人教版高中数学必修二第二章《点线面位置关系》教案
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第二章 点、直线、平面之间的位置关系(必修2)一、知识结构1.2.空间中平行、垂直间的转化关系二、学习目标1.直观认识和理解、体会空间中点、直线、平面之间的位置关系,抽象出空间直线、平面之间的位置关系,用数学语言表述有关平行、垂直的性质与判定,并了解可以作为推理依据的公理和定理。
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。
公理2 过不在同一直线上的三点,有且只有一个平面。
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。
公理4 平行于同一条直线的两条直线平行。
等角定理 。
2.以空间的上述公理和定理为出发点,通过直观感知,操作确认,归纳出一些判定定理与性质定理。
判定定理在选修2-1中在证明,性质定理要求证明。
3.运用获得的结论证明一些空间位置关系的简单命题。
三、课时安排全章约需10+2课时2.1 空间点、直线、平面之间的位置关系 ------------------- 3课时2.2 直线、平面平行的判定及其性质 --------------------3+1课时2.3 直线、平面垂直的判定及其性质--------------------3+1课时小结----------------------------------1课时四、教学建议2.1空间点、直线、平面之间的位置关系(3课时)第一课时平面教学内容平面的概念;平面的画法和表示;平面的基本性质。
学习目标1.了解平面的概念,理解平面的无限延展性。
2.会正确地用图形和符号表示点、直线、平面及其它们之间的位置关系,初步掌握文字语言、图形语言、符号语言间的相互转化。
3.了解作为以后推理依据的三个公理。
教学重点文字语言、图形语言、符号语言间的相互转化,三个公理的作用。
要点分析1.三种语言间的联系图形语言——考察对象第一次抽象的产物,形象、直观的语言。
文字语言——对图像的描述、解释与讨论。
符号语言——对文字语言的简化和再次抽象。
平面与平面平行的性质教学设计一、教材分析:本节内容是人教版新教材必修二高一数学第二章第二节的第4课时。
平行与垂直是空间中两种特殊而重要的位置关系,也是高考考查的重点之一,求解的关键是根据线与面之间的互化关系,借助创设辅助线与辅助面,找出符号语言与图形语言之间的关系解决问题。
通过对有关概念和定理的概括、证明和应用,使学生体会“转化”的观点,提高学生的空间想象能力和逻辑推理能力。
二、学情分析:本节内容是在学生已经学习了平行公理,直线与平面平行的判定与性质等内容的基础上的学习,只要掌握了平行线的概念和面与面平行的概念,该性质定理的证明不难理解,难点是选择或添加适当的平面或线,将空间问题转化为平面问题,利用平面图形的几何特征解决问题。
三、教学目标:1、知识与技能(1)掌握两个平面平行的性质定理及其应用。
(2)提高分析解决问题的能力,进一步渗透等价转化的思想。
2、情感态度与价值观(1)进一步提高学生空间想象能力、思维能力;(2)进一步体会类比的作用;(3)通过证明问题,树立创新意识。
四、教学重、难点:1、重点:两个平面平行的性质定理的探索过程及应用。
2、难点:两个平面平行的性质定理的探究发现及其应用。
五、教学过程:教学内容设计教学意图一、复习回顾:1. 直线与平面平行的判定定理 α∥∥ααa b a b ⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊂⊄a即直线a 不在平面α内,若存在α内一条直线b 与直线a 平行,则直线a 与平面α平行。
线线平行→线面平行2. 平面与平面平行的判定定理β∥αα∥α∥ββ⇒⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫=⋂⊂⊂b a b a P b a即a 、b 为平面β内两相交直线,若a 、b 分别平行于平面α,则平面α平行于平面β。
线面平行→面面平行3. 直线与平面平行的性质定理b a a ∥βαβα∥⇒⎪⎭⎪⎬⎫=⋂⊂b a 直线a 与平面α平行,则过a 的任一平面β和α平面的交线b ,与这条直线a 平行。
线面平行→线线平行思考:线线平行→线面平行(判定定理) 线线平行←线面平行(性质定理) 已知复习线面平行、面面平行的判定定理,强调线线平行→线面平行→面面平行的推理思路,为后续证明做铺垫。
第二章第一节空间点、直线、平面之间的位置关系第三课时第1课时设计理念高中立体几何课程以培养学生的逻辑思维和空间想象力为主要目标.在处理方式上,加强引导学生通过自己的观察、操作等活动获得教学结论的过程,把合情推理作为学习过程中的一个重要的推理方式.注重对典型实例的观察、分析,给学生提供动手操作的机会,引导学生进行归纳、概括活动,在经历观察、实验、猜想等合情推理活动后,再进行演绎推理、逻辑论证.另外,通过“观察、思考、探究”等向学生提出问题,以问题引导学生的思维活动,使学生在问题带动下进行更加主动的思维活动,经历从实际背景中抽象出数学模型,从现实生活空间中抽象出几何图形和几何问题的过程,注重探索空间图形性质的过程.教学内容分析本教学设计的内容是人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书,数学必修②第二章§2.1.2“空间中直线与直线之间的位置关系”第一课时的内容.本节课主要学习两个内容:①平行关系的传递性;②异面直线的概念.本节教科书在内容的处理上,按照“直观感知——操作确认——思辨论证”的认识过程展开.先通过直观感知和操作确认的方法,概括出异面直线的概念、公理4.通过对图形的观察、实验和画图,使学生进一步了解空间的直线与直线的位置关系,平行关系的传递性,学会准确地使用公理4解决一些简单的推理论证及应用问题.本节课主要是在学生已有同一平面内两条直线有两种位置关系的基础上,从教室内的日光灯管所在直线与黑板的左右两侧所在直线以及天安门广场上旗杆所在直线与长安街所在直线这两例出发,引出了异面直线的概念.平行的传递性是一种非常重要的关系,它不仅应用多,而且是学习直线与平面位置关系的基础.进一步说明可以利用公理4来判定直线与平面平行,由此来引发探索这一节内容的需要.学生学习情况分析1.知识掌握上:高一的学生对立体几何的那种抽象和对概念的理解不一定很深刻,许多学生容易造成知识的遗忘,所以应全面系统地加以引导.2.学生学习本节课的知识障碍:学生对异面直线的概念和公理4不易理解,容易造成画图中立体感体现的不够,空间想象力较差等现象,所以在教学过程中教师应加以利用身边的事物,深入浅出地分析.3.由于高一学生的理解力、思维特征和生理特征,有自己的见解,又不喜欢太张扬自己,所以在教学中应抓住学生这一心理特点,一方面要运用直观生动的形象,引发学生的兴趣,使他们的注意力集中在课堂上;另一方面要创造条件和机会,让学生发表见解,发挥学生学习的主动性.4.心理上:学生对数学课的兴趣,老师应抓住这一有利因素,引导学生认识到数学课的科学性,学好数学有利于其他学科的学习以及学科知识的渗透性.教学目标1.知识与技能掌握空间直线的位置关系,理解异面直线的概念,理解公理4并能应用它证明简单的几何题.2.过程与方法通过观察事物,引出两直线的三种位置关系,又由观察导出公理4,遵循了由特殊到一般,由简单到复杂的认知规律.3.情感态度与价值观通过欣赏、运用空间直线各具特点的丰富多彩的不同位置关系,培养学生的空间想象能力.感悟数学的奇异美、简洁美、和谐美,培养学生的美学意识.4.教学重点和难点教学重点:(1)异面直线的概念;(2)公理4及其应用.难点:异面直线的概念及公理4的应用.:平行于同一条直线的两条直线平行,如图,空间四边形ABCD,BC,CD,EFGH是平行四边形.3.异面直线的画法为了表示异面直线a,b不共面的特点,作图时,通常用一个或两个平面衬托,如图.(1)如图是一个正方体的展开图,如果将它画两个相交平面,在这两个平面内各画一条直线,使它们成为:①平行直线,②相交直线,③异面直线;空间四边形ABCD(A、B、CM为AD上的点,F、§2.1.2空间中直线与直线之间的位置关系(第1课时)1.平行关系公理4例2例2变式题2.空间中两直线的位置关系设计说明1.对例2的处理及它的变式题.例2是公理4的一个转化,空间问题转化为平面问题.先让学生审题,弄清楚题设和结论,思考证明方法,师生共同分析,寻找证题的方法.用几何画板拖动图形,观察四边形EFGH 的变化,引入变式题.通过例题及变式,达到应用公理4,巩固公理4的目的.2.异面直线的画法用几何画板,通过两条直线的运动操作演示,探究异面直线的画法,合情推理,得出结论,人人动手,互相帮助,合作交流,以达到画异面直线的目的.3.识别异面直线课本本节探究用几何画板将同学们熟悉的正方体展开图制作成可动的图形,通过正方体——正方体展开图之间的重复操作演示过程,尝试探究,合情推理,增强印象.点评:本节课有两个主要内容:异面直线的概念,公理4及其应用.课标对必修2立体几何的教学要求是:“直观感知——操作确认——思辨论证”.本设计中,教师能遵循从具体到抽象的原则,引导学生通过对长方体图形的观察,思考,抽象出异面直线的概念,归纳出空间两条直线的位置关系.教学中,还可以罗列一些似是而非、容易混淆的对象让学生进行辨析,比如,不妨再问学生:空间两直线不平行,那么它们的位置关系是什么等,以加深对两条直线的位置关系的认识.对于初学者来说,立体几何入门的第一关是:学会在文字语言、符号语言、图形语言之间的相互翻译转化,其中画图是难点,也是重点.在本案例中,教师已注意到这一点:设计了一道作图练习题,让学生练习,它有利于培养学生的空间想象能力,训练学生正确地认识和描述空间图形,为后面的顺利学习奠定基础.。
平面与平面之间的位置关系教案一、教学目标:1、了解空间中平面与平面的两种位置关系;2、能够判断两个平面的位置关系;3、会用符号语言和图形语言表示平面和平面之间的位置关系。
二、教学重点、难点重点:平面与平面之间的位置关系。
难点:用图形表达平面与平面的位置关系。
三、学法与教学用具1、学法:学生借助实物,通过观察、类比、思考等,较好地完成本节课的教学目标。
2、教学用具:多媒体、长方体模型四、教学过程(一)复习回顾、导入课题1、空间中两条直线有几种位置关系?分别是什么?(1)相交;(2)平行;(3)异面2、直线与平面存在几种位置关系?分别是什么?(1)直线在平面内 —— 有无数个公共点(2)直线与平面相交 —— 有且只有一个公共点(3)直线在平面平行 —— 没有公共点教师以生活中的实例以及课本P50的思考题为载体,提出:空间中直线与平面有多少种位置关系?(板书课题)(二)研探新知1、引导学生对生活实例以及对长方体模型的观察、思考,准确归纳出两个平面之间有两种位置关系:(1)两个平面平行 —— 没有公共点(2)两个平面相交 —— 有且只有一条公共直线用类比的方法,学生很快地理解与掌握了新内容,这两种位置关系用图形表示为α∥β α∩β= L教师指出:画两个相互平行的平面时,要注意使表示平面的两个平行四边形的对应边平行。
教材P50 探究让学生独立思考,稍后教师作指导,加深学生对这两种位置关系的理解教材P50 练习学生独立完成后教师检查、指导(三)归纳整理、整体认识教师引导学生归纳,整理本节课的知识脉络,提升他们掌握知识的层次。
(四)作业α β α β L1、让学生回去整理这三节课的内容,理清脉络。
2、教材P52 习题2.1 A组第7、8题。
空间点、直线、平面之间的位置关系第一课时平面教学内容平面的概念;平面的画法和表示;平面的基本性质。
学习目标1.了解平面的概念,理解平面的无限延展性。
2.会正确地用图形和符号表示点、直线、平面及其它们之间的位置关系,初步掌握文字语言、图形语言、符号语言间的相互转化。
3.了解作为以后推理依据的三个公理。
教学重点文字语言、图形语言、符号语言间的相互转化,三个公理的作用。
要点分析1.三种语言间的联系图形语言——考察对象第一次抽象的产物,形象、直观的语言。
文字语言——对图像的描述、解释与讨论。
符号语言——对文字语言的简化和再次抽象。
在对空间图形的认识中,注意有序的建立三种数学语言间的联系,合理使用三种数学语言描述图形的性质,加深对图形性质的理解。
课本按照图形语言——文字语言——符号语言——三种语言综合描述的顺序安排学习内容。
注意:符号语言只是借用集合符号,读法仍用几何语言。
2.两个重要模型四面体、长方体作为图形语言的载体作用——典型性、简明性、直观性、概括性、趣味性。
建议:要求学生能熟练画出四面体、长方体,利用这两个模型理解所学概念、定理,发展几何直观能力,提高空间想象力。
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。
作用:用直线的直刻划平面的平,是判断直线在平面内的依据。
公理2 过不在同一直线上的三点,有且只有一个平面。
作用:确定平面的依据。
课本并没有给出常用的三个推论,只是在练习题中以判断题的形式涉及,建议学生将其作为重要结论使用,但不涉及推论字眼。
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。
作用:判定两个平面相交的依据,为画图提供理论——两个平面相交有一条交线;可用于判定点在直线上。
建议:适当进行不同角度的两个相交平面直观图画法的练习,提高学习兴趣,提高空间想象能力,为在空间图形中进行命题论证奠定基础——过画图关。
第二课时空间中直线与直线之间的位置关系教学内容空间两条直线之间的位置关系,等角定理。
《空间点、直线、平面之间的位置关系》教案一、课题2.1.1空间点、直线、平面之间的位置关系二、教学目标1、知识与技能①理解空间平面的概念,掌握平面的基本性质②熟练掌握文字语言、图形语言、符号语言转换③掌握三条公理,并且能运用三条公理证明一些简单空间图形的位置关系2、过程与方法①通过三种语言的学习,培养学生分析问题的能力,作图能力以及空间想象能力②学生亲历两条公理归纳过程,学会利用已有的知识与经验归纳新的知识3、情感态度与价值观通过语言、符号、图形的转换,使学生体会到数学的乐趣,激发其学习数学的兴趣三、课型新授课四、课时第一课时五、教学重难点④重点:文字语言、图形语言、符号语言转换,运用三条公理证明一些简单空间图形的位置关系难点:文字语言、图形语言、符号语言转换六、教学过程1、新课引入师:图示是我们生活中常见的物体,观察图片,你能总结出它们的共同特点吗?(课桌面、黑板面、海平面)生:它们都是平面师:非常好,那么我们应该如何理解平面这一几何概念呢?(设计意图:通过生活中的实际例子出发,提出问题,引发思考,导入新课)2、教授新课生:......师:几何学里所说的“平面”是从这样的一些物体之中抽象出来的,但是应该要注意几何里的平面平面是无限延伸的,无大小,无厚薄之分,不可度量。
师:下面请同学们做一道小练习:①10个平面重叠起来,要比5个平面重叠起来厚;②有一个平面的长是50m,宽是20m;③黑板面是平面;④平面是绝对的平,没有大小,没有厚度,可以无限延展的抽象数学概念。
其中正确的说法是师:那么我们应该如何画平面呢?生:......师:我们常常把水平的平面画成一个平行四边形,并且平行四边形的锐角通常画成45°.且横边长等于其邻边长的2倍,如图所示。
师: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,如图所示。
师:同学们还要注意到,在表示平面时,我们常把希腊字母α,β,γ等写在代表平面的平行四边形的一个角上,如上图所示;当然也可以用代表平行四边形的四个顶点,或者相对的两个顶点的大写英文字母作为这个平面的名称,即:平面α,平面ABCD,平面AC。
)利用生活中的实物对平面进行描述;的直观图)掌握平面的基本性质及作用;.思考4:当两个平面相交时,你认为下列哪个图形的立体感强?你能指出其画法要点吗?(1)画出交线;(2)被遮挡部分画虚线.说明:为了表示和区分平面,我们可以用适当的字母作为平面的名称,如思考5:直线和平面都可以看成点的集合.那么“点P在直线l在平面α内”,用集合符号可怎样表示?“点P在直线l外”,“点A在平面α外”用集合符号可怎样表示?思考3:如图,当点A、B落在平面α内时,直线置关系如何?由此可得什么结论?公理1 如果一条直线上的两点在一个平面内思考1:空间中,经过两点有且只有一条直线,即两点确定一条直线,那么两思考1:如图,把三角板的一个角立在课桌面上,三角板所在的平面与桌面所思考2:如果两条不重合的直线有公共点,则其公共点只有一个重合的平面有公共点,其公共点有多少个?这些公共点的位置关系如何?l β= ,有哪些理论作用吗?确定两平面相交的依据,判断多点共线的依据例2: 如图,用符号表示下列图形中点、直线、平面之间的位置关系,l P αβ=且(1)平面的概念、画法、表示方法;(2)文字语言、符号语言、图形语言描述点、直线、平面之间的位置关)了解空间中两条直线的位置关系;(养学生的空间想象能力;(;()异面直线所成角的定义、范围及应用。
思考2:我们把上图中直线A′B与直线CD怎样理解异面直线?关于异面直线的定义,你认为下列哪个说法最合适?A. 空间中既不平行又不相交的两条直线;思考1:设直线a//b,将直线a在空间中作平行移动,在平移过程中a与b思考2:如图, 在长方体ABCD—A′B′C′D′中,BB′∥AA′,DD′∥AA′,那么BB′与DD′平行吗 ?思考3:取一块长方形纸板ABCD,E,F分别为AB,CD的中点,将纸板沿EF 折起,在空间中直线AD与BC的位置关系如何 ?思考4:通过上述实验可以得到什么结论?思考1:在平面上,如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两思考2:如图,四棱柱ABCD--A′B′C′D′的底面是平行四边形,∠ADC与∠A′D′C′, ∠ADC与∠B′A′D′的两边分别对应平行,这两组角的大小关系如何 ?思考3:如图,在空间中AB// A′B′,AC// A′C′,你能证明∠BAC与∠B′A′C′相等吗?例2:如图,空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA的中1. 空间直线的位置关系;2. 异面直线的概念(既不平行也不相交的两条直线);3. 异面直线画法及判定;对于两条异面直线a,b,经过空间任一点O作直线a′∥a, b′∥b,则 a′与b′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a与b所成的角(或夹角)思考3:求异面直线所成角的步骤有哪些?思考1:我们规定两条平行直线的夹角为0°,那么两条异面直线所成的角的思考3:在平面几何中,垂直于同一条直线的两直线互相平行,在空间中这个结论还成立吗 ?例1:如图,在正方体ABCD-A′B′C′D′中.(1)直线A′B和CC′的夹角是多少?(2)哪些棱所在的直线与直线AA′垂直?1、正方体ABCD- A)了解空间中直线与平面的位置关系;((.思考2:对于一条直线和一个平面,就其公共点个数来分类有哪几种可能?思考4:通过上面的观察和分析,直线与平面有三种位置关系,即直线在平面内,直线与平面相交,直线与平面平行.这些位置关系的基本特征是什么? (1)直线在平面内---有无数个公共点;思考7:过平面外一点可作多少条直线与这个平面平行?若直线思考1:拿出两本书,看作两个平面,上下、左右移动和翻转,它们之间的位思考3:由上面的观察和分析可知,两个平面的位置关系只有两种,即两个平面平行,两个平面相交.这两种位置关系的基本特征是什么?(1)两个平面平行---没有公共点;例1:给出下列四个命题:(1)若直线l上有无数个点不在平面α内,则l∥α.(2)若直线l与平面α平行,则l与平面α内的任意一条直线都平行(3)若直线l与平面α平行,则l与平面α内的任意一条直线都没有公共点.(4)若直线l在平面α内,且l与平面β平行,则平面α与平面β一、直线与平面有三种位置关系:(1)直线在平面内——有无数个公共点;(2)直线与平面相交——有且只有一个公共点;(3)直线与平面平行——没有公共点.二、两个平面之间有两种位置关系:)理解并掌握直线与平面平行判定定理;(思考3:若将一本书平放在桌面上,翻动书的封面,观察封面边缘所在直线l与桌面所在的平面具有怎样的位置关系?思考4:有一块木料如图,P为面思考5:如图,设直线b在平面α内,直线a在平面α外,猜想在什么条件下直线a与平面α平行?思考1:如果直线a与平面α内的一条直线b平行,则直线a与平面α一定思考2:设直线b在平面α内,直线a在平面α外,若a//b,则直线a与直线b确定一个平面β,那么平面α与平面β的位置关系如何?此时若直线a思考3:通过上述分析,我们可以得到判定直线与平面平行的一个定理,你能用文字语言表述出该定理的内容吗?定理若平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平思考5:直线与平面平行的判定定理可简述为“线线平行,则线面平行”,在例2 在长方体ABCD—A1B1C1D1中.(1)作出过直线AC且与直线BD1平行的截面,并说明理由.(2)设E,F分别是A1B和B1C的中点,求证直线EF//平面ABCD.2.两个平面平行的基本特征是什么?有什么简单办法判定两个平面平行呢?思考5: 建筑师如何检验屋顶平面与水平面是否平行?思考3:通过上述分析,我们可以得到判定平面与平面平行的一个定理,用文字语言表述出该定理的内容吗?定理一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行思考4:上述定理通常称为平面与平面平行的判定定理,怎样表述?思考5:在直线与平面平行的判定定理中,“a∥α,b∥β”,可用什么条件例1:在正方体ABCD-A′B′C′例2 :在三棱锥P-ABC中,点D、E、F分别是△PAB、△PBC、△PAC的重心,求证:平面DEF//平面ABC.)掌握两个平面平行的性质定理及其应用()使学生掌握直线和平面垂直的定义及判定定理;()掌握直线和平面所成的角及其应用((。
第二章点、直线、平面之间的位置关系本章教材分析本章将在前一章整体观察、认识空间几何体的基础上,以长方体为载体,使学生在直观感知的基础上,认识空间中点、直线、平面之间的位置关系;通过大量图形的观察、实验和说理,使学生进一步了解平行、垂直关系的基本性质以及判定方法,学会准确地使用数学语言表述几何对象的位置关系,初步体验公理化思想,培养逻辑思维能力,并用来解决一些简单的推理论证及应用问题.本章主要内容:2.1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.2.1节的核心是空间中直线和平面间的位置关系.从知识结构上看,在平面基本性质的基础上,由易到难顺序研究直线和直线、直线和平面、平面和平面的位置关系.本章在培养学生的辩证唯物主义观点、公理化的思想、空间想象力和思维能力方面,都具有重要的作用.2.2和2.3节内容的编写是以“平行”和“垂直”的判定及其性质为主线展开,依次讨论直线和平面平行、平面和平面平行的判定和性质;直线和平面垂直、平面和平面垂直的判定和性质.“平行”和“垂直”在定义和描述直线和直线、直线和平面、平面和平面的位置关系中起着重要作用.在本章它集中体现在:空间中平行关系之间的转化、空间中垂直关系之间的转化以及空间中垂直与平行关系之间的转化.本章教学时间约需12课时,具体分配如下(仅供参考):§2.1 空间点、直线、平面之间的位置关系§2.1.1 平面一、教材分析平面是最基本的几何概念,教科书以课桌面、黑板面、海平面等为例,对它只是加以描述而不定义.立体几何中的平面又不同于上面的例子,是上面例子的抽象和概括,它的特征是无限延展性.为了更准确地理解平面,教材重点介绍了平面的基本性质,即教科书中的三个公理,这也是本节的重点.另外,本节还应充分展现三种数学语言的转换与翻译,特别注意图形语言与符号语言的转换.二、教学目标1.知识与技能(1)利用生活中的实物对平面进行描述;(2)掌握平面的表示法及水平放置的直观图(3)掌握平面的基本性质及作用;(4)培养学生的空间想象能力.2.过程与方法(1)通过师生的共同讨论,使学生对平面有了感性认识;(2)让学生归纳整理本节所学知识.3.情感、态度与价值观使用学生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.三、重点难点三种数学语言的转换与翻译,利用三个公理证明共点、共线、共面问题.四、课时安排1课时五、教学过程(一)导入新课思路1.(情境导入)大家都看过电视剧《西游记》吧,如来佛对孙悟空说:“你一个跟头虽有十万八千里,但不会跑出我的手掌心”.结果孙悟空真没有跑出如来佛的手掌心,孙悟空可以看作是一个点,他的运动成为一条直线,大家说如来佛的手掌像什么?对,像一个平面,今天我们开始认识数学中的平面.思路2.(事例导入)观察长方体(图1),你能发现长方体的顶点、棱所在的直线,以及侧面、底面之间的关系吗?图1长方体由上、下、前、后、左、右六个面围成.有些面是平行的,有些面是相交的;有些棱所在的直线与面平行,有些棱所在的直线与面相交;每条棱所在的直线都可以看成是某个面内的直线等等.空间中的点、直线、平面之间有哪些位置关系呢?本节我们将讨论这个问题.(二)推进新课、新知探究、提出问题①怎样理解平面这一最基本的几何概念;②平面的画法与表示方法;③如何描述点与直线、平面的位置关系?④直线与平面有一个公共点,直线是否在平面内?直线与平面至少有几个公共点才能判断直线在平面内?⑤根据自己的生活经验,几个点能确定一个平面?⑥如果两个不重合的平面有一个公共点,它们的位置关系如何?请画图表示;⑦描述点、直线、平面的位置关系常用几种语言?⑧自己总结三个公理的有关内容.活动:让学生先思考或讨论,然后再回答,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.对有困难的学生可提示如下:①回忆我们学过的最基本的概念(原始概念),如点、直线、集合等.②我们的桌面看起来像什么图形?表示平面和表示点、直线一样,通常用英文字母或希腊字母表示.③点在直线上和点在直线外;点在平面内和点在平面外.④确定一条直线需要几个点?⑤引导学生观察教室的门由几个点确定.⑥两个平面不可能仅有一个公共点,因为平面有无限延展性.⑦文字语言、图形语言、符号语言.⑧平面的基本性质小结.讨论结果:①平面与我们学过的点、直线、集合等概念一样都是最基本的概念(不加定义的原始概念),只能通过对它描述加以理解,可以用它定义其他概念,不能用其他概念来定义它,因为它是不加定义的.平面的基本特征是无限延展性,很像如来佛的手掌(吴承恩的立体几何一定不错).②我们的桌面看起来像平行四边形,因此平面通常画成平行四边形,有些时候我们也可以用圆或三角形等图形来表示平面,如图2.平行四边形的锐角通常画成45°,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,我们常把它遮挡的部分用虚线画出来,如图3.图2 图3平面的表示法有如下几种:(1)在一个希腊字母α、β、γ的前面加“平面”二字,如平面α、平面β、平面γ等,且字母通常写在平行四边形的一个锐角内(图4);(2)用平行四边形的四个字母表示,如平面ABCD (图5);(3)用表示平行四边形的两个相对顶点的字母来表示,如平面AC (图5).图4 图5 ③下面我们总结点与直线、平面的位置关系如下表:点A 在直线a 上(或直线a 经过点A )A∈a 元素与集合间的关系点A 在直线a 外(或直线a 不经过点A )A ∉a 点A 在平面α内(或平面α经过点A ) A∈α 点A 在平面α外(或平面α不经过点A )A ∉α④直线上有一个点在平面内,直线没有全部落在平面内(图7),直线上有两个点在平面内,则直线全部落在平面内.例如用直尺紧贴着玻璃黑板,则直尺落在平面内.公理1:如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在这个平面内.这是用文字语言描述,我们也可以用符号语言和图形语言(图6)描述.空间图形的基本元素是点、直线、平面.从运动的观点看,点动成线,线动成面,从而可以把直线、平面看成是点的集合,因此它们之间的关系除了用文字和图形表示外,还可借用集合中的符号语言来表示.规定直线用两个大写的英文字母或一个小写的英文字母表示,点用一个大写的英文字母表示,而平面则用一个小写的希腊字母表示.公理1也可以用符号语言表示:若A∈a,B∈a,且A∈α,B∈α,则a ⊂α.图6 图7请同学们用符号语言和图形语言描述直线与平面相交.若A∈a,B∈a,且A ∉α,B∈α,则a ⊄α.如图(图7).⑤在生活中,我们常常可以看到这样的现象:三脚架可以牢固地支撑照相机或测量用的平板仪等等.上述事实和类似的经验可以归纳为下面的公理.公理2:经过不在同一直线上的三点,有且只有一个平面.如图(图8).图8公理2刻画了平面特有的性质,它是确定一个平面位置的依据之一.⑥我们用平行四边形来表示平面,那么平面是不是只有平行四边形这么个范围呢?不是,因为平面是无限延展的.直线是可以落在平面内的,因为直线是无限延伸的,如果平面是有限的,那么无限延伸的直线又怎么能在有限的平面内呢?所以平面具有无限延展的特征.现在我们根据平面的无限延展性来观察一个现象(课件演示给学生看).问:两个平面会不会只有一个公共点?不会,因为平面是无限延展的,应当有很多公共点.正因为平面是无限延展的,所以有一个公共点,必有无数个公共点.那么这无数个公共点在什么位置呢?可见,这无数个公共点在一条直线上.这说明,如果两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线.此时,就说两平面相交,交线就是公共点的集合,这就是公理3.如图(图9),用符号语言表示为:P∈α,且P∈β⇒α∩β=l,且P∈l.图9公理3告诉我们,如果两个不重合的平面有一个公共点,那么这两个平面一定相交,且其交线一定过这个公共点.也就是说,如果两个平面有一个公共点,那么它们必定还有另外一个公共点,只要找出这两个平面的两个公共点,就找出了它们的交线.由此看出公理3不仅给出了两个平面相交的依据,还告诉我们所有交点在同一条直线上,并给出了找这条交线的方法.⑦描述点、直线、平面的位置关系常用3种语言:文字语言、图形语言、符号语言.(三)应用示例思路1例1 如图10,用符号语言表示下列图形中点、直线、平面之间的位置关系.图10活动:学生自己思考或讨论,再写出(最好用实物投影仪展示写的正确的答案).教师在学生中巡视,发现问题及时纠正,并及时评价.解:在(1)中,α∩β=l,a∩α=A,a∩β=B.在(2)中,α∩β=l,a⊂α,b⊂β,a∩l=P,b∩l=P.变式训练1.画图表示下列由集合符号给出的关系:(1)A∈α,B∉α,A∈l,B∈l;(2)a⊂α,b⊂β,a∥c,b∩c=P,α∩β=c.解:如图11.图112.根据下列条件,画出图形.(1)平面α∩平面β=l,直线AB⊂α,AB∥l,E∈AB,直线EF∩β=F,F∉l;(2)平面α∩平面β=a,△ABC的三个顶点满足条件:A∈a,B∈α,B∉a,C∈β,C∉a.答案:如图12.图12点评:图形语言与符号语言的转换是本节的重点,主要有两种题型:(1)根据图形,先判断点、直线、平面的位置关系,然后用符号表示出来.(2)根据符号,想象出点、直线、平面的位置关系,然后用图形表示出来.例2 已知直线a和直线b相交于点A.求证:过直线a和直线b有且只有一个平面.图13证明:如图13,点A是直线a和直线b的交点,在a上取一点B,b上取一点C,根据公理2经过不在同一直线上的三点A、B、C有一个平面α,因为A、B在平面α内,根据公理1,直线a在平面α内,同理直线b在平面α内,即平面α是经过直线a和直线b的平面.又因为A、B在a上,A、C在b上,所以经过直线a和直线b的平面一定经过点A、B、C.于是根据公理2,经过不共线的三点A、B、C的平面有且只有一个,所以经过直线a和直线b的平面有且只有一个.变式训练求证:两两相交且不共点的四条直线在同一平面内.证明:如图14,直线a、b、c、d两两相交,交点分别为A、B、C、D、E、F,图14∵直线a∩直线b=A,∴直线a和直线b确定平面设为α,即a,b⊂α.∵B、C∈a,E、F∈b,∴B、C、E、F∈α.而B、F∈c,C、E∈d,∴c、d⊂α,即a、b、c、d在同一平面内.点评:在今后的学习中经常遇到证明点和直线共面问题,除公理2外,确定平面的依据还有:(1)直线与直线外一点.(2)两条相交直线.(3)两条平行直线.思路2例1 如图15,已知α∩β=EF,A∈α,C、B∈β,BC与EF相交,在图中分别画出平面ABC 与α、β的交线.图15活动:让学生先思考或讨论,然后再回答,经教师提示、点拨,对回答正确的学生及时表扬,对作图不准确的学生提示引导考虑问题的思路.解:如图16所示,连接CB,∵C∈β,B∈β,∴直线CB⊂β.图16∵直线CB⊂平面ABC,∴β∩平面ABC=直线CB.设直线CB与直线EF交于D,∵α∩β=EF,∴D∈α,D∈平面ABC.∵A∈α,A∈平面ABC,∴α∩平面ABC=直线AD.变式训练1.如图17,AD∩平面α=B,AE∩平面α=C,请画出直线DE与平面α的交点P,并指出点P 与直线BC的位置关系.图17解:AD和AC是相交直线,它们确定一个平面ABC,它与平面α的交线为直线BC ,DE ⊂平面ABC ,∴DE 与α的交点P 在直线BC 上.2.如图18,正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1的棱长为8 cm ,M 、N 、P 分别是AB 、A 1D 1、BB 1的中点,图18(1)画出过M 、N 、P 三点的平面与平面A 1B 1C 1D 1的交线,以及与平面BB 1C 1C 的交线.(2)设过M 、N 、P 三点的平面与B 1C 1交于点Q ,求PQ 的长.解:(1)设M 、N 、P 三点确定的平面为α,则α与平面AA 1B 1B 的交线为直线MP ,设MP∩A 1B 1=R ,则RN 是α与平面A 1B 1C 1D 1的交线,设RN∩B 1C 1=Q ,连接PQ ,则PQ 是所要画的平面α与平面BB 1C 1C 的交线.如图18.(2)正方体棱长为8 cm ,B 1R=BM=4 cm ,又A 1N=4 cm ,B 1Q=31A 1N, ∴B 1Q=31×4=34(cm ).在△PB 1Q 中,B 1P=4 cm ,B 1Q=34cm , ∴PQ=10342121=+Q B P B cm. 点评:公理3给出了两个平面相交的依据,我们经常利用公理3找两平面的交点和交线. 例2 已知△ABC 三边所在直线分别与平面α交于P 、Q 、R 三点,求证:P 、Q 、R 三点共线.解:如图19,∵A、B 、C 是不在同一直线上的三点,图19∴过A 、B 、C 有一个平面β.又∵AB∩α=P ,且AB ⊂β,∴点P 既在β内又在α内.设α∩β=l,则P ∈l,同理可证:Q ∈l,R ∈l,∴P、Q 、R 三点共线.变式训练三个平面两两相交于三条直线,若这三条直线不平行,求证:这三条直线交于一点. 已知平面α、β、γ两两相交于三条直线l 1、l 2、l 3,且l 1、l 2、l 3不平行.求证:l 1、l 2、l 3相交于一点.证明:如图20,α∩β=l 1,β∩γ=l 2,α∩γ=l 3,图20∵l 1⊂β,l 2⊂β,且l 1、l 2不平行,∴l 1与l 2必相交.设l 1∩l 2=P ,则P ∈l 1⊂α,P∈l 2⊂γ,∴P∈α∩γ=l 3.∴l 1、l 2、l 3相交于一点P.点评:共点、共线问题是本节的重点,在高考中也经常考查,其理论依据是公理3.(四)知能训练画一个正方体ABCD —A′B′C′D′,再画出平面ACD′与平面BDC′的交线,并且说明理由.解:如图21,图21∵F∈CD′,∴F∈平面ACD′.∵E∈AC ,∴E∈平面ACD′.∵E∈BD ,∴E∈平面BDC′.∵F∈DC′,∴F∈平面DC′B.∴EF为所求.(五)拓展提升O1是正方体ABCD—A1B1C1D1的上底面的中心,过D1、B1、A作一个截面,求证:此截面与对角线A1C的交点P一定在AO1上.解:如图22,连接A1C1、AC,图22因AA1∥CC1,则AA1与CC1可确定一个平面AC1,易知截面AD1B1与平面AC1有公共点A、O1,所以截面AD1B1与平面AC1的交线为AO1.又P∈A1C,得P∈平面AC1,而P∈截面AB1D1,故P在两平面的交线上,即P∈AO1.点评:证明共点、共线问题关键是利用两平面的交点必在交线上.(六)课堂小结1.平面是一个不加定义的原始概念,其基本特征是无限延展性.2.通过三个公理介绍了平面的基本性质,及作用.(七)作业课本习题2.1 A组5、6.§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图示:如图(1)(2)所示,为了表示异面直线不共面的特点,作图时,通常用一个或两个平面来衬托.(2)空间两条直线的位置关系①相交直线——同一平面内,__有且只有__一个公共点.②平行直线——同一平面内,__没有___公共点.③异面直线——不同在任何一个平面内,没有公共点.注:(1)若无特别说明,书中的两条直线均指不重合的两条直线.(2)空间两条直线的位置关系空间两条直线平行3.空间中直线与平面(1)位置关系:有且只有三种①直线在平面内——有无数个公共点;②直线与平面相交——有且只有一个公共点;③直线与平面平行——没有公共点.直线与平面相交或平行的情况统称为直线在平面外.(2)符号表示:直线l在平面α内,记为 l⊂α;直线l与平面α相交于点M,记为_l∩α=M_;直线l与平面α平行,记为l∥α .(3)图示:直线l在平面α内,如图a所示;直线l与平面α相交于点M,如图b所示;直线l与平面α平行,如图c所示.4.空间中直线与平面(1)位置关系:有且只有两种①两个平面平行——没有公共点;②两个平面相交——有一条公共直线.(2)符号表示:两个平面α,β平行,记为α∥β;两个平面α,β相交于直线l,记为α∩β=l.(3)图示:两个平面α,β平行,如图a所示;两个平面α,β相交于直线l,如图b所示.2.2直线、平面平行的判定及其性质1.直线与平面平行的判定直线与平面平行的判定定理:2.平面与平面平行的判定平面与平面平行的判定定理:3.直线与平面平行的性质直线与平面平行的性质定理:4.平面与平面平行的性质平面与平面平行的性质定理:2.3直线、平面垂直的判定及其性质1.直线与平面垂直的含义及判定定理含义:判定地理:2.平面与平面垂直的判定(1)二面角(2)平面与平面垂直①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.平面α与平面β垂直,记作α⊥β.②画法:两个互相垂直的平面通常把直立平面的竖边画成与水平平面的横边垂直.如图所示.③判定定理3.直线与平面垂直的性质定理直线与平面垂直的性质定理:4.直线与平面垂直的性质定理平面与平面垂直的性质定理:二、重难点直线、平面平行的判定及其性质1.应用判定定理证明线面平行的步骤上面的第一步“找”是证题的关键,其常用方法有:利用三角形、梯形中位线的性质;利用平行四边形的性质;利用平行线分线段成比例定理.2.证明直线与平面平行的方法(1)定义:证明直线与平面无公共点(不易操作).(2)排除法:证明直线与平面不相交,直线也不在平面内.(3)判定定理法.3.对面面平行的判定定理的理解(1)定理可简记为:线面平行,则面面平行.这里的“线面”是指一个平面内的两条相交直线和另一个平面.(2)用该定理判定两个平面平行需同时满足5个条件: a⊂α,b⊂α,a∩b=A,a∥β,b∥β. 4.平面与平面平行的判定方法:(1)定义法:两个平面没有公共点;(2)判定定理:一个平面内的两条相交直线分别平行于另一个平面;(3)转化为线线平行:平面α内的两条相交直线与平面β内的两条相交直线分别平行,则α∥β;(4)利用平行平面的传递性:若α∥β,β∥γ,则α∥γ.直线、平面垂直的判定及其性质1.线面垂直的判定定理的应用(1)利用直线与平面垂直的判定定理判定直线与平面垂直的步骤:①在这个平面内找两条直线,使它和这条直线垂直;②确定这个平面内的两条直线是相交的直线;③根据判定定理得出结论.(2)利用直线与平面垂直的判定定理判定直线与平面垂直的技巧:证明线面垂直时要注意分析几何图形,寻找隐含的和题目中推导出的线线垂直关系,进而证明线面垂直.三角形全等、等腰三角形、梯形底边的中线、高;菱形、正方形的对角线、三角形中的勾股定理等都是找线线垂直的方法.2.证明平面与平面垂直的方法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,判定定理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.3.证明线线平行常有如下方法:(1)利用线线平行定义:证共面且无公共点;(2)利用三线平行公理:证两线同时平行于第三条直线;(3)利用线面平行的性质定理:把证线线平行转化为证线面平行;(4)利用线面垂直的性质定理:把证线线平行转化为证线面垂直;(5)利用面面平行的性质定理:把证线线平行转化为证面面平行.特别提醒:“平行关系”与“垂直关系”在特定条件下是可以相互转化的.三、易错点直线、平面平行的判定及其性质1.线面平行判定定理应用的误区(1)条件罗列不全,最易忘记的条件是a⊄α与b⊂α.(2)不能利用题目条件顺利地找到两平行直线.直线、平面垂直的判定及其性质注意线面垂直与平行的相互转化:(1)空间中直线与直线垂直、直线与平面平行、直线与直线平行可以相互转化,每一种垂直与平行的判定都是从某种垂直与平行开始转化为另一种垂直与平行,最终达到目的.四、例题分析例1、如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,D是AB的中点.证明:BC1∥平面A1CD.例2、如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,点D,E分别是BC与B1C1的中点.求证:平面A1EB∥平面ADC1.例3、求证:如果一条直线和两个相交平面都平行,那么这条直线和它们的交线平行.例4、如图,P为△ABC所在平面外一点,PA⊥平面ABC,∠ABC=90°,AE⊥PB于E,AF ⊥PC于F.求证:(1)BC⊥平面PAB;(2)AE⊥平面PBC;(3)PC⊥平面AEF.例5、如图所示,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=AD=1,AA1=2,M是棱CC1的中点.证明:平面ABM⊥平面A1B1M.例6、如右图所示,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,已知DC=DD1=2AD=2AB,AD⊥DC,AB∥DC.(1)求证:D1C⊥AC1;(2)设E是DC上一点,试确定E的位置,使D1E∥平面A1BD,并说明理由.。
教学设计
课题:直线与平面平行的性质
教材:普通高中课程标准实验教科书人教A版数学必修2§2.2.3
授课教师:
授课时间:
【三维目标】
1.知识与技能
通过教师的适当引导和学生的自主学习,使学生由直观感知获得猜想,经过逻辑论证,推导出直线与平面平行的性质定理,并掌握这一定理.
2.过程与方法
通过直观感知和操作确认的方法,发展几何直觉、运用图形语言进行交流的能力;体会和感受通过自己的观察、操作等活动进行合情推理发现并获得数学结论的过程;通过直线与平面平行的性质定理的实际应用,让学生体会定理的现实意义与重要性.3.情感、态度、价值观
通过主动参与、积极探究的学习过程,提高学习数学的自信心和积极性,培养合作意识和交往能力,领悟化归与转化的数学思想,提高学生分析解决问题的能力.
【教学重点与难点】
1.教学重点直线与平面平行的性质定理.
2.教学难点综合应用线面平行的判定定理和性质定理.
【教学过程】
b β=.b β=,所以 b α⊂//a α, 所以又因为,a β⊂,
c β=.因为//a α,c β=,
所以//a c .
c . 是平行四边形, 所以//EH FG . ABC 平面, ABC 平面EFGH 平面
【布置作业】
教材P645、6.。
第二章空间点、直线、平面之间的位置关系第2. 1.4节平面与平面之间的位置关系【本节教材分析】(一)三维目标1.知识与技能结合图形正确理解空间中平面与平面之间的位置关系2.过程与方法进一步熟悉文字语言、图形语言、符号语言的相互转换.3.情感态度与价值观进一步培养学生的空间想象能力,培养学生全面思考问题的能力.(二)教学重点空间平面与平面之间的位置关系。
平面与平面的相交和平行.(三)教学难点用图形表达直线与平面、平面与平面的位置关系。
(四)教学建议空间中平面与平面之间的位置关系是立体几何中最重要的位置关系,平面与平面的相交和平行是本节的重点和难点.空间中平面与平面之间的位置关系是根据交点个数来定义的,要求学生在公理3的基础上会判断平面与平面之间的位置关系.本节重点是结合图形判断空间中平面与平面之间的位置关系.【新课导入设计】导入一:(情境导入)拿出两本书,看作两个平面,上下、左右移动和翻转,它们之间的位置关系有几种?导入二:(事例导入)观察长方体(图1),围成长方体ABCD—A′B′C′D′的六个面,两两之间的位置关系有几种?图1【课堂结构】提出问题①什么叫做两个平面平行?②两个平面平行的画法.③回忆两个平面相交的依据.④什么叫做两个平面相交?⑤用三种语言描述平面与平面之间的位置关系.活动:先让学生思考,后再回答,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.问题①引导学生回忆直线与平面平行的定义.问题②怎样体现两个平面平行的特点.问题③两个平面有一个公共点,两平面是否相交.问题④回忆公理三.问题⑤鼓励学生自我训练.讨论结果:①两个平面平行——没有公共点.②画两个互相平行的平面时,要注意使表示平面的平行四边形的对应边平行,如图2.图2 图3③如果两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线.此时,就说两平面相交,交线就是公共点的集合,这就是公理 3.如图3,用符号语言表示为:P∈α且P∈β⇒α∩β=l,且P∈l.④两个平面相交——有一条公共直线.⑤如果两个平面没有公共点,则两平面平行⇔若α∩β=∅,则α∥β.如果两个平面有一条公共直线,则两平面相交⇔若α∩β=AB,则α与β相交.两平面平行与相交的图形表示如图4.图4例题讲解例1 已知平面α,β,直线a,b,且α∥β,a⊂α,b⊂β,则直线a与直线b具有怎样的位置关系?活动:学生自己思考或讨论,再写出正确的答案.教师在学生中巡视,发现问题及时纠正,并及时评价.解:如图5,直线a与直线b的位置关系为平行或异面.图5例2 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:三个平面两两相交,它们的交线有一条或三条,如图6.图6变式训练α、β是两个不重合的平面,在下列条件中,可判定α∥β的是( )A.α、β都平行于直线l、mB.α内有三个不共线的点到β的距离相等C.l、m是α内的两条直线,且l∥β,m∥βD.l、m是两条异面直线,且l∥α、m∥α、l∥β,m∥β分析:如图7,分别是A、B、C的反例.图7答案:D点评:判断正误要结合图形,并善于发现反例,即注意发散思维.例3 平面α内有无数条直线与平面β平行,那么α∥β是否正确?说明道理.解:不正确.如右下图,设α∩β=l,则在α内与l平行的直线可以有无数条a1,a2,…,an,…,它们是一组平行线.这时a1,a2,…,an,…,与平面β都平行,但此时α不平行于β,α∩β=l.例4 在以下四个命题中,正确的命题是( )①平面α内有两条直线和平面β平行,那么这两个平面平行;②平面α内有无数条直线和平面β平行,则α与β平行;③平面α内△ABC 的三个顶点到平面β的距离相等,则α与β平行;A .③B .②C .②③D .都不正确解析:如图所示正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,对于①,平面A 1D 1DA 中,AD ∥平面A 1B 1C 1D 1,分别取AA 1、DD 1的中点E ,F ,连结EF ,则知EF ∥平面A 1B 1C 1D 1.但平面AA 1D 1D 与平面A 1B 1C 1D1是相交的,交线为A 1D 1,故命题①错.对于②,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中的面AA 1D 1D 中,与AD 平行的直线有无数条,但平面AA 1D 1D 与平面A 1B 1C 1D 1不平行而是相交于直线A 1D 1,故②是错的.对于③,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,取AA 1,DD 1,BB 1,CC 1中点E ,F ,G ,H ,A 1,B ,C 到平面EFHG 的距离相等,而△A 1BC 与面EFHG 相交,故③是错的.答案:D课堂小结本节主要学习平面与平面的位置关系,平面与平面的位置关系有两种:①两个平面平行——没有公共点;②两个平面相交——有一条公共直线.另外,空间想象能力的培养是本节的重点和难点.作业课本习题2.1 B 组1、2、3.当堂检测:。
§2.1.1 平面1. 了解平面的描述性概念;2. 掌握平面的表示方法和基本画法;3. 掌握平面的基本性质;4. 能正确地用数学语言表示点、直线、平面以及它们之间的关系.4043引入:平面是构成空间几何体的基本要素.那么什么是平面呢?平面如何表示呢?平面又有哪些性质呢?二、新课导学※ 探索新知探究1:平面的概念与表示问题:生活中哪些物体给人以平面形象?你觉得平面可以拉伸吗?平面有厚薄之分吗?新知1:平面(plane)是平的;平面是可以无限延展的;平面没有厚薄之分.问题:通常我们用一条线段表示直线,那你认为用什么图形表示平面比较合适呢?新知2:如上图,通常用平行四边形来表示平面.平面可以用希腊字母,,αβγ来表示,也可以用平行四边形的四个顶点来表示,还可以简单的用对角线的端点字母表示.如平面α,平面ABCD ,平面AC 等.规定:①画平行四边形,锐角画成45°,横边长等于其邻边长的2倍;②两个平面相交时,画出交线,被遮挡部分用虚线画出来;③用希腊字母表示平面时,字母标注在锐角内.问题:点动成线、线动成面.联系集合的观点,点和直线、平面的位置关系怎么表示?直线和平面呢?新知3:⑴点A 在平面α内,记作A α∈;点A 在平面α外,记作A α∉.⑵点P 在直线l 上,记作P l ∈,点P 在直线外,记作P l ∉.⑶直线l 上所有点都在平面α内,则直线l 在平面α内(平面α经过直线l ),记作l α⊂;否则直线就在平面外,记作l α⊄.探究2:平面的性质问题:直线l 与平面α有一个公共点P ,直线l 是否在平面α内?有两个公共点呢?新知4: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.用集合符号表示为:,,A l B l ∈∈且,A B l ααα∈∈⇒⊂问题:两点确定一直线,两点能确定一个平面吗?任意三点能确定一个平面吗?新知5:公理2 过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面. 如上图,三点确定平面ABC .问题:把三角板的一个角立在课桌面上,三角板所在平面与桌面所在平面是否只相交于点B ?为什么?新知6: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.如下图所示:平面α与平面β相交于直线l ,记作l αβ= .公理3用集合符号表示为,P a ∈且P β∈⇒l αβ= ,且P l ∈※ 典型例题例1 如图,用符号表示下列图形中点、直线、平面之间的位置关系.例2 如图在正方体ABCD A B C D ''''-中,判断下列命题是否正确,并说明理由:⑴直线AC 在平面ABCD⑵设上下底面中心为,O O 则平面AA C C ''与平面BB DD'的交线为OO '; ⑶点,,A O C '⑷平面AB C ''与平面AC '重合.※ 动手试试练 用符号表示下列语句,并画出相应的图形:⑴点A 在平面α内,但点B 在平面α外;⑵直线a 经过平面α外的一点M ;⑶直线a 既在平面α内,又在平面β内.三、总结提升※ 学习小结1. 平面的特征、画法、表示;2. 平面的基本性质(三个公理);3. 用符号表示点、线、面的关系.※ 知识拓展平面的三个性质是公理(不需要证明,直接可以用),是用公理化方法证明命题的基础.其中公理1可以用来判断直线或者点是否在平面内;公理2用来确定一个平面,判断两平面重合,或者证明点、线共面;公理3用来判断两个平面相交,证明点共线或者线共点的问题.※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 下面说法正确的是( ).①平面ABCD 的面积为210cm ②100个平面重合比50个平面重合厚③空间图形中虚线都是辅助线④平面不一定用平行四边形表示.A.①B.②C.③D.④2. 下列结论正确的是( ).①经过一条直线和这条直线外一点可以确定一个平面②经过两条相交直线,可以确定一个平面③经过两条平行直线,可以确定一个平面④经过空间任意三点可以确定一个平面A.1个B.2个C.3个D.4个3.GH ).A.在直线DB 上B.在直线AB 上C.在直线CB 上4. 直线12,l l 相交于点P ,并且分别与平面γ相交于点,A B 两点,用符号表示为____________________.5. 两个平面不重合,在一个面内取4点,另一个面内取3点,这些点最多能够确定平面_______个.课后作业1. 画出满足下列条件的图形:⑴三个平面:一个水平,一个竖直,一个倾斜;⑵ ,,,l AB CD αβαβ=⊂⊂ AB ∥l ,CD ∥l .2.如图在正方体中,A 是顶点,,B C 都是棱的中点,请作出经过,,A B C 三点的平面与正方体的截面.§2.1.2空间直线与直线之间的位置关系学习目标1. 正确理解异面直线的定义;2. 会判断空间两条直线的位置关系;3. 掌握平行公理及空间等角定理的内容和应用;4. 会求异面直线所成角的大小.学习过程一、课前准备4447复习1:平面的特点是______、 _______ 、_______.复习2:平面性质(三公理)公理1___________________________________;公理2___________________________________;公理3___________________________________.二、新课导学探究1:异面直线及直线间的位置关系问题:平面内两条直线要么平行要么相交(重合不考虑),空间两条直线呢?观察:如图在长方体中,直线A B '与CC '的位置关系如何?结论:直线A B '与CC '既不相交,也不平行.新知1:像直线A B '与CC '这样不同在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线(skew lines).试试:请在上图的长方体中,再找出3对异面直线.问题:作图时,怎样才能表示两条直线是异面的?新知2:异面直线的画法有如下几种(,a b 异面):试试:请你归纳出空间直线的位置关系.探究2:平行公理及空间等角定理问题:平面内若两条直线都和第三条直线平行,则这两条直线互相平行,空间是否有类似规律?观察:如图2-1,在长方体中,直线C D ''∥A B '',AB ∥A B '',那么直线AB 与C D ''平行吗?图2-1新知3: 公理4 (平行公理)平行于同一条直线的两条直线互相平行.问题:平面上,如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,则这两个角相等或者互补,空间是否有类似结论?观察:在图2-1中,ADC ∠与A D C '''∠,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?新知4: 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.探究3:异面直线所成的角问题:平面内两条直线的夹角是如何定义的?想一想异面直线所成的角该怎么定义?图2-2新知5: 如图2-2,已知两条异面直线,a b ,经过空间任一点O 作直线 a '∥a ,b '∥b ,把a '与b '所成的锐角(或直角)叫做异面直线,a b 所成的角(夹角).如果两条异面直线所成的角是直角,就说这两条直线互相垂直,记作a b ⊥.反思:思考下列问题.⑴ 作异面直线夹角时,夹角的大小与点O 的位置有关吗?点O 的位置怎样取才比较简便? ⑵ 异面直线所成的角的范围是多少?⑶ 两条互相垂直的直线一定在同一平面上吗?⑷ 异面直线的夹角是通过什么样的方法作出来的?它体现了什么样的数学思想?※ 典型例题例1 如图2-3,,,,E F G H 分别为空间四边形ABCD 各边,,,AB BC CD DA 的中点,若对角线2,BD = 4AC =,则22EG HF +的值为多少?(性质:平行四边形的对角线的平方和等于四条边的平方和).图2-3例2 如图2-4,在正方体中,求下列异面直线所成的角.⑴BA '和CC ' ⑵B D ''和C A '图2-4※ 动手试试练 正方体ABCD A B C D ''''-的棱长为a ,求异面直线AC 与A D ''所成的角.三、总结提升※ 学习小结1. 异面直线的定义、夹角的定义及求法;2. 空间直线的位置关系;3. 平行公理及空间等角定理.※ 知识拓展异面直线的判定定理:过平面外一点与平面内一点的直线,和平面内不经过该点的直线是异面直线.如图,,,,a A B B a ααα⊂∉∈∉,则直线AB 与直线α是异面直线.※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. ,,a b c 为三条直线,如果,a c b c ⊥⊥,则,a b 的位置关系必定是( ).A.相交B.平行C.异面D.以上答案都不对2. 已知,a b 是异面直线,直线c 平行于直线a ,那么c 与b ( ).A.一定是异面直线B.一定是相交直线C.不可能是平行直线D.不可能是相交直线3. 已知l αβ= ,,a b αβ⊂⊂,且,a b 是异面直线,那么直线l ( ).A.至多与,a b 中的一条相交B.至少与,a b 中的一条相交C.与,a b 都相交D.至少与,a b 中的一条平行4. 正方体ABCD A B C D ''''-的十二条棱中,与直线AC '是异面直线关系的有___________条.5. 长方体1111ABCD A B C D -中,3AB =,2,BC =1AA=1,异面直线AC 与11A D 所成角的余弦值是______.1. 已知,E E 是正方体AC '棱AD ,A D ''的中点,求证:CEB C E B '''∠=∠.2. 如图2-5,在三棱锥P ABC -中,PA BC ⊥,E 、F 分别是PC 和AB 上的点,且32PE AF EC FB ==,设EF 与PA 、BC 所成的角分别为,αβ, 求证:90αβ+=°.图2-5§2.1.3空间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1. 掌握直线与平面之间的位置关系,理解直线在平面外的概念,会判断直线与平面的位置关系;2. 掌握两平面之间的位置关系,会画相交平面的图形.4850复习1:空间任意两条直线的位置关系有_______、_______、_______三种.复习2:异面直线是指________________________的两条直线,它们的夹角可以通过______________ 的方式作出,其范围是___________.复习3:平行公理:__________________________________________;空间等角定理:_______________________________________________________.二、新课导学※ 探索新知探究1:空间直线与平面的位置关系问题:用铅笔表示一条直线,作业本表示一个平面,你试着比画,它们之间有几种位置关系?观察:如图3-1,直线A B '与长方体的六个面有几种位置关系?图3-1新知1:直线与平面位置关系只有三种:⑴直线在平面内——⑵直线与平面相交——⑶直线与平面平行——其中,⑵、⑶两种情况统称为直线在平面外.反思:⑴从交点个数方面来分析,上述三种关系对应的交点有多少个?请把结果写在新知1的——符号后面⑵请你试着把上述三种关系用图形表示出来,并想想用符号语言该怎么描述.探究2:平面与平面的位置关系问题:平面与平面的位置关系有几种?你试着拿两个作业本比画比画.观察:还是在长方体中,如图3-2,你看看它的六个面两两之间的位置关系有几种?图3-2新知2:两个平面的位置关系只有两种:⑴两个平面平行——没有公共点⑵两个平面相交——有一条公共直线试试:请你试着把平面的两种关系用图形以及符号语言表示出来.※典型例题例1 下列命题中正确的个数是()①若直线l上有无数个点不在平面α内,则l∥α.②若直线l与平面α平行,则l与平面α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α平行,则l 与平面α内的任意一条直线都没有公共点.A.0B.1C.2D.3例2 已知平面,αβ,直线,a b ,且α∥β,a α⊂,b β⊂,则直线a 与直线b 具有怎样的位置关系?※ 动手试试练1. 若直线a 不平行于平面α,且a α⊄,则下列结论成立的是( )A.α内的所有直线与a 异面B.α内不存在与a 平行的直线C.α内存在唯一的直线与a 平行D.α内的直线与a 都相交.练2. 已知,,a b c 为三条不重合的直线,,,αβγ为三个不重合的平面:①a ∥c ,b ∥c ⇒a ∥b ;②a ∥γ,b ∥γ⇒a ∥b ;③a ∥c ,c ∥α⇒a ∥α;④a ∥γ,a ∥αα⇒∥γ;⑤a α⊄,b α⊂,a ∥b ⇒a ∥α.其中正确的命题是( )A.①⑤B.①②C.②④D.③⑤三、总结提升※ 学习小结1. 直线与平面、平面与平面的位置关系;2. 位置关系用图形语言、符号语言如何表示;3. 长方体作为模型研究空间问题的重要性.※ 知识拓展求类似确定空间的部分、平面的个数、交线的条数、交点的个数问题,都应对相应的点、线、面的位置关系进行分类讨论,做到不重不漏.分类讨论是数学中常用的重要数学思想方法,可以使问题化难为易、化繁为简.※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分: 1. 直线l 在平面α外,则( ).A.l ∥αB.l 与α至少有一个公共点C.l A α=D.l 与α至多有一个公共点 2. 已知a ∥α,b α⊂,则( ). A.a ∥b B.a 和b 相交C.a 和b 异面D.a 与b 平行或异面3. 四棱柱的的六个面中,平行平面有( ). A.1对 B.1对或2对 C.1对或2对或3对D.0对或1对或2对或3对4. 过直线外一点与这条直线平行的直线有____条;过直线外一点与这条直线平行的平面有____个.5. 若在两个平面内各有一条直线,且这两条直线互相平行,那么这两个平面的位置关系一定是______.1. 已知直线,a b 及平面α满足: a ∥α,b ∥α,则 直线,a b 的位置关系如何?画图表示.2. 两个不重合的平面,可以将空间划为几个部分?三个呢?试画图加以说明.空间点、直线、平面之间的位置关系(练习)1. 理解和掌握平面的性质定理,能合理运用;2. 掌握直线与直线、直线与平面、平面与平面的位置关系;3. 会判断异面直线,掌握异面直线的求法;4.会用图形语言、符号语言表示点、线、面的位置关系. 4050 复习1:概念与性质⑴平面的特征和平面的性质(三个公理); ⑵平行公理、等角定理;⑶直线与直线的位置关系⎧⎪⎨⎪⎩平行相交异面⑷直线与平面的位置关系⎧⎪⎨⎪⎩在平面内相交平行⑸平面与平面的位置关系⎧⎨⎩平行相交复习2:异面直线夹角的求法:平移线段作角,解三角形求角.复习3:图形语言、符号语言表示点、线、面的位置关系⑴点与线、点与面的关系; ⑵线与线、线与面的关系; ⑶面与面的关系.二、新课导学 ※ 典型例题例1 如图4-1,ABC ∆在平面α外,AB P α= ,BC Q α= ,AC R α= ,求证:P ,Q ,R 三点共线.图4-1小结:证明点共线的基本方法有两种 ⑴找出两个面的交线,证明若干点都是这两个平面的公共点,由公理3可推知这些点都在交线上,即证若干点共线.⑵选择其中两点确定一条直线,证明另外一些点也都在这条直线上.例2 如图4-2,空间四边形ABCD中,E,F分别是AB和CB上的点,G,H分别是CD和AD 上的点,且EH FG与相交于点K.求证:EH,BD,FG三条直线相交于同一点.图4-2小结:证明三线共点的基本方法为:先确定待证的三线中的两条相交于一点,再证明此点是二直线所在平面的公共点,第三条直线是两个平面的交线,由公理3得证这三线共点.例3 如图4-3,如果两条异面直线称作“一对”,那么在正方体的12条棱中,共有异面直线多少对?图4-3反思:分析清楚几何特点是避免重复计数的关键,计数问题必须避免盲目乱数,分类时要不重不漏.※动手试试练1. 如图4-4,是正方体的平面展开图,图4-4则在这个正方体中:①BM与ED平行②CN与BE是异面直线③CN与BM成60°角④DM与BN是异面直线其中正确命题的序号是()A.①②③B.②④C.③④D.②③④练2. 如图4-5,在正方体中,E,F分别为AB、AA'的中点,求证:CE,DF',DA三线交于一点.图4-5练3. 由一条直线和这条直线外不共线的三点,能确定平面的个数为多少?小结:分类讨论的数学思想三、总结提升 ※ 学习小结1. 平面及平面基本性质的应用;2. 点、线、面的位置关系;3. 异面直线的判定及夹角问题.※ 知识拓展异面直线的判定方法:①定义法:利用异面直线的定义,说明两直线不平行,也不相交,即不可能在同一个平面内. ②定理法:利用异面直线的判定定理说明.③反证法(常用):假设两条直线不异面,则它们一定共面,即这两条直线可能相交,也可能.※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 直线1l ∥2l ,在1l 上取3个点,在2l 上取2个点,由这5个点确定的平面个数为( ). A.1个 B.3个 C.6个 D.9个2. 下列推理错误的是( ).A.A l ∈,A α∈,B l ∈,B α∈l α⇒⊂B.A α∈,A β∈,B α∈,B β∈AB αβ⇒=C.lα⊄,A l Aα∈⇒∉D.A,B,Cα∈, A,B,Cβ∈,且A,B,C不共线αβ⇒与重合3. a,b是异面直线,b,c是异面直线,则a,c的位置关系是().A.相交、平行或异面B.相交或平行C.异面D.平行或异面4. 若一条直线与两个平行平面中的一个平面平行,则它与另一平面____________.5. 垂直于同一条直线的两条直线位置关系是__________________;两条平行直线中的一条与某一条直线垂直,则另一条和这条直线______.1. 如图4-6,在正方体中M,N分别是AB和DD'的中点,求异面直线BM'与CN所成的角.图4-62. 如图4-7,已知不共面的直线a,b,c相交于O点,M,P点是直线α上两点,N,Q分别是直线b,c上一点.求证:MN和PQ是异面直线.§2.2.1 直线与平面平行的判定1. 通过生活中的实际情况,建立几何模型,了解直线与平面平行的背景;2. 理解和掌握直线与平面平行的判定定理,并会用其证明线面平行.5455复习:直线与平面的位置关系有______________,_______________,_________________.讨论:直线和平面的位置关系中,平行是最重要的关系之一,那么如何判定直线和平面是平行的呢?根据定义好判断吗?二、新课导学※探索新知探究1:直线与平面平行的背景分析实例1:如图5-1,一面墙上有一扇门,门扇的两边是平行的.当门扇绕着墙上的一边转动时,观察门扇转动的一边l与墙所在的平面位置关系如何?图5-1实例2:如图5-2,将一本书平放在桌面上,翻动书的封面,观察封面边缘所在直线l与桌面所在的平面具有怎样的位置关系?图5-2结论:上述两个问题中的直线l与对应平面都是平行的.探究2:直线与平面平行的判定定理问题:探究1两个实例中的直线l为什么会和对应的平面平行呢?你能猜想出什么结论吗?能作图把这一结论表示出来吗?新知:直线与平面平行的判定定理定理:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行.如图5-3所示,a∥ .图5-3反思:思考下列问题⑴用符号语言如何表示上述定理;⑵上述定理的实质是什么?它体现了什么数学思想?⑶如果要证明这个定理,该如何证明呢?※ 典型例题例1 有一块木料如图5-4所示,P 为平面BCEF 内一点,要求过点P 在平面BCEF 内作一条直线与平面ABCD 平行,应该如何画线?图5-4例2 如图5-5,空间四边形ABCD 中,,E F 分别是,AB AD 的中点,求证:EF ∥平面BCD .图5-5※ 动手试试练1. 正方形ABCD 与正方形ABEF 交于AB ,M 和 N 分别为AC 和BF 上的点,且AM FN =,如图5-6 所示.求证:MN ∥平面BEC .图5-6练2. 已知ABC ∆,,D E 分别为,AC AB 的中点,沿DE 将ADE ∆折起,使A 到A '的位置,设M 是A B '的中点,求证:ME ∥平面A CD '.三、总结提升 ※ 学习小结1. 直线与平面平行判定定理及其应用,其核心是线线平行⇒线面平行;2. 转化思想的运用:空间问题转化为平面问题.※ 知识拓展判定直线与平面平行通常有三种方法:⑴利用定义:证明直线与平面没有公共点.但直接证明是困难的,往往借助于反正法来证明. ⑵利用判定定理,其关键是证明线线平行.证明线线平行可利用平行公理、中位线、比例线段等等.⑶利用平面与平面平行的性质.(后面将会学习到)※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 若直线与平面平行,则这条直线与这个平面内的( ). 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.无数条直线不相交2. 下列结论正确的是( ). A.平行于同一平面的两直线平行B.直线l 与平面α不相交,则l ∥平面αC.,A B 是平面α外两点,,C D 是平面α内两点,若AC BD =,则AB ∥平面αD.同时与两条异面直线平行的平面有无数个3. 如果AB 、BC 、CD 是不在同一平面内的三条线段,则经过它们中点的平面和直线AC 的位置关系是( ).A.平行B.相交C.AC 在此平面内D.平行或相交4. 在正方体1111ABCD A B C D -的六个面和六个对角面中,与棱AB 平行的面有________个.5. 若直线,a b 相交,且a ∥α,则b 与平面α的位置关系是_____________.1. 如图5-7,在正方体中,E 为1DD 的中点,判断1BD 与平面AEC 的位置关系,并说明理由.图5-72. 如图5-8,在空间四边形ABCD中,P、Q分别是ABC∆和BCD∆的重心.求证:PQ∥平面ACD.图5-8§2.2. 2 平面与平面平行的判定1. 能借助于长方体模型讨论直线与平面、平面与平面的平行问题;2. 理解和掌握两个平面平行的判定定理及其运用;3. 进一步体会转化的数学思想.5657复习1:直线与平面平行的判定定理是______________________________________________________.复习2:两个平面的位置关系有___种,分别为_______和_______.讨论:两个平面平行的定义是两个平面没有公共点,怎样证明两个平面没有公共点呢?你觉得好证吗?二、新课导学※探索新知探究:两个平面平行的判定定理问题1:平面可以看作是由直线构成的.若一平面内的所有直线都与另一个平面平行,则这两个平面平行吗?由此你可以得到什么结论?结论:两个平面平行的问题可以转化为一个平面内的直线与另一个平面平行的问题.问题2:一个平面内所有直线都平行于另外一个平面好证明吗?能否只证明一个平面内若干条直线和另外一个平面平行,那么这两个平面就平行呢?试试:在长方体中,回答下列问题⑴如图6-1,AA AA B B '''⊂面,AA '∥面BB C C '',则面AA B B ''∥面BB C C ''吗?图6-1⑵如图6-2,AA '∥EF ,AA '∥DCC D ''面,EF ∥DCC D ''面,则A AD D ''面∥DCC D ''面吗?图6-2⑶如图6-3,直线A C ''和B D ''相交,且A C ''、B D ''都和平面ABCD 平行(为什么),则平面A B C D ''''∥平面ABCD 吗?图6-3反思:由以上3个问题,你得到了什么结论?新知:两个平面平行的判定定理 一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行.如图6-4所示,α∥β.图6-4反思:⑴定理的实质是什么?⑵用符号语言把定理表示出来.⑶如果要证明定理,该怎么证明呢?※ 典型例题例1 已知正方体1111ABCD A B C D -,如图6-5,求证:平面11AB D ∥1CB D.图6-5例2 如图6-6,已知,a b 是两条异面直线,平面α过a ,与b 平行,平面β过b ,与a 平行,求证:平面α∥平面β图6-6小结:证明面面平行,只需证明线线平行,而且这两条直线必须是相交直线.※ 动手试试练. 如图6-7,正方体中,,,,M N E F 分别是棱A B '',A D '',BC '',CD ''AMN 平面EFDB .三、总结提升※ 学习小结1. 平面与平面平行的判定定理及应用;2. 转化思想的运用.※ 知识拓展判定平面与平面平行通常有5种方法⑴根据两平面平行的定义(常用反证法);⑵根据两平面平行的判定定理;⑶垂直于同一条直线的两个平面平行(以后学习);⑷两个平面同时平行于第三个平面,则这两个平面平行(平行的传递性);⑸一个平面内的两条相交直线分别平行于另外一个平面内的两条直线,则这两个平面平行※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 平面α与平面β平行的条件可以是( ).A.α内有无穷多条直线都与β平行B.直线a 与,αβ都平行,且不在α和β内C.直线a α⊂,直线b β⊂,且a ∥β,b ∥αD.α内的任何直线都与β平行2. 经过平面α外的一条直线a 且与平面α平行的平面( ).A.有且只有一个B.不存在C.至多有一个D.至少有一个3. 设有不同的直线,a b ,及不同的平面α、β,给出的三个命题中正确命题的个数是( ). ①若a ∥α,b ∥α,则a ∥b ②若a ∥α,α∥β,则a ∥β③若,a αα⊂∥β,则a ∥β.A.0个B.1个C.2个D.3个4. 如果两个平面分别经过两条平行线中的一条,则这两个平面的位置关系是________________.5. 若两个平面都平行于两条异面直线中的每一条,则这两平面的位置关系是_______________.1. 如图6-8,在几何体ABC A B C '''-中,1∠+2180∠=°,34180∠+∠=°,求证:平面ABC ∥平面A B C '''.图6-82. 如图6-9,A '、B '、C '分别是PBC ∆、PCA ∆、PAB ∆的重心.求证:面A B C '''∥ABC 面.图6-9§2.2.3 直线与平面平行的性质1. 掌握直线和平面平行的性质定理;2. 能灵活运用线面平行的判定定理和性质定理,掌握“线线”“线面”平行的转化.5860复习1:两个平面平行的判定定理是_________________________________________________;它的实质是由__________平行推出__________平行.复习2:直线与平面平行的判定定理是________________________________________________.讨论:如果直线a 与平面α平行,那么a 和平面α内的直线具有什么样的关系呢?二、新课导学※ 探索新知探究:直线与平面平行的性质定理问题1:如图7-1,直线a 与平面α平行.请在图中的平面α内画出一条和直线a 平行的直线b .图7-1问题2:我们知道两条平行线可以确定一个平面(为什么?),请在图7-1中把直线,a b确定的平面画出来,并且表示为β.问题3:在你画出的图中,平面β是经过直线,a b的平面,显然它和平面α是相交的,并且直线b是这两个平面的交线,而直线a和b又是平行的.因此,你能得到什么结论?请把它用符号语言写在下面.问题4:在图7-2中过直线a再画另外一个平面γ与平面α相交,交线为c.直线a,c平行吗?和你上面得出的结论相符吗?你能不能从理论上加以证明呢?图7-2新知:直线与平面平行的性质定理一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线都与该直线平行.反思:定理的实质是什么?※典型例题例1 如图7-3所示的一块木料中,棱BC平行于A C''面.⑴要经过A C''面内的一点P和棱BC将木料锯开,应怎样画线?⑵所画的线与平面AC是什么位置关系?图7-3。
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。
点、直线、平面之间的位置关系复习(一)课型:复习课一、教学目标1、知识与技能(1)使学生掌握知识结构与联系,进一步巩固、深化所学知识;(2)通过对知识的梳理,提高学生的归纳知识和综合运用知识的能力。
2、过程与方法利用框图对本章知识进行系统的小结,直观、简明再现所学知识,化抽象学习为直观学习,易于识记;同时凸现数学知识的发展和联系。
3情态与价值学生通过知识的整合、梳理,理会空间点、线面间的位置关系及其互相联系,进一步培养学生的空间想象能力和解决问题能力。
二、教学重点、难点重点:各知识点间的网络关系;难点:在空间如何实现平行关系、垂直关系、垂直与平行关系之间的转化。
三、教学设计(一)知识回顾,整体认识1、本章知识回顾(1)空间点、线、面间的位置关系;(2)直线、平面平行的判定及性质;(3)直线、平面垂直的判定及性质。
2、本章知识结构框图平面(公理1、公理2、公理3、公理4)空间直线、平面的位置关系直线与直线的位置关系直线与平面的位置关系平面与平面的位置关系(二)整合知识,发展思维1、刻画平面的三个公理是立体几何公理体系的基石,是研究空间图形问题,进行逻辑推理的基础。
公理1——判定直线是否在平面内的依据;公理2——提供确定平面最基本的依据;公理3——判定两个平面交线位置的依据;公理4——判定空间直线之间平行的依据。
2、空间问题解决的重要思想方法:化空间问题为平面问题;3、空间平行、垂直之间的转化与联系:4、观察和推理是认识世界的两种重要手段,两者相辅相成,缺一不可。
(三)应用举例,深化巩固1、P.73 A 组第1题2、P.74 A 组第6、8题(四)、课堂练习:1.选择题 (1)如图BC 是R t ⊿ABC 的斜边,过A 作⊿ABC 所在平面α垂线AP ,连PB 、PC ,过A 作AD ⊥BC 于D ,连PD ,那么图中直角三角形的个数是( ) (A )4个 (B )6个 (C )7个 (D )8个(2)直线a 与平面α斜交,则在平面α内与直线a 垂直的直线( ) (A )没有 (B )有一条 (C )有无数条 (D )α内所有直线 答案:(1)D (2) C2.填空题(1)边长为a 的正六边形ABCDEF 在平面α内,PA ⊥α,PA =a ,则P 到CD 的距离为 ,P 到BC 的距离为 .(2)AC 是平面α的斜线,且AO =a ,AO 与α成60º角,OC ⊂α,AA '⊥α于A ',∠A 'OC =45º,则A 到直线OC 的距离是 , ∠AOC 的余弦值是 . 答案:(1)a a 27,2; (2)42,414a 3.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,求证:A 1C ⊥平面BC 1D .分析:A 1C 在上底面ABCD 的射影AC ⊥BD, A 1C 在右侧面的射影D 1C ⊥C 1D,所以A 1C ⊥BD, A 1C ⊥C 1D,从而有A 1C ⊥平面BC 1D .直线与直线平行直线与平面平行平面与平面平行直线与直线垂直直线与平面垂直 平面与平面垂直 A A ′CαODCPαABC 1B 11D 1DC课后作业1、阅读本章知识内容,从中体会知识的发展过程,理会问题解决的思想方法;2、P.76 B组第2题。
《2.2.4平面与平面平行的性质》教学设计【教材分析】本节内容为人教版教材必修2第二章第二节平行与垂直是空间中两种特殊而重要的位置关系,也是高考考查的重点之一,求解的关键是根据线与面之间的互化关系,借助创设辅助线或辅助面找到符号语言与图形语言之间的关系解决问题,将空间问题转化为平面问题,提高学生的空间想象能力和逻辑推理能力.【教学目标】1.知识与技能:(1)通过实例,了解平面平行的特点;(2)理解平面与平面平行的性质;(3)会用平面与平面平行的性质解决实际问题.2.过程与方法:通过实例初步了解概念,通过探究深入理解概念的实质,关键是培养学生分析问题,解决问题和转化问题的能力.3.情感态度价值观:(1)平面与平面的位置判断与证明的核心是让学生学会转化思想,灵活运用所学知识;(2)用有现实意义的实例,激发学生兴趣,培养学生探索、发现问题的能力,并能用所学知识解决问题.【重点与难点】1.教学重点:理解平面与平面平行的性质2.教学难点:利用平面与平面平行的性质解决问题.【教学过程】(一)创设情景,揭示课题复习:1.两个平面的位置关系.2.平面与平面平行的的判定定理.问题1:若两个平面平行,那么一个平面内的直线与另一个平面的位置关系学生借助长方体模型思考、交流得出结论:平行问题2:若两个平面平行,那么一个平面内的直线与另一个平面内的直线有何位置关系?学生借助长方体模型思考、交流得出结论:平行或异面问题3:分别在两个平行平面的两条直线满足什么条件时平行?(二)新知探究例1.如图,已知平面α、β、γ满足α//β,a =λα ,b =λβ ,求证a //b .证明:方法一:α//β,βα⊂⊂b a ,,所以b a 、没有公共点,又因为b a 、都在平面γ内,所以a //b .方法二:α//β,α⊂a ,则a //β,又λ⊂a ,b =λβ ,所以a //b .(这用的是什么原理?)归纳:(两个平面平行的性质定理)如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行.数学语言:若α//β,a =λα ,b =λβ ,则a //b .作用:用于证明线与线的平行.练习1.平面与圆台的上、下底面分别交于直线m ,n ,则的位置关系是( )A. 相交B. 异面C. 平行D. 平行或异面例2. 求证:夹在两个平行平面间的平行线段相等.已知:如图α//β,ββαα∈∈∈∈D C B A 、、、,且BD AC //, 求证:BD AC =练习2:如图,α//β,AB 交α、β于B A 、,CD 交α、β于D C 、,S CD AB = ,8=AS ,SC CD BS 求,34,9==.(三)小结与反思1. 平面与平面平行有哪些性质?它们的作用是什么?(1)两个平面平行,则一个平面内的直线平行于另一个平面;(证明线面平行)(2)性质定理:如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行.(证明线线平行)2. 本节学习中涉及了哪些主要的数学方法?(四)作业布置:本书第63页 习题2.2 B 组2、3。