条直线的位置关系及画法;(2)理解异面直线所成角的定义、X 围及应用,进一步培养空间想象能力.一、基础知识:1、平面的基本性质:2、不同在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线.3、空间两条直线的位置关系:空间两直线{⎧⎪⎨⎪⎩相交直线:同一平面内,有且只有一个公共点;共面直线平行直线:同一平面内,没有公共点;异面直线:不同在任何一个平面内,没有共公点.b a ba αβαO a'b a(1) (2) (3)1A1C 4、异面直线所成的角:已知两条异面直线a与b,经过空间任一点O作直线a’//a,b’//b,直线a’与b’所成的锐角(或直角)叫做异面直线a与b所成的角.异面直线所成的角的X围:(0︒,90]︒.如果两条异面直线所成的角是直角,叫做这两条直线互相垂直.注意:两条直线互相垂直,有共面垂直与异面垂直两种情形.二、例题解析:例1、在空间四边形ABCD中,E、F、G、H分别是边AB、BC、CD、DA的中点,则:(1)四边形EFGH是__________四边形;(2)若AC=BD,则四边形EFGH是_______;(3)若AC=BD,且AC⊥BD,则四边形EFGH是_______________。
例2、如图,空间四边形ABCD中,AB=CD,AB⊥CD,E、F分别为BC、AD的中点,求EF和AB所成的角.例3、在正方体ABCD—A1B1C1D1中,(1)与直线A1B异面的棱有(2)与直线CC1垂直的棱有____________________________;(3)直线A1B和CC1的夹角是______度;A1B和B1C的夹角是______度;(4)与直线A1B的夹角为60°的所有面对角线有__________________。
三、达标训练:1、关于异面直线下列说法正确的是()A.不相交的两条直线是异面直线B.分别在两个平面内的两条直线是异面直线C.没有公共点的两条直线是异面直线D.既不相交也不平行的两条直线是异面直线2、给出三个命题:②若两条直线都与第三条直线垂直,则这两条直线互相平行;③若两条直线都与第三条直线平行,则这两条直线互相平行。
高中数学必修2知识点总结第一章 空间几何体1.1柱、锥、台、球的结构特征(1)棱柱:定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的几何体。
分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱、四棱柱、五棱柱等。
表示:用各顶点字母,如五棱柱'''''E D C B A ABCDE -或用对角线的端点字母,如五棱柱'AD几何特征:两底面是对应边平行的全等多边形;侧面、对角面都是平行四边形;侧棱平行且相等;平行于底面的截面是与底面全等的多边形.(2)棱锥定义:有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体 分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥、四棱锥、五棱锥等表示:用各顶点字母,如五棱锥'''''E D C B A P -几何特征:侧面、对角面都是三角形;平行于底面的截面与底面相似,其相似比等于顶点到截面距离与高的比的平方。
(3)棱台:定义:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,截面和底面之间的部分 分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态、四棱台、五棱台等表示:用各顶点字母,如五棱台'''''E D C B A P -几何特征:①上下底面是相似的平行多边形 ②侧面是梯形 ③侧棱交于原棱锥的顶点(4)圆柱:定义:以矩形的一边所在的直线为轴旋转,其余三边旋转所成的曲面所围成的几何体几何特征:①底面是全等的圆;②母线与轴平行;③轴与底面圆的半径垂直;④侧面展开图是一个矩形. (5)圆锥:定义:以直角三角形的一条直角边为旋转轴,旋转一周所成的曲面所围成的几何体 几何特征:①底面是一个圆;②母线交于圆锥的顶点;③侧面展开图是一个扇形。
(6)圆台:定义:用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥,截面和底面之间的部分几何特征:①上下底面是两个圆;②侧面母线交于原圆锥的顶点;③侧面展开图是一个弓形。
§2.1.2 空间中直线与直线之间的位置关系一、教材分析空间中直线与直线的位置关系是立体几何中最基本的位置关系,直线的异面关系是本节的重点和难点.异面直线的定义与其他概念的定义不同,它是以否定形式给出的,因此它的证明方法也就与众不同.公理4是空间等角定理的基础,而等角定理又是定义两异面直线所成角的基础,请注意知识之间的相互关系,准确把握两异面直线所成角的概念.二、教学目标1.知识与技能(1)了解空间中两条直线的位置关系;(2)理解异面直线的概念、画法,培养学生的空间想象能力;(3)理解并掌握公理4;(4)理解并掌握等角公理;(5)异面直线所成角的定义、范围及应用。
2.过程与方法让学生在学习过程中不断归纳整理所学知识.3.情感、态度与价值让学生感受到掌握空间两直线关系的必要性,提高学生的学习兴趣.三、重点难点两直线异面的判定方法,以及两异面直线所成角的求法.四、课时安排1课时五、教学设计(一)导入新课思路1.(情境导入)在浩瀚的夜空,两颗流星飞逝而过(假设它们的轨迹为直线),请同学们讨论这两直线的位置关系. 学生:有可能平行,有可能相交,还有一种位置关系不平行也不相交,就像教室内的日光灯管所在的直线与黑板的左右两侧所在的直线一样.教师:回答得很好,像这样的两直线的位置关系还可以举出很多,又如学校的旗杆所在的直线与其旁边公路所在的直线,它们既不相交,也不平行,即不能处在同一平面内.今天我们讨论空间中直线与直线的位置关系.思路2.(事例导入)观察长方体(图1),你能发现长方体ABCD—A′B′C′D′中,线段A′B所在的直线与线段C′C所在直线的位置关系如何?图1(二)推进新课、新知探究、提出问题①什么叫做异面直线?②总结空间中直线与直线的位置关系.③两异面直线的画法.④在同一平面内,如果两直线都与第三条直线平行,那么这两条直线互相平行.在空间这个结论成立吗?⑤什么是空间等角定理?⑥什么叫做两异面直线所成的角?⑦什么叫做两条直线互相垂直?活动:先让学生动手做题,再回答,经教师提示、点拨,对回答正确的学生及时表扬,对回答不准确的学生提示引导考虑问题的思路.讨论结果:①异面直线是指不同在任何一个平面内的两条直线.它是以否定的形式给出的,以否定形式给出的问题一般用反证法证明.②空间两条直线的位置关系有且只有三种.结合长方体模型(图1),引导学生得出空间的两条直线的三种位置关系:⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧.,:;,:;,:没有公共点不同在任何一个平面内异面直线没有公共点同一平面内平行直线有且只有一个公共点同一平面内相交直线共面直线 ③教师再次强调异面直线不共面的特点,作图时通常用一个或两个平面衬托,如图2.图2④组织学生思考:长方体ABCD —A′B′C′D′中,如图1, BB′∥AA′,DD′∥AA′,BB′与DD′平行吗? 通过观察得出结论:BB′与DD′平行. 再联系其他相应实例归纳出公理4.公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行. 符号表示为:a ∥b,b ∥c ⇒a ∥c.强调:公理4实质上是说平行具有传递性,在平面、空间这个性质都适用. 公理4是:判断空间两条直线平行的依据,不必证明,可直接应用.⑤等角定理:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补. ⑥怎么定义两条异面直线所成的角呢?能否转化为用共面直线所成的角来表示呢?可以把异面直线所成角转化为平面内两直线所成角来表示.如图3,异面直线a、b,在空间中任取一点O,过点O分别引a′∥a,b′∥b,则a′,b′所成的锐角(或直角)叫做两条异面直线所成的角.图3针对这个定义,我们来思考两个问题.问题1:这样定义两条异面直线所成的角,是否合理?对空间中的任一点O有无限制条件?答:在这个定义中,空间中的一点是任意取的.若在空间中,再取一点O′(图4),过点O′作a″∥a,b″∥b,根据等角定理,a″与b″所成的锐角(或直角)和a′与b′所成的锐角(或直角)相等,即过空间任意一点引两条直线分别平行于两条异面直线,它们所成的锐角(或直角)都是相等的,值是唯一的、确定的,而与所取的点位置无关,这表明这样定义两条异面直线所成角的合理性.注意:有时,为了方便,可将点O取在a或b上(如图3).图4问题2:这个定义与平面内两相交直线所成角是否矛盾?答:没有矛盾.当a、b相交时,此定义仍适用,表明此定义与平面内两相交直线所成角的概念没有矛盾,是相交直线所成角概念的推广.⑦在定义中,两条异面直线所成角的范围是(0°,90°],若两条异面直线所成的角是直角,我们就说这两条异面直线互相垂直.例如,正方体上的任一条棱和不平行于它的八条棱都是相互垂直的,其中有的和这条棱相交,有的和这条棱异面(图5).图5(三)应用示例思路1例1 如图6,空间四边形ABCD 中,E 、F 、G 、H 分别是AB 、BC 、CD 、DA 的中点.图6求证:四边形EFGH 是平行四边形.证明:连接EH ,因为EH 是△ABD 的中位线,所以EH ∥BD ,且EH=BD 21. 同理,FG ∥BD ,且FG=BD 21. 所以EH ∥FG ,且EH=FG.所以四边形EFGH 为平行四边形. 变式训练1.如图6,空间四边形ABCD 中,E 、F 、G 、H 分别是AB 、BC 、CD 、DA 的中点且AC=BD. 求证:四边形EFGH 是菱形.证明:连接EH ,因为EH 是△ABD 的中位线,所以EH ∥BD ,且EH=BD 21. 同理,FG ∥BD ,EF ∥AC ,且FG=BD 21,EF=AC 21. 所以EH ∥FG ,且EH=FG.所以四边形EFGH 为平行四边形. 因为AC=BD,所以EF=EH. 所以四边形EFGH 为菱形.2.如图6,空间四边形ABCD 中,E 、F 、G 、H 分别是AB 、BC 、CD 、DA 的中点且AC=BD ,AC ⊥BD.求证:四边形EFGH 是正方形.证明:连接EH ,因为EH 是△ABD 的中位线, 所以EH ∥BD ,且EH=BD 21. 同理,FG ∥BD ,EF ∥AC ,且FG=BD 21,EF=AC 21. 所以EH ∥FG ,且EH=FG.所以四边形EFGH 为平行四边形. 因为AC=BD ,所以EF=EH.因为FG ∥BD ,EF ∥AC ,所以∠FEH 为两异面直线AC 与BD 所成的角.又因为AC ⊥BD ,所以EF ⊥EH. 所以四边形EFGH 为正方形.点评:“见中点找中点”构造三角形的中位线是证明平行常用的方法. 例2 如图7,已知正方体ABCD —A′B′C′D′.图7(1)哪些棱所在直线与直线BA′是异面直线? (2)直线BA′和CC′的夹角是多少? (3)哪些棱所在直线与直线AA′垂直?解:(1)由异面直线的定义可知,棱AD 、DC 、CC′、DD′、D′C′、B′C′所在直线分别与BA′是异面直线. (2)由BB′∥CC′可知,∠B′BA′是异面直线BA′和CC′的夹角,∠B′BA′=45°,所以直线BA′和CC′的夹角为45°.(3)直线AB 、BC 、CD 、DA 、A′B′、B′C′、C′D′、D′A′分别与直线AA′垂直. 变式训练如图8,已知正方体ABCD —A′B′C′D′.图8(1)求异面直线BC′与A′B′所成的角的度数;(2)求异面直线CD′和BC′所成的角的度数.解:(1)由A′B′∥C′D′可知,∠BC′D′是异面直线BC′与A′B′所成的角,∵BC′⊥C′D′,∴异面直线BC′与A′B′所成的角的度数为90°.(2)连接AD′,AC,由AD′∥BC′可知,∠AD′C是异面直线CD′和BC′所成的角,∵△AD′C是等边三角形.∴∠AD′C=60°,即异面直线CD′和BC′所成的角的度数为60°.点评:“平移法”是求两异面直线所成角的基本方法.思路2例1 在长方体ABCD—A1B1C1D1中,E、F分别是棱AA1和棱CC1的中点.求证:EB1∥DF,ED∥B1F.活动:学生先思考或讨论,然后再回答,教师点拨、提示并及时评价学生.证明:如图9,设G是DD1的中点,分别连接EG,GC1.图9∵EG A1D1,B1C1A1D1,∴EG B1C1.四边形EB1C1G是平行四边形,∴EB1GC1.同理可证DF GC1,∴EB1DF.∴四边形EB1FD是平行四边形.∴ED∥B1F.变式训练如图10,在正方体ABCD—A1B1C1D1中,E、F分别是AA1、AB的中点,试判断下列各对线段所在直线的位置关系:图10(1)AB与CC1;(2)A1B1与DC;(3)A1C与D1B;(4)DC与BD1;(5)D1E与CF.解:(1)∵C∈平面ABCD,AB⊂平面ABCD,又C∉AB,C1∉平面ABCD,∴AB与CC1异面.(2)∵A1B1∥AB,AB∥DC,∴A1B1∥DC.(3)∵A1D1∥B1C1,B1C1∥BC,∴A1D1∥BC,则A1、B、C、D1在同一平面内.∴A1C与D1B相交.(4)∵B∈平面ABCD,DC⊂平面ABCD,又B∉DC,D1∉平面ABCD,∴DC与BD1异面.(5)如图10,CF与DA的延长线交于G,连接D1G,∵AF∥DC,F为AB中点,∴A为DG的中点.又AE ∥DD 1,∴GD 1过AA 1的中点E.∴直线D 1E 与CF 相交.点评:两条直线平行,在空间中不管它们的位置如何,看上去都平行(或重合).两条直线相交,总可以找到它们的交点.作图时用实点标出.两条直线异面,有时看上去像平行(如图中的EB 与A 1C ),有时看上去像相交(如图中的DC 与D 1B ).所以要仔细观察,培养空间想象能力,尤其要学会两条直线异面判定的方法.例2 如图11,点A 是BCD 所在平面外一点,AD=BC ,E 、F 分别是AB 、CD 的中点,且EF=22AD ,求异面直线AD 和BC 所成的角.图11解:设G 是AC 中点,连接EG 、FG .因E 、F 分别是AB 、CD 中点,故EG ∥BC 且EG=BC 21,FG ∥AD ,且FG=AD 21.由异面直线所成角定义可知EG 与FG 所成锐角或直角为异面直线AD 、BC 所成角,即∠EGF 为所求.由BC=AD 知EG=GF=AD 21,又EF=22AD,由勾股定理可得∠EGF=90°.点评:本题的平移点是AC 中点G ,按定义过G 分别作出了两条异面直线的平行线,然后在△EFG 中求角.通常在出现线段中点时,常取另一线段中点,以构成中位线,既可用平行关系,又可用线段的倍半关系.变式训练设空间四边形ABCD ,E 、F 、G 、H 分别是AC 、BC 、DB 、DA 的中点,若AB=212,CD=24,且HG·HE·sin ∠EHG=312,求AB 和CD 所成的角.解:如图12,由三角形中位线的性质知,HG ∥AB ,HE ∥CD ,图12∴∠EHG 就是异面直线AB 和CD 所成的角. 由题意可知EFGH 是平行四边形,HG=2621=AB ,HE=3221=CD , ∴HG·HE·sin ∠EHG=612sin ∠EHG . ∴612sin ∠EHG=312.∴sin ∠EHG=22.故∠EHG=45°. ∴AB 和CD 所成的角为45°. (四)知能训练如图13,表示一个正方体表面的一种展开图,图中的四条线段AB 、CD 、EF 和GH 在原正方体中相互异面的有对____________.图13答案:三 (五)拓展提升图14是一个正方体的展开图,在原正方体中,有下列命题:图14①AB与CD所在直线垂直;②CD与EF所在直线平行;③AB与MN所在直线成60°角;④MN与EF所在直线异面.其中正确命题的序号是()A.①③B.①④C.②③D.③④答案:D(六)课堂小结本节学习了空间两直线的三种位置关系:平行、相交、异面,其中异面关系是重点和难点.为了准确理解两异面直线所成角的概念,我们学习了公理4和等角定理.(七)作业课本习题2.1 A组3、4.。
2.1.2空间中直线与直线之间的位置关系一、教学目标分析1.能理解异面直线的定义;2.了解空间中两条直线的三种位置关系,知道异面直线、异面直线的夹角的概念;3.能正确理解平行公理和等角定理,并会运用进行相关的推理证明;4.通过对实际模型的认识,能将文字语言转化为图形语言和符号语言,能准确地使用数学语言表述几何对象的位置关系,并能解决一些简单的推理论证及应用问题;5.通过对比空间和平面两直线间的位置关系之间异同和联系,逐步提高将立体图形转为平面图形的能力;6.在学习空间中两直线间的位置关系时,逐步提高辩证唯物主义观点和公理化思想、空间想象能力和思维能力.二、教学策略选择1.以长方体为载体,使学生在直观感知的基础上,认识空间中两直线的位置关系;2.通过“直观感知——操作确认——思维辩证”的认知过程展开,得到平行公理和等角定理.三、教学资源与工具1.本节课多媒体课件;2.高中新课程标准实验教科书《数学》(人教A版)必修2;3.三角尺作图工具.四、教学过程设计1.复习导入,归纳概念,练习巩固①.提出问题:思考“同一平面内的两条直线有几种位置关系?空间中的两条直线呢?”利用课件展示长方体模型,从长方体中抽象出空间中直线的位置关系.让学生观察空间图形中直线的位置关系,直观感受空间中的两条直线间的位置关系.②给出异面直线定义,异面直线的判定方法:(1)不同在任何一个平面内。
(2)既不相交也不平行的直线结合直观感知,引导学生得出:空间中两条直线的三种位置关系:相交、平行、异面。
③.阐明异面直线的画法:平面衬托法注意:由第一图可以总结出连结平面内一点与平面外一点的直线,和这个平面内不经过此点的直线是异面直线。
④.有学生总结空间中直线与直线间的位置关系,不完整的地方,教室完善。
⑤.师生合作探究(借助于媒体展示正方体的直观图)下图是一个正方体的展开图,如果将它还原为正方体,那么AB ,CD ,EF ,GH 这四条线段所在的直线是异面直线的有 对.2.直观感知,操作确认,灵活运用①.直观感知:展示折叠书不完全展开时,直立在桌面上的图片,让学生感知空间中的平行直线。
人教版新课标普通高中◎数学 2 必修(A 版)第二章点、直线、平面之间的位置关系2. 1空间点、直线、平面之间的位置关系教案 A第 1 课时教学内容: 2. 1. 1平面教学目标一、知识与技能1.利用生活中的实物对平面进行描述,掌握平面的表示法及水平放置的直观图;2.掌握平面的基本性质及作用,提高学生的空间想象能力.二、过程与方法在师生的共同讨论中,形成对平面的感性认识.三、情感、态度与价值观通过实例认识到我们所处的世界是一个三维空间,进而增强了学习的兴趣.教学重点、难点教学重点:1.平面的概念及表示;2.平面的基本性质,注意它们的条件、结论、作用、图形语言及符号语言.教学难点:平面基本性质的掌握与运用.教学关键:让学生理解平面的概念,熟记平面的性质及性质的应用,使学生对平面的概念及其性质由感性认识上升到理性认识.教学突破方法:对三个公理要结合图形进行理解,清楚其用途.教法与学法导航教学方法:探究讨论,讲练结合法.学习方法:学生通过阅读教材,联系身边的实物思考、交流,师生共同讨论等,从而较好地完成本节课的教学目标.教学准备教师准备:投影仪、投影片、正(长)方形模型、三角板.学生准备:直尺、三角板.教学过程教学教学内容师生互动设计过程意图创设什么是平面?师:生活中常见的如黑板、情境一些能看得见的平面实桌面等,给我们以平面的印象,形成平导入例 .你们能举出更多例子吗?那么面的概新课平面的含义是什么呢?这就是念我们这节课所要学习的内容 .1教师备课系统──多媒体教案续上表1.平面含义随堂练习判定下列命题是否正确:主题① 书桌面是平面;探究② 8 个平面重叠起来要比合作 6 个平面重叠起来厚;交流③ 有一个平面的长是50m,宽是 20m;④平面是绝对的平,无厚度,可以无限延展的抽象的数学概念 .师:以上实物都给我们以平面的印象,几何里所说加强对知的平面,就是从这样的一些识的理解物体中抽象出来的,但是,培养,自几何里的平面是无限延展觉钻研的的 .学习习惯 . 数形结合,加深理解 .2.平面的画法及表示师:在平面几何中,怎(1)平面的画法:水平放样画直线?(一学生上黑板置的平面通常画成一个平行四画)边形,锐角画成 45°,且横边之后教师加以肯定,解说、画成邻边的 2 倍长(如图).类比,将知识迁移,得出平面的画法:D CαA B如果几个平面画在一起,主题当一个平面的一部分被另一个探究平面遮住时,应画成虚线或不合作画(打出投影片).交流(2)平面通常用希腊字母α、β、γ等表示,如平面α、平面β等,也可以用表示平面的平行四边形的四个顶点或者相对的两个顶点的大写字母来表示,如平面 AC 、平面 ABCD等.(3)平面内有无数个点,平面可以看成点的集合 .点 A 在平面α内,记作:A ∈ α ; 点B 在平面α外,记作: Bα.β通过类比α探索,培养学生知识迁移能β力,加强知识的系统性 .α·B·Aα2续上表人教版新课标普通高中◎数学 2 必修(A 版)3.平面的基本性质公理 1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内.A Bα· C··教师引导学生思考教材P41 的思考题,让学生充分发表自己的见解 .师:把一把直尺边缘上的任意两点放在桌边,可以看到,直尺的整个边缘就落在了桌面上,用事实引导学生归纳出公理主题探究合作交流符号表示为A ∈ LB∈ L? L ? α.A ∈ αB∈ α公理 1:判断直线是否在平面内.公理 2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面 .A· Bα·L符号表示为: A 、B、C 三点不共线 ? 有且只有一个平面α,使A ∈ α、 B∈ α、 C∈ α.公理 2 作用:确定一个平面的依据 .公理 3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线 .βPα·L符号表示为: P∈ α∩β? α∩β =L,且P∈ L .公理 3 作用:判定两个平面是否相交的依据 .1.教师引导学生阅读教材P42 前几行相关内容,并加以解析.师:生活中,我们看到三脚架可以牢固地支撑照相机或测量用的平板仪等等.通过类比引导学生归纳出公理探索,培2.养学生知教师用正(长)方形识迁移能模型,让学生理解两个平力,加强面的交线的含义.知识的系注意:( 1)公理中“有统性 .且只有一个”的含义是:“有”,是说图形存在,“只有一个”,是说图形唯一,“有且只有一个平面”的意思是说“经过不在同一直线上的三个点的平面是有的,而且只有一个”,也即不共线的三点确定一个平面.“ 有且只有一个平面”也可以说成“确定一个平面 . ”引导学生阅读P42 的思考题,从而归纳出公理3.3教师备课系统──多媒体教案续上表拓展 4. 教材 P43 例 1教师及时评价和纠正同创新通过例子,让学生掌握图形学的表达方法,规范画图和巩固应用中点、线、面的位置关系及符号符号表示 .提高.提高的正确使用 .1.平面的概念,画法及表示方法 .培养学2.平面的性质及其作用.生归纳3.符号表示.整合知4.注意事项.学生归纳总结、教师给识能小结力,以予点拨、完善并板书 .及思维的灵活性与严谨性 .课堂作业1.下列说法中,(1)铺得很平的一张白纸是一个平面;( 2)一个平面的面积可以等于 6cm 2;( 3)平面是矩形或平行四边形的形状. 其中说法正确的个数为().A . 0 B . 1 C. 2 D . 32.若点 A 在直线 b 上,在平面内,则 A, b,之间的关系可以记作().A . A b B. A b C. A b D . A b3.图中表示两个相交平面,其中画法正确的是().A B C D4.空间中两个不重合的平面可以把空间分成()部分.答案: 1. A 2. B 3. D 4. 3 或 4第 2 课时教学内容2.1. 2 空间中直线与直线之间的位置关系教学目标一、知识与技能1.了解空间中两条直线的位置关系;4人教版新课标普通高中◎数学 2 必修(A 版)2.理解异面直线的概念、画法,提高空间想象能力;3.理解并掌握公理 4 和等角定理;4.理解异面直线所成角的定义、范围及应用.二、过程与方法1.经历两条直线位置关系的讨论过程,掌握异面直线所成角的基本求法.2.体会平移不改变两条直线所成角的基本思想和方法.三、情感、态度与价值观感受到掌握空间两直线关系的必要性,提高学习兴趣.教学重点、难点教学重点1.异面直线的概念 .2.公理 4 及等角定理 .教学难点异面直线所成角的计算.教学关键提高学生空间想象能力,结合图形来判断空间直线的位置关系,使学生掌握两异面直线所成角的步骤及求法 .教学突破方法结合图形,利用不同的分类标准给出空间直线的位置关系,由两异面直线所成角的定义求其大小,注意两异面直线所成角的范围.教法与学法导航教学方法探究讨论法.学习方法学生通过阅读教材、思考与教师交流、概括,从而较好地完成教学目标.教学准备教师准备投影仪、投影片、长方体模型、三角板.学生准备三角板 .教学过程详见下表 .教学教学内容师生互动设计环节意图创设通过身边实物,相互设疑激情境异面直线的概念:不同在任何一个交流异面直线的概念.趣点出导入平面内的两条直线叫做异面直线.师:空间两条直线有主题.新课多少种位置关系?1. 空间的两条直线的位置关系教师给出长方体模多媒体5教师备课系统──多媒体教案相交直线:同一平面内,有且只有型,引导学生得出空间的演示提一个公共点;两条直线有如下三种关高上课平行直线:同一平面内,没有公共系.效率 .探索点;异面直线:不同在任何一个平面内,教师再次强调异面直新知没有公共点 .线不共面的特点.师生互异面直线作图时通常用一个或两个动,突平面衬托,如下图:破重点 .2. 平行公理师:在同一平面内,例 2 的思考:长方体ABCD-A'B'C'D' 中,如果两条直线都与第三条讲解让BB' ∥AA', DD' ∥AA',那么 BB' 与直线平行,那么这两条直学生掌DD' 平行吗?线互相平行 . 在空间中,是握了公否有类似的规律?理 4 的运用.生:是.强调:公理 4 实质上探索是说平行具有传递性,在新知公理 4:平行于同一条直线的两条平面、空间这个性质都适直线互相平行 .用.符号表示为:设a、b、c 是三条直线如果 a//b, b//c,那么 a//c.例 2 空间四边形ABCD 中, E、 F、G、 H 分别是AB 、BC 、 CD 、 DA 的中点.求证:四边形 EFGH 是平行四边形 .续上表3. 思考:在平面上,我们容易证明让学生观察、思考:等角定“如果一个角的两边与另一个角的两边理为异探索分别平行,那么这两个角相等或互补”.面直线新知空间中,结论是否仍然成立呢?所成的等角定理:空间中如果两个角的两角的概边分别对应平行,那么这两个角相等或念作准6人教版新课标普通高中◎数学 2 必修(A 版)互补 .∠ ADC与A'D'C' 、备.∠ ADC与∠ A'B'C'的两边分别对应平行,这两组角的大小关系如何?生:∠ ADC = A'D'C' ,∠ ADC +∠ A'B'C' = 180°4.异面直线所成的角如图,已知异面直线 a、b,经过空探索间中任一点 O 作直线 a'∥ a、b'∥ b,我新知们把 a'与 b'所成的锐角(或直角)叫异面直线 a 与 b 所成的角(夹角).教师画出更具一般性的图形,师生共同归纳出如下等角定理.师:① a'与 b'所成的角的以教师大小只由 a、b 的相互位置讲授为来确定,与 O 的选择无关,主,师为了简便,点 O 一般取在生共同两直线中的一条上;交流,② 两条异面直线所成的导出异角θ∈( 0,π);面直线2所成的③ 当两条异面直线所成角的概探索的角是直角时,我们就说念 .新知这两条异面直线互相垂例 3 让直,记作 a⊥ b;学生掌④ 两条直线互相垂直,有握了如共面垂直与异面垂直两种何求异情形;面直线⑤ 计算中,通常把两条异所成的例 3(投影)面直线所成的角转化为两角,从条相交直线所成的角 .而巩固了所学知识 .续上表充分调动学拓展生动手创新教材 P49 练习 1、 2.生完成练习,教师当的积极应用堂评价 .性,教提高师适时7教师备课系统──多媒体教案给予肯定 .本节课学习了哪些知识内容?小结知2.计算异面直线所成的角应注意什学生归纳,然后老师补识,形小结么?充、完善.成整体思维.课堂作业1. 异面直线是指().A.空间中两条不相交的直线B.分别位于两不同平面内的两条直线C.平面内的一条直线与平面外的一条直线D.不同在任何一个平面内的两条直线2.如右图所示,在三棱锥 P-ABC 的六条棱所在的直线中,异面直线共有().A. 2 对 B . 3 对 C. 4 对 D. 6 对3.正方体 ABCD-A 1B1C1D1中与棱AA1平行的棱共有().A. 1 条 B . 2 条 C. 3 条 D. 4 条4.空间两个角、,且与的两边对应平行,若=60 °,则的大小为()..答案: 1. D 2.B 3. C 4. 60 °或 120°第 3 课时教学内容8人教版新课标普通高中◎数学 2 必修(A 版)2. 1. 3 空间中直线与平面之间的位置关系 2. 1. 4 平面与平面之间的位置关系教学目标一、知识与技能1.了解空间中直线与平面的位置关系,了解空间中平面与平面的位置关系;2.提高空间想象能力 .二、过程与方法1.通过观察与类比加深了对这些位置关系的理解、掌握;2.利用已有的知识与经验归纳整理本节所学知识.三、情感、态度与价值观感受空间中图形的基本位置关系,形成严谨的思维品质.教学重点、难点教学重点空间直线与平面、平面与平面之间的位置关系.教学难点用图形表达直线与平面、平面与平面的位置关系.教学关键借助图形,使学生清楚直线与平面,平面与平面的分类标准,并能依据这些标准对直线与平面、平面与平面的位置关系进行分类及判定.教学突破方法恰当地利用图形,用符号语言表述直线与平面、平面与平面的位置关系.教法与学法导航教学方法借助实物,让学生观察事物、思考关系,讲练结合,较好地完成本节课的教学目标.学习方法探究讨论,自主学习法.教学准备教师准备多媒体课件,投影仪,三角板,直尺.学生准备三角板,直尺.教学过程详见下表 .教学教学内容师生互动设计过程意图创设问题1:空间中直线和直线有几生 1:平行、相交、异复习9教师备课系统──多媒体教案情境种位置关系?面;回顾,导入问题 2:一支笔所在的直线和一生 2:有三种位置关系:激发新课个作业本所在平面有几种位置关(1)直线在平面内;学习系?(2)直线与平面相交;兴趣 .(3)直线与平面平行.师肯定并板书,点出主题 .1.直线与平面的位置关系 .师:有谁能讲出这三种( 1)直线在平面内——有无数位置有什么特点吗?个公共点 .生:直线在平面内时二( 2)直线与平面相交——有且者有无数个公共点 .仅有一个公共点 .直线与平面相交时,二( 3)直线在平面平行——没有者有且仅有一个公共点 .公共点 .直线与平面平行时,三其中直线与平面相交或平行的者没有公共点(师板书).情况,统称为直线在平面外,记作师:我们把直线与平面加强a.相交或直线与平面平行的对知直线 a 在面内的符号语言是情况统称为直线在平面外 .识的a. 图形语言是:师:直线与平面的三种理解位置关系的图形语言、符号培养,主题语言各是怎样的?谁来画自觉探究图表示一个和书写一下 .钻研合作学生上台画图表示 .的学交流直线 a 与面相交的 a∩ = A.师;好 . 应该注意:画习习图形语言是符号语言是:直线在平面内时,要把直线惯,数画在表示平面的平行四边形结形内;画直线在平面外时,合,加应把直线或它的一部分画深理在表示平面的平行四边形解 .外 .直线 a 与面平行的符号语言是a∥. 图形语言是:10人教版新课标普通高中◎数学 2 必修(A 版)续上表2.平面与平面的位置关系师:下面请同学们思考以( 1)问题 1:拿出两本书,看下两个问题(投影).作两个平面,上下、左右移动和翻生:平行、相交 .转,它们之间的位置关系有几种?师:它们有什么特点?( 2)问题 2:如图所示,围成生:两个平面平行时二者长方体 ABCD –没有公共点,两个平面相交A′B′C′D′的六个时,二者有且仅有一条公共直通过面,两两之间的线(师板书).类比位置关系有几师:下面请同学们用图形探索,种?和符号把平面和平面的位置培养主题关系表示出来⋯⋯学生( 3)平面与平面的位置关系探究——没有公师:下面我们来看几个例知识平面与平面平行合作子(投影例 1).迁移共点 .交流能力 .平面与平面相交——有且只有一条公共直线 .加强平面与平面平行的符号语言知识是∥ . 图形语言是:的系统性 .11教师备课系统──多媒体教案续上表拓展创新应用提高例 1 下列命题中正确的个数是( B ).①若直线 l 上有无数个点不在平面内,则 l∥ .②若直线l 与平面平行,则l与平面内的任意一条直线都平行 .③如果两条平行直线中的一条与一个平面平行,那么另一条也与这个平面平行 .④若直线 l 与平面平行,则 l 与平面内的任意一条直线没有公共点 .A . 0B . 1 C. 2 D. 3例 2 已知平面∥,直线a,求证 a∥ .证明:假设 a 不平行,则 a在内或 a 与相交 .∴ a 与有公共点 .又 a.∴ a与有公共点,与面∥面矛盾 .∴∥ .学生先独立完成,然后讨例 1 通论、共同研究,得出答案. 教师过示范利用投影仪给出示范 .传授学师:如图,我们借助长方体生一个模型,棱 AA 1所在直线有无数点通过模在平型来研面究问题ABCD的方外,但法,加棱 AA 1深对概所在直线与平面ABCD 相交,所念的理以命题①不正确; A1B1所在直线解. 例 2平行于平面 ABCD ,A1B1显然不目标训平行于 BD,所以命题②不正确;练学生A1 B1∥AB,A1B1所在直线平行于思维的平面 ABCD ,但直线 AB平灵活,面 ABCD ,所以命题③不正确;并加深l 与平面平行,则 l 与无公对面面共点, l与平面内所有直线都平行、没有公共点,所以命题④正确,线面平应选 B .行的理师:投影例2,并读题,先解.让学生尝试证明,发现正面证明并不容易,然后教师给予引导,共同完成,并归纳反证法步骤和线面平行、面面平行的理解 .1.直线与平面、平面与平培养学面的位置关系 .生整合2.“正难到反”数学思想知识能与反证法解题步骤 .学生归纳总结、教师给予点力,以小结拨、完善并板书 .及思维3. “分类讨论”数学思想.的灵活性与严谨性 . 12人教版新课标普通高中◎数学 2 必修(A 版)课堂作业1.直线与平面平行的充要条件是这条直线与平面内的().A .一条直线不相交B.两条直线不相交C.任意一条直线都不相交 D .无数条直线都不相交【解析】直线与平面平行,则直线与平面内的任意直线都不相交,反之亦然;故应选C.2. “平面内有无穷条直线都和直线l 平行”是“l //”的().A.充分而不必要条件 B .必要而不充分条件C.充分必要条件 D .即不充分也不必要条件【解析】如果直线在平面内,直线可能与平面内的无穷条直线都平行,但直线不与平面平行,应选 B.3.如图,试根据下列要求,把被遮挡的部分改为虚线:( 1)AB 没有被平面遮挡;( 2)AB 被平面遮挡.答案:略4.已知,,直线a,b,且∥,a,b,则直线 a 与直线 b 具有怎样的位置关系?【解析】平行或异面.5.如果三个平面两两相交,那么它们的交线有多少条?画出图形表示你的结论.【解析】三个平面两两相交,它们的交线有一条或三条.6.求证:如果过一个平面内一点的直线平行于与该平面平行的一条直线,则这条直线在这个平面内 .已知: l ∥,点P∈,P∈ m,m∥ l,求证: m.证明:设 l 与 P 确定的平面为,且= m′,则 l ∥ m′.又知 l ∥ m, m m P ,由平行公理可知,m 与 m′重合 .所以 m.13教师备课系统──多媒体教案教案 B第 1 课时教学内容: 2. 1. 1 平面教学目标1.了解平面的概念,掌握平面的画法、表示法及两个平面相交的画法;2.理解公理一、二、三,并能运用它们解决一些简单的问题;3.通过实践活动,感知数学图形及符号的作用,从而由感性认识提升为理性认识,注意区别空间几何与平面几何的不同,多方面培养学生的空间想象力.教学重点:公理一、二、三,实践活动感知空间图形.教学难点:公理三,由抽象图形认识空间模型.学法指导:动手实践操作,由模型到图形,由图形到模型不断感知.教学过程一、引入在平面几何中,我们已经了解了平面图形都是由点和线构成的,我们所做的一切都是在一个无形的平面中进行,请同学谈谈到底平面是什么样子的?可以举实例说明.在平面几何中,我们也知道直线是无限延伸的,我们是怎样表示这种无限延伸的?那么你认为平面是否有边界?你又认为如何去表示平面呢?二、新课以上问题经过学生分小组充分讨论,由各小组代表陈述你这样表示的理由?教师暂不作评判,继续往下进行 .实践活动:1.仔细观察教室,举出空间的点、线、面的实例.2.只准切三刀,请你把一块长方体形状的豆腐切成形状、大小都相同的八块.3.请你准备六根游戏棒,以每根游戏棒为一边,设法搭出四个正三角形.以上这些问题已经走出了平面的限制,是空间问题. 今后我们将研究空间中的点、线、面之间的关系.图 1问题:指出上述活动中几何体的面,并想想如何在一张纸上画出这个几何体?至此我们应感受到画几何体与我们的视角有一定的关系.练习一:试画出下列各种位置的平面.1.水平放置的平面2.竖直放置的平面14人教版新课标普通高中◎数学 2 必修(A 版)图 2( 1)图2(2)3.倾斜放置的平面图 34.请将以下四图中,看得见的部分用实线描出.图 4(1)图4(2)图4(3)图4(4)小结:平面的画法和表示法.我们常常把水平的平面画成一个平行四边形,用平行四边形表示一个平面,如图 5.平行四边形的锐角通常画成45o,且横边长等于其邻边长的 2 倍.如果一个平面被另一个平面遮挡住,为了增强它的立体感,我们常把被遮挡部分用虚线画出来,如图 6.βFA DA DααB E CB C图 5图 6图 7平面常用希腊字母, ,等表示(写在代表平面的平行四边形的一个角上),如平面、平面;也可以用代表平面的平行四边形的四个顶点,或相对的两个顶点的大写英文字母作为平面的名称,图 5 的平面,也可表示为平面ABCD ,平面 AC 或平面BD .前面我们感受了空间中面与面的关系及画法,现在让我们研究一下点、线与一个平面会有怎样的关系?15教师备课系统──多媒体教案显然,一个点与一个平面有两种位置关系:点在平面内和点在平面外.我们知道平面内有无数个点,可以认为平面是由它内部的所有的点组成的点集,因此点和平面的位置关系可以引用集合与元素之间关系.从集合的角度,点 A 在平面内,记为A;点B在平面外,记为B (如图 7).再来研究一下直线与平面的位置关系.将学生分成小组,并动手实践操作后讨论:把一把直尺边缘上的任意两点放在桌面上,直尺的整个边缘就落在桌面上吗?请同学们再试着想一下,如何用图形表示直线与平面的这些空间关系?由“两点确定一条直线”这一公理,我们不难理解如下结论:公理 1如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在这个平面内 .A l ,B l , 且 A, B,l.A l Bα图8例1 分别用符号语言、文字语言描述下列图形.AA aa图 9( 1)图 9( 2)图 9( 3)例 2 识图填空(在空格内分别填上, , ,).A____ a;A____ α,B____ a; B____ α,Aa____ α;a____ α = B,B bb____ α;B____ b.a图 10图 11问题情景:制作一张桌子,至少需要多少条腿?为什么?公理 2 经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平A面 .CB实践活动:取出两张纸演示两个平面会有怎样的位置关α图 12系,并试着用图画出来 .图 12试问:如图13 是两个平面的另一种关系吗?(相对于同学们得出的关系)由平面的无限延展性,不难理解如下结论:公理 3如果两个不重合平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过这个公共点16人教版新课标普通高中◎数学 2 必修(A 版)的直线 .βP l 且P l.αP l图 13例 3如图14用符号表示下列图形中点、直线、平面之间的位置关系.l【分析】根据图形,先判断点、直线、平面之间的位置关系,然后用符号表示出来.【解析】在(1)中,l , a A , a B .l , a, b, a l P , B l P .在( 2)中,三、巩固练习教材 P43 练习 1— 4.四、课堂小结(1)本节课我们学习了哪些知识内容?(2)三个公理的内容及作用是什么?(3)判断共面的方法 .五、布置作业P51 习题 A 组 1, 2.第 2 课时教学内容: 2. 1. 2 空间中直线与直线之间的位置关系教学目标:一、知识目标1.了解空间中两条直线的位置关系;2.理解异面直线的概念、画法,培养学生的空间想象能力;3.理解并掌握公理 4.二、能力目标1.让学生在观察中培养自主思考的能力;17教师备课系统──多媒体教案2.通过师生的共同讨论培养合作学习的能力.三、情感、态度与价值观让学生感受到掌握空间两直线关系的必要性,提高学生的学习兴趣.教学重点、难点教学重点: 1.异面直线的概念; 2.公理 4.教学难点:异面直线的概念.学法与教学用具1.学法:学生通过观察、思考与教师交流、概括,从而较好地完成本节课的教学目标;2.教学用具:多媒体、长方体模型、三角板.教学过程一、复习引入1.平面内两条直线的位置关系有(相交直线、平行直线).相交直线(有一个公共点);平行直线(无公共点).2.实例 . 十字路口——立交桥.立交桥中,两条路线 AB , CD 既不平行,又不相交(非平面问题).六角螺母DCA B二、新课讲解1.异面直线的定义不同在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线.练习:在教室里找出几对异面直线的例子.注1:两直线异面的判别一 : 两条直线既不相交、又不平行.两直线异面的判别二 : 两条直线不同在任何一个平面内.合作探究一:分别在两个平面内的两条直线是否一定异面?答:不一定,它们可能异面,可能相交,也可能平行.空间两直线的位置关系:按平面基本性质分(1)同在一个平面内:相交直线、平行直线;( 2)不同在任何一个平面内:异面直线.按公共点个数分( 1)有一个公共点 : 相交直线;( 2)无公共点:平行直线、异面直线.2.异面直线的画法说明:画异面直线时,为了体现它们不共面的特点,常借助一个或两个平面来衬托. 18。
人教A版高中数学必修二第二章2.1-2.1.2空间中直线与直线之间的位置关系同步
练习A卷
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、单选题 (共6题;共12分)
1. (2分)空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA的中点,且AC⊥BD,则四边形EFGH是()
A . 平行四边形
B . 菱形
C . 矩形
D . 正方形
2. (2分) (2018高二上·拉萨月考) 如图,正方体中,下面结论错误的是()
A . 平面
B . 异面直线与所成的角为45°
C . 平面
D . 与平面所成的角为30°
3. (2分) (2016高二上·重庆期中) 已知在四面体ABCD中,E、F分别是AC、BD的中点,若CD=2AB=4,EF⊥AB,则EF与CD所成的角为()
A . 90°
B . 45°
C . 60°
D . 30°
4. (2分)两条异面直线所成角的范围是()
A .
B .
C .
D .
5. (2分)如图,在正方体中,E为的中点,则异面直线CE与BD所成的角为()
A . 30°
B . 45°
C . 60°
D . 90 °
6. (2分) (2019高三上·凤城月考) 正四棱锥的侧棱长为 ,底面ABCD边长为2,E为AD的中点,则BD与PE所成角的余弦值为()
A .
B .
C .
D .
二、填空题 (共4题;共4分)
7. (1分) (2018高二上·嘉兴期末) 已知长方体,,,点是面上异于的一动点,则异面直线与所成最小角的正弦值为________.
8. (1分)若AB∥A′B′,AC∥A′C′,有下列结论:
①∠BAC=∠B′A′C′;
②∠ABC+∠A′B′C′=180°;
③∠ACB=∠A′C′B′或∠ACB+∠A′C′B′=180°.
则一定成立的是________(填序号).
9. (1分)已知三棱柱ABC﹣A1B1C1的侧棱与底面垂直,且所有棱长都相等.平面A1BC1∩平面ABC=l,则直线l与AB1所成角的余弦值为________.
10. (1分) (2019高二下·上海月考) 在如图所示的正方体中,异面直线与所成角的大小为________.
三、解答题 (共3题;共30分)
11. (10分) (2018高一上·兰州期末) 如图,在直四棱柱中,底面是边长为2的正方形,分别为线段,的中点.
(1)求证: ||平面;
(2)四棱柱的外接球的表面积为,求异面直线与所成的角的大小.
12. (10分) (2018高二上·万州月考) 已知正三棱柱的底面边长为8,侧棱长为6,点为
中点 .
(1)求证:直线∥平面;
(2)求异面直线与所成角的余弦值 .
13. (10分) (2018高二上·铜梁月考) 如图,在三棱锥P-ABC中,且底面,D是PC的中点,已知 ,AB=2,AC= ,PA=2.
(1)求三棱锥P-ABC的体积
(2)求异面直线BC与AD所成角的余弦值。
参考答案一、单选题 (共6题;共12分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
二、填空题 (共4题;共4分)
7-1、
8-1、
9-1、
10-1、
三、解答题 (共3题;共30分)
11-1、
11-2、12-1、12-2、
13-1、13-2、。