高中数学空间点、直线、平面之间的位置关系教案(第一课时)新课标 人教版 必修2(A)

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必修二空间点直线平面之间位置关系教案

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第二章点、直线、平面之间的地点关系2.1空间点、直线、平面之间的地点关系教课设计A第1课时教课内容:平面教课目的一、知识与技术利用生活中的实物对平面进行描绘,掌握平面的表示法及水平搁置的直观图;掌握平面的基天性质及作用,提高学生的空间想象能力.二、过程与方法在师生的共同议论中,形成对平面的感性认识 .三、感情、态度与价值观经过实例认识到我们所处的世界是一个三维空间,从而增强了学习的兴趣 .教课要点、难点教课要点:平面的观点及表示;平面的基天性质,注意它们的条件、结论、作用、图形语言及符号语言.教课难点:平面基天性质的掌握与运用.教课要点:让学生理解平面的观点,熟记平面的性质及性质的应用,使学生对平面的观点及其性质由感性认识上涨到理性认识.教课打破方法:对三个公义要联合图形进行理解,清楚其用途.教法与学法导航教课方法:研究议论,讲练联合法.学习方法:学生经过阅读教材,联系身旁的实物思虑、沟通,师生共同议论等,从而较好地达成本节课的教课目的.教课准备教师准备:投影仪、投电影、正(长)方形模型、三角板.学生准备:直尺、三角板.教课过程教课教课内容师生互动过程什么是平面?师:生活中常有的如创建一些能看得见的平面黑板、桌面等,给我们以实例.平面的印象,你们能举出情境更多例子吗?那么平面的导入含义是什么呢?这就是我新课们这节课所要学习的内容.续上表设计企图形成平面的概念主题 1.平面含义师:以上实物都给我增强对研究随堂练习判断以下们以平面的印象,几何里知识的合作命题能否正确:所说的平面,就是从这样理解培沟通①书桌面是平面;的一些物体中抽象出来养,自觉②8个平面重叠起来的,可是,几何里的平面研究的要比6个平面重叠起是无穷延展的.学习习来厚;惯.数形③有一个平面的长是联合,加50m,宽是20m;④平面是深理解.绝对的平,无厚度,能够无穷延展的抽象的数学概念.2.平面的画法及表师:在平面几何中,示如何画直线?(一学生上(1)平面的画法:水黑板画)平搁置的平面往常画成一以后教师加以必定,解个平行四边形,锐角画成说、类比,将知识迁徙,45°,且横边画成邻边的2得出平面的画法:倍长(如图).D Cβ假如几个平面画在一起,当一个平面的一部分αα被另一个平面遮住时,应经过类A B画成虚线或不画(打出投比研究,主题电影).培育学研究(2)平面往常用希腊β生知识合作字母α、β、γ等表示,迁徙能沟通如平面α、平面β等,也力,增强能够用表示平面的平行四α知识的边形的四个极点或许相对系统性.的两个极点的大写字母来表示,如平面AC、平面ABCD等.·B(3)平面内有无数个点,平面能够当作点的集·A合.α点A在平面α内,记作:A∈α;点B在平面α外,记作:B α.续上表平面的基天性质公义1:假如一条直线上主题的两点在一个平面内,那么研究这条直线在此平面内.合作沟通A B符号表示为·α·CA∈L·B∈L?L?α.教师指引学生思经过类考教材P41的思虑题,比研究,让学生充足发布自己培育学的看法. 生知识师:把一把直尺边迁徙能缘上的随意两点放在力,增强桌边,能够看到,直尺知识的的整个边沿就落在了系统性.A∈αB∈α公义1:判断直线能否在平面内.公义2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.A·B符号α·表示为:A、B、C 桌面上,用事实指引学生归纳出公义1.教师指引学生阅读教材P42前几行有关内容,并加以分析.师:生活中,我们看到三脚架能够坚固地支撑照相机或丈量用的平板仪等等.三点不共线L ??有且只有一指引学生归纳出个平面α,使A∈α、B∈α、公义2.C∈α.教师用正(长)方公义2作用:确立一个形模型,让学生理解两平面的依照.个平面的交线的含义.公义3:假如两个不重合注意:(1)公义中的平面有一个公共点,那么“有且只有一个”的它们有且只有一条过该点的含义是:“有”,是说公共直线.图形存在,“只有一β符号表P示为:P∈个”,是说图形独一,α·Lα∩β??α∩β=L,且P∈L.“有且只有一个平公义3作用:判断两个面”的意思是说“经平面能否订交的依照.过不在同向来线上的三个点的平面是有的,并且只有一个”,也即不共线的三点确立一个平面.“有且只有一个平面”也能够说成“确定一个平面.”指引学生阅读P42的思虑题,从而归纳出公义3.续上表拓展 4.教材P43例1教师实时评论和纠创新经过例子,让学生掌握正同学的表达方法,规范稳固应用图形中点、线、面的地点关绘图和符号表示.提高.提高系及符号的正确使用.1.平面的观点,画法及表示培育方法.学生2.平面的性质及其作用.归纳3.符号表示.学生归纳总结、教师整合小结4.注意事项.知识赐予点拨、完美并板书.能力,以及思维的灵活 性 与 严 谨性. 讲堂作业以下说法中,(1)铺得很平的一张白纸是一个平面;(2)一个平面的面积能够等于2;(3)平面是矩形或平行四边形的形状.此中说法正确的个数为( ).6cm A.0B.1C.2D.32.若点A在直线b 上,在平面内,则A ,b ,之间的关系能够记作().A.Ab B.Ab C.AbD.Ab3.图中表示两个订交平面,此中画法正确的选项是().4. 空间中两个A 不重合的平面能够B 把空间分红(答案: 或4)C 部分.第2课时教课内容空间中直线与直线之间的地点关系教课目的 一、知识与技术认识空间中两条直线的地点关系;理解异面直线的观点、画法,提高空间想象能力; 理解并掌握公义4和等角定理;理解异面直线所成角的定义、范围及应用. 二、过程与方法1 .经历两条直线地点关系的议论过程,掌握异面直线所成角的基本求法.2.领会平移不改变两条直线所成角的基本思想和方法.三、感情、态度与价值观感觉到掌握空间两直线关系的必需性,提高学习兴趣.教课要点、难点教课要点异面直线的观点.公义4及等角定理.教课难点异面直线所成角的计算 .教课要点提高学生空间想象能力,联合图形来判断空间直线的地点关系,使学生掌握两异面直线所成角的步骤及求法.教课打破方法联合图形,利用不一样的分类标准给出空间直线的地点关系,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.教法与学法导航教课方法研究议论法.学习方法学生经过阅读教材、思虑与教师沟通、归纳,从而较好地达成教课目的. 教课准备教师准备投影仪、投电影、长方体模型、三角板.学生准备三角板.教课过程详见下表.教学教课内容师生互动设计环企图节创异面直线的观点:不一样在任何经过身旁实物,相设疑设一个平面内的两条直线叫做异面直互沟通异面直线的概激趣情线.念.点出境师:空间两条直线主题.导有多少种地点关系?入新课探 1.空间的两条直线的地点关教师给出长方体多媒索系模型,指引学生得体出空演新订交直线:同一平面内,有且间的两条直线有以下示提知只有一个公共点;三种关系.高上平行直线:同一平面内,没有教师再次重申异课效公共点;异面直线:不一样在任何一面直线不共面的特色.率.个平面内,没有公共点.师生异面直线作图时往常用一个或互动,两个平面烘托,以以下图:打破要点.探 2.平行公义师:在同一平面例2索思虑:长方体ABCD-A'B'C'D'内,假如两条直线都与的讲新中,BB'∥AA',DD'∥AA',那第三条直线平行,那么解让知么BB'与DD'平行吗?这两条直线相互平行.学生公义4:平行于同一条直线的在空间中,能否有近似掌握两条直线相互平行.的规律?了公符号表示为:设a、b、c是三条生:是.理4直线重申:公义4本质的运假如a//b,b//c,那么a//c.上是说平行拥有传达用.例2空间四边形ABCD中,E、F、性,在平面、空间这个G、H分别是AB、BC、CD、DA的中性质都合用.点.求证:四边形EFGH是平行四边形.续上表3.思虑:在平面上,我们简单让学生察看、思虑:等角证明“假如一个角的两边与另一个∠ADC与定理角的两边分别平行,那么这两个角A'D'C'、∠ADC与∠为异相等或互补”.空间中,结论能否仍A'B'C'的两边分别对面直探然建立呢?应平行,这两组角的大线所索等角定理:空间中假如两个角小关系如何?成的新的两边分别对应平行,那么这两个生:∠ADC=角的知角相等或互补.A'D'C',∠ADC+∠观点A'B'C'=180°作准教师画出更具一备.般性的图形,师生共同归纳出以低等角定理.探 4.异面直线所成的角师:①a'与b'所成的以教索如图,已知异面直线a、b,经角的大小只由a、b的师讲新过空间中任一点O作直线a'∥a、相互地点来确立,与O授为知b'∥b,我们把a'与b'所成的锐角的选择没关,为了简主,师探(或直角)叫异面直线a与b所成便,点O一般取在两直生共索的角(夹角).线中的一条上;同交新例3(投影)②两条异面直线所成流,导知π出异的角θ∈(0,);面直2③当两条异面直线所线所成的角是直角时,我们成的就说这两条异面直线角的相互垂直,记作a⊥b;概④两条直线相互垂念.直,有共面垂直与异面例3垂直两种情况;让学⑤计算中,往常把两条生掌异面直线所成的角转变握了为两条订交直线所成的如何角.求异面直线所成的角,从而巩固了所学知识.续上表拓展教材P49练习1、2.生达成练习,教师充创新当堂评论.分调应用动学提高生动手的踊跃性,教师适时给予肯定.本节课学习了哪些知识内容?学生归纳,而后老小结小2.计算异面直线所成的角应注师增补、完美.知识,意什么?形成结整体思想.讲堂作业1. 异面直线是指().空间中两条不订交的直线分别位于两不一样平面内的两条直线平面内的一条直线与平面外的一条直线不一样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-ABCD中与棱AA平行的棱共有().11A.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.D2.B3.C4.60°或120°第3课时教课内容空间中直线与平面之间的地点关系平面与平面之间的地点关系教课目的一、知识与技术1. 认识空间中直线与平面的地点关系,认识空间中平面与平面的地点关系;2. 提高空间想象能力.二、过程与方法经过察看与类比加深了对这些地点关系的理解、掌握;利用已有的知识与经验归纳整理本节所学知识.三、感情、态度与价值观感觉空间中图形的基本地点关系,形成谨慎的思想质量.教课要点、难点教课要点空间直线与平面、平面与平面之间的地点关系.教课难点用图形表达直线与平面、平面与平面的地点关系.教课要点借助图形,使学生清楚直线与平面,平面与平面的分类标准,并能依照这些标准对直线与平面、平面与平面的地点关系进行分类及判断.教课打破方法适合地利用图形,用符号语言表述直线与平面、平面与平面的地点关系.教法与学法导航教课方法借助实物,让学生察看事物、思虑关系,讲练联合,较好地达成本节课的教课目的.学习方法研究议论,自主学习法.教课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.教课过程详见下表.教学教课内容师生互动设计过企图程问题1:空间中直线和直线生1:平行、订交、有几种地点关系?异面;问题2:一支笔所在的直线生2:有三种地点关复习创建和一个作业本所在平面有几种系:回首,情境地点关系?(1)直线在平面激发导入内;(2)直线与平面相学习新课交;兴趣.(3)直线与平面平行.师必定并板书,点出主题.1.直线与平面的地点关系.师:有谁能讲出这(1)直线在平面内——有三种地点有什么特色无数个公共点.(2)直线与平面吗?生:直线在平面内订交——有且仅有一个公共点.时两者有无数个公共(3)直线在平面平行——点.没有公共点.此中直线与平面相直线与平面订交交或平行的状况,统称为直线在时,两者有且仅有一个增强平面外,记作a.公共点.直线与平面平对知直线a 在面内的符号语言行时,三者没有公共点识的主是a.图形语言是:(师板书).理解题直线a与面订交的a∩=师:我们把直线与培育,A图形语言是符号语言是:平面订交或直线与平面自觉探.直线a与面究平行的符号语平行的状况统称为直线研究合言是a∥.图形语言是:在平面外.师:直线与平的学作面的三种地点关系的图习习交形语言、符号语言各是惯,数流如何的?谁来绘图表示形结一个和书写一下.合,加学生登台绘图表深理示.师;好.应当注意:解.画直线在平面内时,要把直线画在表示平面的平行四边形内;画直线在平面外时,应把直线或它的一部分画在表示平面的平行四边形外.上表2.平面与平面的地点关:下边同学思系考以下两个(投影).(1)1:取出两本,生:平行、订交.看作两个平面,上下、左右移:它有什么特通和翻,它之的地点关点?比主系有几种?(2)2:如生:两个平面平行研究,所示,成方体ABCD–两者没有公共点,两个平培育探A′B′C′D′的六个面,两两面订交,两者有且有学生究之的地点关系有几种?一条公共直(板).知合(3)平面与平面的地点:下边同学用迁徙作关系形和符号把平面和平面能力.交平面与平面平行——没的地点关系表示出来⋯⋯加流有公共点.:下边我来看几知平面与平面订交——有且只个例子(投影例1).的系有一条公共直.平面与平面性.平行的符号言是∥.形言是:上表例1以下命题中正确学生先独立达成,而后例1的个数是(B).议论、共同研究,得出答案.经过①若直线l 上有无数个点教师利用投影仪给出示范.示范不在平面内,则l∥.师:如图,我们借滋长教授②若直线l与平面平行,方体模型,棱AA所在直线学生1则l 与平面内的随意一条有无一个直线都平行.数点经过③假如两条平行直线中的在平模型一条与一个平面平行,那么面来研另一条也与这个平面平行.ABCD究问④若直线l与平面平行,外,但棱AA1所在直线与平题的拓则l与平面内的随意一条面ABCD订交,所以命题①不方法,直线没有公共点.正确;A1B1所在直线平行于加深展平面ABCD,A1B1明显不平行对概创于BD,所以命题②不正确;念的新例2已知平面∥,直线A1B1∥AB,A1B1所在直线平行理解.应于平面ABCD,但直线AB例2目用a,求证a∥.平面ABCD,所以命题③不正标训提证明:假定a不平行确;l与平面平行,则l练学高,则与无公共点,l与平面内生思a在内或a与订交.全部直线都没有公共点,所维的以命题④正确,应选B.灵巧,∴a与有公共点.师:投影例2,并读题,并加先让学生试试证明,发现正深对又a.面证明其实不简单,而后教师面面∴a与有公共点,与面赐予指引,共同达成,并归平行、纳反证法步骤和线面平行、线面∥面矛盾.面面平行的理解.平行的理∴∥.解.1.直线与平面、平面培育与平面的地点关系.学生2.“正难到反”数学整合思想与反证法解题步骤.知识小3.“分类议论”数学学生归纳总结、教师给能力,思想.以及结予点拨、完美并板书.思想的灵活性与严谨性.讲堂作业1.直线与平面平行的充要条件是这条直线与平面内的().A.一条直线不订交B.两条直线不订交C.随意一条直线都不订交D .无数条直线都不订交【分析】直线与平面平行,则直线与平面内的随意直线都不订交,反之亦然;故应选 C.2.“平面内有无量条直线都和直线l平行”是“l//”的(A.充足而不用要条件 B .必需而不充足条件C.充足必需条件 D .即不充足也不用要条件).【分析】假如直线在平面内,直线可能与平面内的无量条直线都平行,但直线不与平面平行,应选B.3.如图,试依据以下要求,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.已知,,直线a,b,且∥,a,b,则直线a与直线b拥犹如何的位46.置关系?7.【分析】平行或异面.8.5.假如三个平面两两订交,那么它们的交线有多少条?画出图形表示你的结论.9.【分析】三个平面两两订交,它们的交线有一条或三条 .10.求证:假如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∥求证:m,点.P∈,P∈m,m∥l,证明:设l与P确立的平面为,且=m′,则l∥m′.又知l∥m,mm由平行公义可知,所以m .P,m与m′重合.教课设计B第1课时教课内容:平面教课目的认识平面的观点,掌握平面的画法、表示法及两个平面订交的画法;理解公义一、二、三,并能运用它们解决一些简单的问题;经过实践活动,感知数学图形及符号的作用,从而由感性认识提高为理性认识,注意差别空间几何与平面几何的不一样,多方面培育学生的空间想象力.教课要点:公义一、二、三,实践活动感知空间图形.教课难点:公义三,由抽象图形认识空间模型.学法指导:着手实践操作,由模型到图形,由图形到模型不停感知.教课过程一、引入在平面几何中,我们已经认识了平面图形都是由点和线构成的,我们所做的全部都是在一个无形的平面中进行,请同学说说究竟平面是什么样子的?能够举实例说明.在平面几何中,我们也知道直线是无穷延长的,我们是如何表示这类无穷延长的?那么你以为平面能否有界限?你又以为如何去表示平面呢?二、新课以上问题经过学生疏小组充足议论,由各小组代表陈说你这样表示的原因?教师暂不作评判,持续往下进行.实践活动:认真察看教室,举出空间的点、线、面的实例.只准切三刀,请你把一块长方体形状的豆腐切成形状、大小都同样的八块.请你准备六根游戏棒,以每根游戏棒为一边,想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.此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,并想一想如安在一张纸上画出这个几何体?至此我们应感觉到画几何体与我们的视角有必定的关系.练习一:试画出以下各样地点的平面.1.水平搁置的平面 2.竖直搁置的平面图2(1)图2(2)3.倾斜搁置的平面图3请将以下四图中,看得见的部分用实线描出.小结:平面的画法和表示法.我们经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.平行四边形的锐角往常画成45o,且横边长等于其邻边长的2倍.假如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.图5图4(2)图6图4(3)图7图4(1)图平4面(常4)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;也能够用代表平面的平行四边形的四个极点,或相对的两个极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.前方我们感觉了空间中面与面的关系及画法,此刻让我们研究一下点、线与一个平面会犹如何的关系?明显,一个点与一个平面有两种地点关系:点在平面内和点在平面外.我们知道平面内有无数个点,能够以为平面是由它内部的全部的点构成的点集,所以点和平面的地点关系能够引用会合与元素之间关系.从会合的角度,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地点关系.将学生疏成小组,并着手实践操作后议论:把一把直尺边沿上的随意两点放在桌面上,直尺的整个边沿就落在桌面上吗?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“两点确立一条直线”这一公义,我们不难理解以下结论:公义1 假如一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上全部的点都在这个平面内.A l,B l,且A ,B , l .α图8例1分别用符号语言、文字语言描绘以下图形.AA a图9(1)图9(3)图9(2)a例2识图填空(在空格内分别填上,,,).aa;α,A___ _A____A a;α,B___ _B___ _aα;aα=B,b ________b____α;B____b.a图10问题情况:制作一张桌子,起码需要多少条腿?为何?公义2经过不在同一条直线上的三点,有且只实践活动:取出两张纸演示两个平面会犹如何的着用图画出来. α图11有一个平面.AB C地点关系,并试图12图12试问:如图13是两个平面的另一种关系吗?(有关于同学们得出的关系)由平面的无穷延展性,不难理解以下结论:公义3 假如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的直线.βlP l且Pl.αP图13例如图14用符号表示以下图形中点、直线、平面之间的地点关系.3l【剖析】依据图形,先判断点、直线、平面之间的地点关系,而后用符号表示出来.【分析】在(1)中,l,aA,a.在(2)中,l,a,b,alP,B lP.1.三、稳固练习2.教材P43练习1—4.3.四、讲堂小结4.(1)本节课我们学习了哪些知识内容?5.(2)三个公义的内容及作用是什么?6.(3)判断共面的方法.7.五、部署作业8.P51习题A组1,2.9.第2课时10.教课内容:空间中直线与直线之间的地点关系11.教课目的:12.一、知识目标13.认识空间中两条直线的地点关系;14.理解异面直线的观点、画法,培育学生的空间想象能力;15.理解并掌握公义4.16.二、能力目标17.让学生在察看中培育自主思虑的能力;18.经过师生的共同议论培育合作学习的能力.三、感情、态度与价值观让学生感觉到掌握空间两直线关系的必需性,提高学生的学习兴趣.教课要点、难点教课要点:1. 异面直线的观点;2. 公义4.教课难点:异面直线的观点.学法与教课器具学法:学生经过察看、思虑与教师沟通、归纳,从而较好地达成本节课的教课目的;教课器具:多媒体、长方体模型、三角板.教课过程一、复习引入1.平面内两条直线的地点关系有(订交直线、平行直线).订交直线(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,又不订交(非平面问题).六角螺母DCA B二、新课解说异面直线的定义不一样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1:两直线异面的鉴别一:两条直线既不订交、又不平行.两直线异面的鉴别二:两条直线不一样在任何一个平面内.合作研究一:分别在两个平面内的两条直线能否必定异面?答:不必定,它们可能异面,可能订交,也可能平行.空间两直线的地点关系:按平面基天性质分(1)同在一个平面内:订交直线、平行直线;(2)不一样在任何一个平面内:异面直线.按公共点个数分(1)有一个公共点: 订交直线;(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,为了表现它们不共面的特色,常借助一个或两个平面来烘托.合作研究二:以以下图是一个正方体的睁开图,假如将它复原为正方体,那么AB,CD,。

用空间向量研究直线、平面的位置关系(第一课时)-高中数学获奖教案

用空间向量研究直线、平面的位置关系(第一课时)-高中数学获奖教案

1.4.1用空间向量研究直线、平面的位置关系(第一课时)(人教A 版普通高中教科书数学选择性必修第一册第一章)一、教学目标1.能用向量表示空间中的点、直线和平面;2.理解平面的法向量的概念,会求法向量;3.经历用代数运算解决几何问题的过程,提升直观想象、数学运算素养.二、教学重难点1. 理解用位置向量与空间中的点建立对应关系,理解一个点和一个定方向唯一确定一条直线,一个定点和两个定方向确定一个平面,能推导出直线和平面向量表示式.2. 理解与平面垂直的直线的方向向量是平面的法向量,从而法向量不是唯一的,清楚在用待定系数法求法向量的坐标时,为什么只需要两个方程.3. 重点难点:空间中的点、直线和平面的向量表示.三、教学过程引言:我们知道,点、直线和平面是空间的基本图形,点、线段和平面图形等是组成空间几何体的基本元素.因此,为了用空间向量解决立体几何问题,首先要用向量表示空间中的点、直线和平面.1.思考空间中点、直线和平面的向量表示问题1:如何用向量表示空间中的一个点?追问:取空间中一个定点O 为起点,空间中的向量与向量的终点间有怎样的关系?师生活动:教师引导学生类比平面中用向量表示点.设计意图:引发学生思考起点确定时,空间中任意一个点作为终点都可以得到一个空间向量,这种一一对应关系决定能用向量表示点P.问题2:我们知道,空间中给定一个点A 和一个方向就能唯一确定一条直线l .如何用向量表示直线l ?师生活动:教师在课件中给出图形,即点A 和直线l 的方向向量a ,并向学生阐明,用向量表示直线l ,就是用点A 和向量a 表示直线l 上的任意一点.学生观察图形,进行思考.OP追问:(1)P 是直线l上的任意一点,由方向向量的定义可知,怎样用a 来表示?(2)假设O 是空间任意一点,运用问题1中用位置向量表示点的方法,又可以怎样表示?师生活动:教师引导学生观察、讨论、分析.设计意图:教材第1节就给出了直线的方向向量的概念,根据空间向量数乘运算的意义,=ta (t ∈R ).通过追问2,让学生得到,从而得出直线的向量表示式,进一步深化理解点的向量表示.同时应指出,点P 在直线l 上的充要条件是存在实数t,使.问题3:一个定点和两个定方向能否确定一个平面?如果能确定,如何用向量表示这个平面?追问:(1)我们知道,经过两条相交直线可以确定一个平面α,设这两条直线的交点为A ,方向向量为a 和b ,P 为平面α内任意一点,根据平面向量基本定理,如何表示?(2)取定空间任意一点O ,类似于问题2,你能得到平面ABC 的向量表示式吗?师生活动:教师展示图形,引导学生思考并进行演算.设计意图:根据平面向量基本定理,存在唯一实数对(x ,y ),使得.类比问题2的推导过程,学生容易得到平面的向量表示式,由学生自行推导,强调前后知识的联系,形成解决同类问题的思想方法.2.平面的法向量的概念及求法 AP AP AP AP OP OA =- OP OA t =+ a OP OA t =+ a AP AP x y =+ a b OP OA x AB y AC =++问题4:一个定点和一个定方向能否确定一个平面?如果能确定,如何用向量表示这个平面?师生活动:教师展示图形,经过定点A 且垂直于l 的平面是唯一确定的,给出平面法向量的概念,即l ⊥α,l 的方向向量a 叫做α的法向量.对于第二个问题可进行如下追问.追问:(1)对于平面内任意一点P ,与a 有怎样的关系?可以用哪种运算来表示这种关系?(2)如果另有一条直线m ⊥α,在m上取向量b ,则b 与a 有什么关系?设计意图:让学生在思考中理解垂直关系可以用向量数量积为0来表示,为后面求平面的法向量提供依据.教师给出集合表示平面,加强知识间的联系,用集合的观点表示图形.例 如图,在长方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,AB =4,BC =3,CC 1=2,M 是AB 中点,以D 为原点,DA 、DC 、DD 1所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系.(1)求平面BCC 1B 1的法向量.(2)求平面MCA 1的法向量.设计意图:第(1)问是通过定义法求法向量,第(2)问是用待定系数法求法向量,加深学生对法向量的概念理解,熟练空间直角坐标系和空间向量的坐标表示.问题5:如果设平面MCA 1的法向量为n =(x ,y ,z ),如何得到x 、y 、z 满足的方程? 师生活动:学生通过观察结合本节课所学,可知平面MCA 1可以看成由,,中的两个向量所确定,运用法向量与它们的垂直关系,可转化为数量积运算列出方程.追问:为什么只需用n 与两个不共线的向量数量积为0列方程组就可以?设计意图:让学生通过线面垂直的判定定理理解用待定系数法求法向量的过程.同时教师应指出方程组有无数个解,我们只需求出平面的一个法向量,求直线的方向向量也是如此. AP {}|0P AP ∙= a MC 1MA 1A C3.归纳总结、布置作业教师引导学生回顾本节知识,并回答以下问题:(1)如何用向量表示空间中的点、直线和平面?(2)什么是平面的法向量,如何求平面法向量?(3)通过本节课对你今后解决立体几何问题有哪些启发?设计意图:从知识内容和研究方法两个方面对本节课进行小结.布置作业:教科书习题1.4第1,2题.思考:由直线与直线、直线与平面或平面与平面的平行、垂直关系,可以得到直线的方向向量和平面的法向量间的什么关系?4.当堂检测1.如图,在三棱锥A -BCD 中,E 是CD 的中点,点F 在AE 上,且EF =2FA .设,,,求直线AE、BF 的方向向量.设计意图:考查学生用基底法求直线的方向向量.2.如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AB ⊥AC ,AB =AC =1,AA 1=2.以A 为原点,建立如图所示的空间直角坐标系.(1)求平面BCC 1B 1的法向量;(2)求平面A 1BC 的法向量. 设计意图:考查学生用空间向量坐标运算求法向量. a =BC b =BD c =BA。

空间点、直线、平面之间的位置关系(教案)

空间点、直线、平面之间的位置关系(教案)

用图形表达直线与平面、平面与平面的位置关系.教学过程一、复习预习平面的基本性质(1)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.(2)公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.(3)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.(4)公理2的三个推论:推论1:经过一条直线和这条直线外一点有且只有一个平面;推论2:经过两条相交直线有且只有一个平面;推论3:经过两条平行直线有且只有一个平面.二、知识讲解空间中两直线的位置关系(1)空间两直线的位置关系相交(2)异面直线所成的角①定义:设a,b是两条异面直线,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与b所成的角(或夹角).②范围:2π.(3)平行公理和等角定理①平行公理:平行于同一条直线的两条直线互相平行.②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.三、例题精析【例题1】【题干】在正方体ABCDA 1B 1C 1D 1中,E 是DD 1的中点,则BD 1与平面ACE 的位置关系为________. 【答案】平行 【解析】如图.连接AC 、BD 交于O 点,连接OE ,因为OE ∥BD 1,而OE ⊂平面ACE ,BD 1⊄平面ACE ,所以BD 1∥平面ACE .【例题2】【题干】如图,直三棱柱ABCA ′B ′C ′,∠BAC =90°,AB =AC =,AA ′=1,点M ,N 分别为A ′B 和B ′C ′的中点.(1)证明:MN ∥平面A ′ACC ′; (2)求三棱锥A ′MNC 的体积.(锥体体积公式V =31Sh ,其中S 为底面面积,h 为高)【答案】证明 法一 连接AB ′,AC ′,如图由已知∠BAC =90°,AB =AC ,三棱柱ABCA ′B ′C ′为直三棱柱,所以M 为AB ′中点.又因为N 为B ′C ′的中点,所以MN ∥AC ′. 又MN ⊄平面A ′ACC ′,AC ′⊂平面A ′ACC ′,因此MN ∥平面A ′ACC ′.法二 取A ′B ′的中点P ,连接MP ,NP ,AB ′,如图,而M ,N 分别为AB ′与B ′C ′的中点,所以MP ∥AA ′,PN ∥A ′C ′,所以MP ∥平面A ′ACC ′,PN ∥平面A ′ACC ′. 又MP ∩NP =P ,因此平面MPN ∥平面A ′ACC ′. 而MN ⊂平面MPN ,因此MN ∥平面A ′ACC ′.(2)解 法一 连接BN ,如图由题意A ′N ⊥B ′C ′,平面A ′B ′C ′∩平面B ′BCC ′=B ′C ′,所以A ′N ⊥平面NBC .又A ′N =21B ′C ′=1, 故V A ′MNC =V NA ′MC =21V NA ′BC =21V A ′NBC =61. 法二 V A ′MNC =V A ′NBC -V MNBC =21V A ′NBC =61.【解析】(1)连接AB ′,AC ′,在△AC ′B ′中由中位线定理可证MN ∥AC ′,则线面平行可证;此问也可以应用面面平行证明.(2)证A ′N ⊥平面NBC ,故V A ′MNC =V A ′NBC -V MNBC =21V A ′NBC ,体积可求.【例题3】【题干】如图所示,在三棱柱ABCA 1B 1C 1中,A 1A ⊥平面ABC ,若D 是棱CC 1的中点,问在棱AB 上是否存在一点E ,使DE ∥平面AB 1C 1?若存在,请确定点E 的位置;若不存在,请说明理由.【答案】解 存在点E ,且E 为AB 的中点.下面给出证明:如图,取BB1的中点F,连接DF,则DF∥B1C1.∵AB的中点为E,连接EF,则EF∥AB1.B1C1与AB1是相交直线,∴平面DEF∥平面AB1C1.而DE⊂平面DEF,∴DE∥平面AB1C1.【解析】取AB、BB1的中点分别为E、F,证明平面DEF∥平面AB1C1即可.【例题4】【题干】如图所示,在三棱柱ABCA1B1C1中,A1A⊥平面ABC,若D是棱CC1的中点,C1?若存在,请确定点E问在棱AB上是否存在一点E,使DE∥平面AB的位置;若不存在,请说明理由.【答案】存在点E,且E为AB的中点.下面给出证明:如图,取BB1的中点F,连接DF,则DF∥B1C1.∵AB的中点为E,连接EF,则EF∥AB1.B1C1与AB1是相交直线,∴平面DEF∥平面AB1C1.而DE⊂平面DEF,∴DE∥平面AB1C1.【解析】取AB、BB1的中点分别为E、F,证明平面DEF∥平面AB1C1即可.【例题5】【题干】如图,几何体EABCD是四棱锥,△ABD为正三角形,CB=CD,EC⊥BD.(1)求证:BE=DE;(2)若∠BCD=120°,M为线段AE的中点,求证:DM∥平面BEC.【答案】证明(1)图(a)如图(a),取BD的中点O,连接CO,EO.由于CB=CD,所以CO⊥BD,(2分)又EC⊥BD,EC∩CO=C,CO,EC⊂平面EOC,所以BD⊥平面EOC,(4分)因此BD⊥EO,又O为BD的中点,所以BE=DE.(6分)(2)法一如图(b),取AB的中点N,连接DM,DN,MN,图(b)因为M是AE的中点,所以MN∥BE.又MN⊄平面BEC,BE⊂平面BEC,∴MN∥平面BEC.(8分)又因为△ABD为正三角形,所以∠BDN=30°,又CB=CD,∠BCD=120°,因此∠CBD=30°,所以DN∥BC.(10分)又DN⊄平面BEC,BC⊂平面BEC,所以DN∥平面BEC. 又MN∩DN=N,故平面DMN∥平面BEC,又DM⊂平面DMN,所以DM∥平面BEC.(12分)法二如图(c),延长AD,BC交于点F,连接EF.图(c)因为CB=CD,∠BCD=120°,所以∠CBD=30°.因为△ABD为正三角形,所以∠BAD=60°,∠ABC=90°,因此∠AFB=30°,所以AB =21AF .(8分)又AB =AD ,所以D 为线段AF 的中点.连接DM ,由点M 是线段AE 的中点,因此DM ∥EF .(10分)又DM ⊄平面BEC ,EF ⊂平面BEC , 所以DM ∥平面BEC .(12分)【解析】(1) 取BD 的中点O ,证明BD ⊥EO ;(2)取AB 中点N ,证明平面DMN ∥平面BEC ;找到平面BCE 和平面ADE的交线EF ,证明DM ∥EF .四、课堂运用【基础】1. 下列命题是真命题的是( ).A .空间中不同三点确定一个平面B .空间中两两相交的三条直线确定一个平面C .一条直线和一个点能确定一个平面D .梯形一定是平面图形 【答案】D【解析】空间中不共线的三点确定一个平面,A 错;空间中两两相交不交于一点的三条直线确定一个平面,B 错;经过直线和直线外一点确定一个平面,C 错;故D 正确.2. 空间两个角α,β的两边分别对应平行,且α=60°,则β为( ).A .60°B .120°C .30°D .60°或120°【答案】D【解析】由等角定理可知β=60°或120°.【巩固】1. 如果两条异面直线称为“一对”,那么在正方体的十二条棱中共有异面直线________对.【答案】24 【解析】如图所示,与AB 异面的直线有B 1C 1,CC 1,A 1D 1,DD 1四条,因为各棱具有相同的位置且正方体共有12条棱,排除两棱的重复计算,共有异面直线212×4=24(对).2. 如图所示,在正方体ABCDA 1B 1C 1D 1中,E 、F 分别是AB 和AA 1的中点.求证:(1)E 、C 、D 1、F 四点共面;(2)CE 、D 1F 、DA 三线共点.【答案】(1)如图,连接EF ,CD 1,A 1B .∵E 、F 分别是AB 、AA 1的中点, ∴EF ∥A 1B .又A 1B ∥D 1C ,∴EF ∥CD 1, ∴E 、C 、D 1、F 四点共面. (2)∵EF ∥CD 1,EF <CD 1,∴CE与D1F必相交,设交点为P,则由P∈CE,CE⊂平面ABCD,得P∈平面ABCD.同理P∈平面ADD1A1.又平面ABCD∩平面ADD1A1=DA,∴P∈直线DA,∴CE、D1F、DA三线共点.【解析】(1)由EF∥CD1可得;(2)先证CE与D1F相交于P,再证P∈AD.【拔高】1.下列如图所示是正方体和正四面体,P、Q、R、S分别是所在棱的中点,则四个点共面的图形是________.【答案】①②③【解析】可证①中的四边形PQRS为梯形;②中,如图所示,取A1A和BC的中点为M、N可证明PMQNRS为平面图形,且PMQNRS为正六边形;③中,可证四边形PQRS为平行四边形;④中,可证Q点所在棱与面PRS平行,因此,P、Q、R、S四点不共面.2.如图是正四面体的平面展开图,G、H、M、N分别为DE、BE、EF、EC的中点,在这个正四面体中,①GH与EF平行;②BD与MN为异面直线;③GH与MN成60°角;④DE与MN垂直.以上四个命题中,正确命题的序号是________.【答案】②③④【解析】如图所示,GH与EF为异面直线,BD与MN为异面直线,GH与MN成60°角,DE⊥MN.课程小结内容小结一个理解异面直线概念的理解(1)“不同在任何一个平面内”,指这两条直线不能确定任何一个平面,因此,异面直线既不相交,也不平行.(2)不能把异面直线误解为:分别在不同平面内的两条直线为异面直线.两种判定方法异面直线的判定方法(1)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.(2)反证法:证明两线不可能平行、相交或证明两线不可能共面,从而可得两直线异面.课后作业【基础】1.下列命题正确的是【】A、若两条直线和同一个平面所成的角相等,则这两条直线平行B、若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等,则这两个平面平行C、若一条直线平行于两个相交平面,则这条直线与这两个平面的交线平行D、若两个平面都垂直于第三个平面,则这两个平面平行【答案】C【解析】若两条直线和同一平面所成角相等,这两条直线可能平行,也可能为异面直线,也可能相交,所以A错;一个平面不在同一条直线的三点到另一个平面的距离相等,则这两个平面平行,故B错;若两个平面垂直同一个平面两平面可以平行,也可以垂直;故D错;故选项C正确。

人教版高中数学必修2第二章空间点、直线、平面之间的位置关系 同步教案1

人教版高中数学必修2第二章空间点、直线、平面之间的位置关系 同步教案1

学生姓名性别年级学科数学授课教师上课时间年月日第()次课共()次课课时:2课时教学课题人教版必修2第二章空间点、直线、平面之间的位置关系同步教案1教学目标知识目标:了解平面的基本性质即三条公理,能正确使用集合符号表示空间图形中的点线面的关系,掌握直线平面之间的位置关系能力目标:培养学生的空间想象能力情感态度价值观:提高学生对空间几何的兴趣.教学重点与难点重点:平面基本性质及异面直线所成角难点:运用三条公理解决问题.教学过程(一)平面知识梳理1.平面描述几何里所说的“平面”是从生活中的一些物体抽象出来的,是无限_延展的画法通常把水平的平面画成一个__平行四边形___,并且其锐角画成45°,且横边长等于其邻边长的__2__倍,如图1所示;如果一个平面被另一个平面遮挡住,为了增强立体感,被遮挡部分用_虚线画出来,如图2所示记法(1)用一个__希腊字母__α,β,γ等来表示,如上图1中的平面记为平面α(2)用两个大写的___英文字母___(表示平面的平行四边形的对角线的顶点)来表示,如上图1中平面记为平面AC或平面BD(3)用三个大写的英文字母(表示平面的平行四边形的不共线的顶点)来表示,如上图1中的平面记为平面ABC或平面_BCD__等(4)用四个大写的英文字母(表示平面的平行四边形_顶点_)来表示,如上图1中的平面可记为平面ABCD2.点、线、面的位置关系的表示A是点,l,m是直线,α,β是平面. 3.公理14.公理25.公理3例题精讲【题型一、平面的概念】【例1】下列命题:(1)书桌面是平面;(2)8个平面重叠起来要比6个平面重叠起来厚;(3)有一个平面的长是50 m,宽是20 m;(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.其中正确命题的个数为( )A.1 B.2 C.3 D.4【方法技巧】习惯上,用平行四边形表示平面;在一个具体图形中也可以用三角形、圆或其他平面图形表示平面.【题型二、点、线、面的位置关系的表示】【例2】.如图所示,平面ABEF记作平面α,平面ABCD记作平面β,根据图形填写:(1)A∈α,B________α,E________α,C________α,D________α.(2)α∩β=________.(3)A∈β,B________β,C________β,D________β,E________β,F________β.(4)AB________α,AB________β,CD________α,CD________β,BF________α,BF________β. 【例3】.已知直线m⊂平面α,P∉m,Q∈m,则( )A.P∉α,Q∈αB.P∈α,Q∉α C.P∉α,Q∉αD.Q∈α【方法技巧】从集合的角度理解点、线、面之间的关系(1)直线可以看成无数个点组成的集合,故点与直线的关系是元素与集合的关系,用“∈”或“∉”表示.(2)平面也可以看成点集,故点与平面的关系也是元素与集合的关系,用“∈”或“∉”表示.(3)直线和平面都是点集,它们之间的关系可看成集合与集合的关系,故用“⊂”或“⊄”表示.【题型三、关于数学语言(文字语言、符号语言、图形语言)的互译问题】【例4】用符号语言表示下列语句,并画出图形:(1)三个平面α,β,γ相交于一点P,且平面α与平面β相交于PA,平面α与平面γ相交于PB,平面β与平面γ相交于PC.(2)平面ABD与平面BDC相交于BD,平面ABC与平面ADC相交于AC.【方法技巧】学习几何问题,三种语言间的互相转换是一种基本技能.要注意符号语言的意义,如点与直线、点与平面间的位置关系只能用“∈”或“∉”,直线与平面间的位置关系只能用“⊂”或“⊄”.由图形语言表示点、线、面的位置关系时,要注意实线和虚线的区别.【题型三、三个公理的理解】【例5】判断下列说法是否正确,并说明理由:(1)一点和一条直线确定一个平面;(2)经过一点的两条直线确定一个平面;(3)两两相交的三条直线确定一个平面;(4)首尾依次相接的四条线段在同一平面内.【方法技巧】公理2是确定平面的依据,对涉及这方面的应用,务必分清它们的条件;立体几何研究的对象是空间点、线、面的位置关系,要有一定的空间想象能力.对于问题中的点、线,要注意它们可能存在的不同的位置关系,以及由此产生的不同结果.【题型四、点共线与线共点的问题】【例6】已知△ABC在平面α外,AB∩α=P,AC∩α=R,BC∩α=Q,如图.求证:P、Q、R三点共线.【方法技巧】证明点线共面的常用方法:(1)归一法:先由部分元素确定一个平面,再证其余元素也在这个平面内,其中第一步要应用公理2,第二步要应用公理1.(2)重合法:应用公理1,先由部分元素分别确定平面,然后应用公理2证明这几个平面重合.●误区警示易错点:对于条件所给的点的位置关系考虑不全面例:空间中四点,如果任意三点都不共线,那么由这四个点可以确定多少个平面?[错解]因为不共线的三点确定一个平面,所以由题设条件中的四点可确定四个平面.[错因分析]忽略了四个点在同一个平面上的可能.[思路分析]空间中任意三点都不共线的四点有两种位置关系:一种是任意不共线的三点所确定的平面过第四个点,此时,这四个点只能确定一个平面;另一种是任意不共面的三点所确定的平面不过第四个点,此时,这四个点可确定四个平面.[正解]一个或者是四个.巩固训练1.下列命题中正确命题的个数是()①三角形是平面图形;②四边形是平面图形;③四边相等的四边形是平面图形;④圆是平面图形A.1个B.2个C.3个D.4个2.如右图所示的平行四边形MNPQ表示的平面不能记为()A.平面MN B.平面NQPC.平面αD.平面MNPQ3.用符号表示“点A在直线l上,l在平面α外”,正确的是()A.A∈l,l∉αB.A∈l,l⊄αC.A⊂l,l⊄αD.A⊂l,l∉α4.三点可确定平面的个数是()A.0 B.1 C.2 D.1或无数个5.如果两个平面有一个公共点,那么这两个平面()A.没有其他公共点B.仅有这一个公共点C.仅有两个公共点D.有无数个公共点6.看图填空:(1)AC∩BD=________. (2)平面AB1∩平面A1C1=________.(3)平面A1C1CA∩平面AC=________.(4)平面A1C1CA∩平面D1B1BD=________.(5)平面A1C1∩平面AB1∩平面B1C=________.(6)A1B1∩B1B∩B1C1=________.7.求证:一条直线和两条平行线都相交,则这三条直线共面.8.三个平面α、β、γ两两相交,交于三条直线,即α∩β=c,β∩γ=a,γ∩α=b,已知直线a和b不平行.求证:a、b、c三条直线必过同一点.(二)空间中直线与直线之间的位置关系知识梳理1.异面直线(1)概念:不同在___任何一个___平面内的两条直线叫做异面直线.(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.公理44.等角定理5.两条异面直线所成的角(夹角)(1)定义: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,我们把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).(2)异面直线所成的角α的范围:0°<α≤90°.(3)两条异面直线垂直:如果两条异面直线所成的角是直角,那么就说这两条直线互相垂直.两条互相垂直的异面直线a,b,记作a⊥b.例题精讲【题型一、空间两条直线位置关系的判定】【例1】已知a,b,c是空间三条直线,下面给出四个命题:①如果a⊥b,b⊥c,那么a∥c;②如果a,b是异面直线,b,c是异面直线,那么a,c也是异面直线;③如果a,b是相交直线,b,c是相交直线,那么a,c也是相交直线;④如果a,b共面,b,c共面,那么a,c也共面.在上述命题中,正确命题的个数是( )A.0 B.1 C.2 D.3【方法技巧】1.判断空间中两条直线位置关系的诀窍(1)建立空间观念,全面考虑两条直线平行、相交和异面三种位置关系.特别关注异面直线.(2)重视正方体等常见几何体模型的应用,会举例说明两条直线的位置关系.2.判定两条直线是异面直线的方法(1)方法一:证明两条直线既不平行又不相交.(2)重要结论:连接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.用符号语言可表示为A∉α,B∈α,B∉l⇒AB与l是异面直线(如图).【题型二、公理4、等角定理的应用】【例2】如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,E1,F1分别是棱AB,AD,B1C1,C1D1的中点.求证:(1)EF//E1F1;(2)∠EA1F=∠E1CF1.【方法技巧】求证两直线平行:一是应用公理4,即找到第三条直线,证明这两条直线都与之平行,是一种常用方法,要充分用好平面几何知识,如有中点时用好中位线性质等;二是证明在同一平面内,这两条直线无公共点. 求证角相等:一是用等角定理;二是用三角形全等或相似.【题型三、求异面直线所成的角 】【例3】如图,P 是平面ABC 外一点,PA =4,BC = ,D ,E 分别为PC 和AB 的中点,且DE =3.求异面直线PA 和BC 所成角的大小.【方法技巧】1.求异面直线所成的角的一般步骤为:(1)找出(或作出)适合题设的角——用平移法,遇题设中有中点,常考虑中位线;若异面直线依附于某几何体,且直线对异面直线平移有困难时,可利用该几何体的特殊点,使异面直线转化为相交直线. (2)求——转化为求一个三角形的内角,通过解三角形,求出所找的角.(3)结论——设由(2)所求得的角的大小为θ.若0°<θ≤90°,则θ为所求;若90°<θ<180°,则180°-θ为所求.2.求两异面直线所成角的大小.(1)求两异面直线所成角的关键在于作角,总结起来有如下“口诀”:中点、端点定顶点,平移常用中位线;平行四边形柱中见,指出成角很关键; 求角构造三角形,锐角、钝角要明辨;平行线若在外,补上原体在外边.(2)如果求得的角的余弦值为负值的话,这说明两条异面直线所成的角应该是所求角的补角,所以在指明所求角的时候,应该说“这个角或其补角”即为所求的角.特别提醒:两条异面直线所成角的范围:(0,2π].巩固训练1.不平行的两条直线的位置关系是( ) A .相交B .异面C .平行D .相交或异面2.如果两条直线a 和b 没有公共点,那么a 和b ( )A .共面B .平行C .异面D .平行或异面3.空间中垂直于同一条直线的两条直线的位置关系( ) A .平行B .相交C .异面D .不确定4.已知∠ABC =120°,异面直线MN 、PQ 其中MN ∥AB ,PQ ∥BC ,则异面直线MN 与PQ 所成的角为( ) A .60°B .120°C .60°或120°D .30°5.在空间四边形ABCD 中,如图所示,AB AE =AD AH ,CB CF =CD CG,则EH 与FG 的位置关系是________.6.如图所示,在正方体ABCD -A′B′C′D′中,E 、F 、E′、F′分别是AB 、BC 、A′B′、B′C′的中点,求证:EE′∥FF′.(三)空间中直线与平面、平面与平面之间的位置关系知识梳理1.空间中直线与平面的位置关系(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.2.两个平面之间的位置关系(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.例题精讲【题型一、直线与平面的位置关系】【例1】下列五个命题中正确命题的个数是( )①如果a、b是两条直线,a∥b,那么a平行于经过b的任何一个平面;②如果直线a和平面α满足a∥α,那么a与平面α内的任何一条直线平行;③如果直线a、b满足a∥α,b∥α,那么a∥b;④如果直线a、b和平面α满足a∥b,a∥α,b⊄α,那么b∥α;⑤如果a与平面α上的无数条直线平行,那么直线a必平行于平面α.A.0 B.1 C.2 D.3【方法技巧】直线与平面位置关系的判断:(1)空间直线与平面位置关系的分类是解决问题的突破口,这类判断问题,常用分类讨论的方法解决.另外,借助模型(如正方体、长方体等)也是解决这类问题的有效方法.(2)要证明直线在平面内,只要证明直线上两点在平面α内,要证明直线与平面相交,只需说明直线与平面只有一个公共点,要证明直线与平面平行,则必须说明直线与平面没有公共点.例题精讲【题型二、平面与平面之间的位置关系】【例2】α,β是两个不重合的平面,下面说法正确的是( )A.平面α内有两条直线a,b都与平面β平行,那么α∥βB.平面α内有无数条直线平行于平面β,那么α∥βC.若直线a与平面α和平面β都平行,那么α∥βD.平面α内所有的直线都与平面β平行,那么α∥β【方法技巧】判断两平面之间的位置关系时,可把自然语言转化为图形语言,搞清图形间的相对位置是确定的还是可变的,借助于空间想象能力,确定平面间的位置关系.例题精讲【题型三、用反证法证明线面关系】【例3】已知:直线a∥b,a∩平面α=P.求证:直线b与平面α相交.【方法技巧】到目前为止,我们认识了线线关系、线面关系和面面关系,但是我们只知道定义,没有充足的公理、定理可用,所以在证明有些结论时可以利用反证法.应用反证法证题时,要全面考虑反面的各种情况,逐一推出矛盾进行排除,具体步骤为:(1)假设结论不成立;(2)归谬;(3)否定假设,肯定结论.巩固训练1.圆柱的两个底面的位置关系是( )A.相交B.平行 C.平行或异面 D.相交或异面2.直线a与平面α平行,直线b⊂α,则a与b的位置关系是( )A.相交 B.平行 C.异面D.平行或异面3.如果直线a∥平面α,那么直线a与平面α内的( )A.唯一一条直线不相交 B.仅两条相交直线不相交C.仅与一组平行直线不相交 D.任意一条直线都不相交4.下列四个命题中假命题的个数是( )①两条直线都和同一个平面平行,则这两条直线平行②两条直线没有公共点,则这两条直线平行③两条直线都和第三条直线垂直,则这两条直线平行④一条直线和一个平面内无数条直线没有公共点,则这条直线和这个平面平行.A.4 B.3 C.2 D.15.如图所示,A′B与长方体ABCD-A′B′C′D′的六个面所在的平面有什么位置关系?6.如图所示,平面ABC与三棱柱ABC-A1B1C1的其它面之间有什么位置关系?课后作业【基础巩固】1.如图所示,下列符号表示错误的是()A.l∈αB.P∉lC.l⊂αD.P∈α2.异面直线是指()A.空间中两条不相交的直线B.分别位于两个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3.a,b为异面直线,且a⊂α,b⊂β,若α∩β=l,则直线l必定()A.与a,b都相交B.与a,b都不相交C.至少与a,b之一相交D.至多与a,b之一相交4.空间四边形ABCD中,E、F分别为AC、BD中点,若CD=2AB,EF⊥AB,则EF与CD所成的角为() A.30°B.45°C.60°D.90°5.三棱台ABC-A′B′C′的一条侧棱AA′所在直线与平面BCC′B′之间的关系是() A.相交B.平行C.直线在平面内D.平行或直线在平面内6.平面α∥平面β,直线a∥α,则()A.a∥βB.a在面β上C.a与β相交D.a∥β或a⊂β7.已知如图,试用适当的符号表示下列点、直线和平面的关系:(1)点C与平面β:________. (2)点A与平面α:________. (3)直线AB与平面α:________.(4)直线CD与平面α:________. (5)平面α与平面β:________.8.如图所示,A,B,C,D为不共面的四点,E,F,G,H分别在线段AB,BC,CD,DA上.(1)如果EH∩FG=P,那么点P在直线________上.(2)如果EF∩GH=Q,那么点Q在直线________上.9.如图所示,AB是圆O的直径,点C是弧AB的中点,D、E分别是VB、VC的中点,求异面直线DE与AB 所成的角.10.如右图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分别是A1B1和BB1的中点,试判断(1)AM所在的直线与平面ABCD的位置关系?(2)CN所在的直线与平面ABCD的位置关系?(3)AM所在的直线与平面CDD1C1的位置关系?(4)CN所在的直线与平面CDD1C1的位置关系?【能力提升】1.如图所示,AB∥CD,AB∩α=B,CD∩α=D,AC∩α=E.求证:B,E,D三点共线.2.如图,等腰直角三角形ABC中,∠A=90°,BC=2,DA⊥AC,DA⊥AB,若DA=1,且E为DA的中点.求异面直线BE与CD所成角的余弦值.3.如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,P为棱BB1的中点,画出由A1,C1,P三点所确定的平面α与长方体表面的交线.。

高中数学必修2《空间点、直线与平面之间的位置关系》教案

高中数学必修2《空间点、直线与平面之间的位置关系》教案

⾼中数学必修2《空间点、直线与平⾯之间的位置关系》教案 ⾼中数学必修2《空间点、直线与平⾯之间的位置关系》教案 课题名称 《2.1空间点、直线与平⾯之间的位置关系》 科 ⽬ ⾼中数学 教学时间 1课时 学习者分析 通过第⼀章《空间⼏何体》的学习,学⽣对于⽴体⼏何已经有了初步的认识,能够识别棱柱、棱锥、棱台、圆柱、圆锥、圆台、球,并理解它们的⼏何特征。

但是这种理解还只是建⽴在观察、感知的基础上的,对于原理学⽣是不明确的,所以学⽣此时有很强的求知欲,急于想搞清楚为什么;同时学⽣经过⾼中⼀年的学习,已经具备了⼀定的逻辑推理能⼒,只是缺乏训练,不够严密,不够清晰;有⼀定的⾃主探究和合作学习的能⼒,但有待提⾼,并愿意动⼿并参与分组讨论。

教学⽬标 ⼀、知识与技能 1. 理解空间点、直线、平⾯的概念,知道空间点、直线、平⾯之间存在什么样的关系; 2. 记忆三公理三推论,能够⽤简单的语⾔概括三公理三推论,会⽤图形表⽰三公理三推论,并将其转化成数学符号语⾔; 3. 明确三公理三推论的功能,掌握使⽤三公理三推论解决⽴体⼏何问题的⽅法。

⼆、过程与⽅法 1. 通过⾃⼰动⼿制作模型,直观地感知空间点、直线与平⾯之间的位置关系,以及三公理三推论; 2. 通过思考、讨论,发现三公理三推论的条件和结论; 3. 通过例题的训练,进⼀步理解三公理三推论,明确三公理三推论的功能。

三、情感态度与价值观 1. 通过操作、观察、讨论培养对⽴体⼏何的兴趣,建⽴合作的意识; 2. 感受⽴体⼏何逻辑体系的严密性,培养学⽣细⼼的学习品质。

教学重点、难点 1. 理解三公理三推论的概念及其内涵; 2. 使⽤三公理三推论解决⽴体⼏何问题。

教学资源 (1)每位同学准备两张硬纸板,其中⼀张中间⽤⼩⼑划条缝,铅笔三根; (2)教师⾃制的多媒体课件。

《2.1空间点、直线与平⾯之间的位置关系》教学过程的描述 教学活动1 ⼀、导⼊新课 1. 回忆构成平⾯图形的基本元素:点、直线。

人教版高中数学必修二《空间中直线与直线之间的位置关系》教案

人教版高中数学必修二《空间中直线与直线之间的位置关系》教案

人教版高中数学必修二《空间中直线与直线之间的位置关系》教案必修Ⅱ2.1.2 空间中直线与直线之间的位置关系(第一课时)教案一、教材分析:1.教材的地位和作用(1)本节课是人教版数学必修2的2.1.2第一课时的内容,主要研究空间中直线与直线之间的三种位置关系及公理4。

(2)教材在编写时注意从平面到空间的扩充,通过观察实物,直观感知,进而抽象概括出定义及定理,培养学生的观察能力和分析问题的能力。

2.教学重点与难点教学重点:异面直线的概念的理解及其判断,公理4的学习。

教学难点:异面直线的理解,空间中直线与直线之间的位置关系的分类。

3.教学目标知识与技能:(1)理解异面直线的概念;(2)了解空间中两条直线的位置关系;(3)理解并掌握公理4及其应用。

过程与方法:(1)教学过程中引导学生从生活中的实例出发,联系旧知识来提出所要探究的问题;(2)自主合作探究、师生的共同讨论与讲授法相结合.情感态度与价值观:通过本节的学习使学生认识到了解任何新事物须从它较为熟悉的一面入手,将新事物转化为我们熟知的事物,从而达到了解新事物的目的,并使学生养成善于观察、合作探索、科学研究的好习惯。

、二、教法设计:1、多媒体辅助教学:易于突破难点,增强形象性、直观性。

2、探究式教学:给学生提供从事数学活动的机会,帮助他们在自主探索和合作交流的过程获取知识。

3、讲议结合教学:教师耐心引导、分析、讲解和提问,并及时对学生的意见进行肯定与评议。

4、分层教学:面向全体学生,充分调动不同层次学生的积极性。

三、学法设计:1.本节知识与生活的联系密切,可以引导学生从生活中去找模型,将所要学习的知识与周围的事物结合起来,同时还注重让学生经历从实际背景中抽象出空间图形的学习过程。

2.学生能够在老师的引导下自己去发现问题,共同讨论,自主合作探究。

学生是数学学习的主人,教师是数学学习的组织者、引导者与合作者。

四、教学过程:1.创设情境,引出问题思考:(1)同一个平面内的两条直线有几种位置关系?(2)空间中两条直线有哪些位置关系呢?找一找,说一说:同桌两位同学中一人在教室里任意找两条直线,另一同学说出这两条直线的位置关系。

人教课标版高中数学必修2《空间中直线与直线之间的位置关系(第1课时)》教学设计

人教课标版高中数学必修2《空间中直线与直线之间的位置关系(第1课时)》教学设计

2.1 空间点、直线、平面之间的位置关系2.1.2 空间直线与直线之间的位置关系(一)一、教学目标(一)核心素养增强动态意识,培养观察、对比、分析的思维,通过平移转化渗透数学中的化归及辩证唯物主义思想.(二)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.(三)学习重点1.异面直线的判定.2.求异面直线所成角的大小.(四)学习难点1.异面直线的判定.2.求异面直线所成角的大小.二、教学设计(一)课前设计1.预习任务(预习教材第44至47页,找出疑惑之处)2.预习自测问题1:下列说法正确的个数是()(1)某平面内的一条直线和与这个平面平行的直线是异面直线.(2)空间中没有公共点的两条直线是异面直线.(3)若两条直线和第三条直线所成的角相等则这两条直线必平行.(4)若一条直线垂直于两条平行直线中的一条,则它一定与另一条直线垂直.A.1个B.2个C.3个D.4个解析:(1)中两直线可能平行,也可能异面,故(1)不正确;(2)中两直线可能平行,故(2)不正确;(3)中两直线可能相交,也可能异面,故(3)不正确;由异面直线所成角定义知(4)正确.【答案】A问题2:如图所示,已知正方体1111D C B A ABCD 中,F E ,分别是1,AA AD 的中点.(1)直线1AB 和1CC 所成的角为 ;(2)直线1AB 和EF 所成的角为 .解析:(1)因为BB 1∥CC 1,所以∠AB 1B 即为异面直线AB 1与CC 1所成的角, ∠AB 1B=45°.(2)连接B 1C,易得EF ∥B 1C,所以∠AB 1C 即为直线AB 1和EF 所成的角. 连接AC,则△AB 1C 为正三角形,所以∠AB 1C=60°.【答案】(1) 45(2) 60(二)课堂设计1.知识回顾复习1:平面的特点是______、_______、_______.【答案】平的;平面是可以无限延展的;平面没有厚薄之分.复习2:平面性质(三公理)公理1___________________________________;公理2___________________________________;公理3___________________________________.【答案】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 过不在一条直线上的三点,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.2.问题探究探究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:异面直线所成的角已知异面直线b a ,,经过空间中任一点O 作直线a ' ∥a ,b ' ∥b ,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). 范围:]2,0(πθ∈.思考:两条异面直线所成角的大小是否随空间任意点O 位置的不同而改变? 点O 可任选,一般取特殊位置,如线段的中点或端点.●活动② 互动交流,初步实践若c b a 、、是空间3条直线,a ∥b ,a 与c 相交,则b 与c 的位置关系是( )A .异面B .相交C .平行D .异面或相交【知识点】直线的位置关系.【数学思想】数形结合与分类讨论的思想.【解题过程】若b 与c 平行,因为a ∥b ,所以a 与c 平行与已知条件矛盾,容易画出异面或相交的情形.【思路点拨】通过直观的模型解决问题.【答案】D●活动③ 巩固基础,检查反馈【设计意图】巩固检查对异面直线的理解与认识.例1 如下图所示正方体1111D C B A ABCD -中,N M ,分别是1111,C B B A 的中点.问:(1)AM 和CN 是否是异面直线?说明理由.(2)B D 1和1CC 是否是异面直线?说明理由.【知识点】异面直线的判定.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】(1)不是异面直线.理由:N M 、 分别是1111C B B A 、的中点. ∴11C A MN ∥又∵11ACC A 为平行四边形.∴AC ∥11C A ,得到MN ∥AC ,∴AM 和CN 不是异面直线.(2)是异面直线.证明如下:假设B D 1和1CC 在同一个平面1DCC 内,则1DCC B ∈,1DCC C ∈D CC BC 1⊂∴,D D CC B 11∈∴,这与1111D C B A ABCD -是正方体相矛盾.∴假设不成立,故B D 1和1CC 是异面直线.【思路点拨】利用定义与反证法.【答案】已证.同类训练 如图是一个正方体的展开图,如果将它还原为正方体,那么GH EF CD AB ,,,这四条线段所在的直线是异面直线的有 对.【知识点】异面直线的判定.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】如图:AB 与CD ,AB 与GH ,EF 与GH【思路点拨】平面与空间的相互转化.【答案】3对●活动④ 强化提升,灵活应用例 2 如图,在三棱锥BCD A -中,G F E 、、分别是AD BC AB 、、的中点, 120=∠GEF ,则BD 和AC 所成角的度数为 .【知识点】异面直线成的角.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】依题意知,EG ∥BD,EF ∥AC,所以∠GEF 所成的角或其补角即为异面直线AC 与BD 所成的角,又∠GEF=120°,所以异面直线BD 与AC 所成的角为60°.【思路点拨】通过平行线找到成的角.【答案】 60小结:求异面直线所成的角一般要有四个步骤:(1)作图:作出所求的角及题中涉及的有关图形等;(2)证明:证明所给图形是符合题设要求的;(3)计算:一般是利用解三角形计算得出结果.(4)结论.简记为“作(或找)——证——算——答”.同类训练 在正方体1111ABCD A B C D 中,H G F E ,,,分别为1111,,,C B BB AB AA 的中点,则异面直线EF 与GH 所成的角等于________.【知识点】异面直线成的角.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】连接1A B 、1BC 、11A C ,由于EF ∥A 1B ,GH ∥BC 1,所以A 1B 与BC 1所成的角即为EF 与GH 所成的角,由于△A 1BC 1为正三角形,所以A 1B 与BC 1所成的角为 60,即异面直线EF 与GH 所成的角为 60.【思路点拨】通过平行线找到成的角.【答案】 60例3.空间四边形ABCD 中,H G F E 、、、分别是DA CD BC AB 、、、的中点, 求证:四边形EFGH 是平行四边形.【知识点】平行公理的应用.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】连接BD ,因为EH 是三角形ABD 的中位线,所以EH ∥BD ,且BD EH 21=;同理FG ∥BD ,且BD FG 21=;所以EH ∥FG ,且EH FG =,所以四边形EFGH 为平行四边形.【思路点拨】通过平行公理产生边与边的关系.【答案】已证.探究:如果再加上条件BD AC =,那么四边形EFGH 是什么图形?(菱形) 拓展:若BD AC ⊥,则四边形EFGH 又是什么图形?(矩形)3.课堂总结知识梳理(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.重难点归纳(1)空间直线的位置关系判定.(2)平行公理及空间等角定理.(3)求异面直线所成角的大小.(三)课后作业基础型 自主突破1.下列四个命题中错误的是( )A .若直线a 、b 互相平行,则直线a 、b 可以确定一个平面B .若四点不共面,则这四点中任意三点都不共线C .若两条直线没有公共点,则这两条直线是异面直线D .两条异面直线不可能垂直于同一个平面【知识点】平行、共线、异面直线等相关命题判断.【数学思想】分类讨论的思想.【解题过程】若两条直线没有公共点,则这两条直线是异面直线或是平行直线.显然答案C 中的命题错误.故选C .【思路点拨】根据直线的基本位置关系进行判断.【答案】C2.在正方体1111D C B A ABCD -中,B A 1与C B 1所在直线所成角的大小是( )A .30︒B .45︒C .60︒D .90︒【知识点】异面直线所成的角.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】连接1D C ,则11A B D C ,连接11B D ,易证11B CD ∠就是B A 1与C B 1所在直线所成角,由于11B CD 是等边三角形,因此1160B CD ∠=︒,故选C.【思路点拨】根据异面直线所成的角定义找到这个平面角.【答案】C3. c,是空间中的三条直线,下面给出四个命题:a,b①若a∥b,b∥c,则a∥c;②若a与b相交,b与c相交,则a与c相交;③若a⊂平面α,b⊂平面β,则a、b一定是异面直线;④若a、b与c成等角,则a∥b.上述命题中正确的命题是(只填序号).【知识点】点线面的位置关系.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】①中,由公理4知,正确;②中,a与c可相交、可平行、可异面,错误;③中,a、b可能平行、相交、异面,故错;④中,a、b可能平行、相交、异面,故错. 【思路点拨】找模型,数形结合.【答案】①4.如图是正方体的平面展开图,在这个正方体中,①BM与ED平行;②CN与BE是异面直线;60角;③CN与BM成④DM与BN是异面直线.以上四个命题中,正确命题的序号是()A.①②③B.②④C.③④D.②③④【知识点】异面直线的判定与所成的角.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】由题意画出正方体的图形如图:显然①②不正确;③CN 与BM 成60°角,即∠ANC=60°,正确;④正确, 故选C.【思路点拨】平面图形还原为空间图形.【答案】C5.如图,已知正方体D C B A ABCD ''''-.(1)哪些棱所在直线与直线A B '是异面直线?(2)直线A B '和C C '的夹角是多少?(3)哪些棱所在直线与直线A A '垂直?【知识点】异面直线的基本知识.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】(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A D D C C B B A DA CD BC AB ''''''''、、、、、、、分别与直线AA'垂直.【思路点拨】根据异面直线所成的基本知识与方法.【答案】(1)C B C D D D C C DC AD ''''''、、、、、;(2) 45;(3)A D D C C B B A DA CD BC AB ''''''''、、、、、、、.能力型 师生共研6.已知三棱锥BCD A -中,CD AB =,且直线AB 与CD 成60角,点N M ,分别是AD BC ,的中点,求直线AB 和MN 所成的角.【知识点】异面直线所成的角.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】如图,取AC 的中点P ,连接PM ,PN ,因为点M ,N 分别是BC ,AD 的中点,所以PM ∥AB ,且PM =12AB ;PN ∥CD ,且PN =12CD ,所以∠MPN (或其补角)为AB 与CD 所成的角.所以∠PMN (或其补角)为AB 与MN 所成的角.因为直线AB 与CD 成60°角,所以∠MPN =60°或∠MPN =120°.又因为AB =CD ,所以PM =PN.①若∠MPN =60°,则△PMN 是等边三角形,所以∠PMN =60°,即AB 与MN 所成的角为60°.②若∠MPN =120°,则易知△PMN 是等腰三角形.所以∠PMN =30°,即AB 与MN 所成的角为30°.综上可知:AB 与MN 所成角为60°或30°.【思路点拨】根据异面直线所成的角定义找到这个平面角.【答案】60或 30. 探究型 多维突破7.如下图所示,点S R Q P 、、、分别在正方体的4条棱上,且是所在棱的中点,则直线PQ 与RS 是异面直线的一个图是________.【知识点】平行、共线、异面直线等相关命题判断.【数学思想】分类讨论与数形结合的思想.【解题过程】显然①②平行,④相交,③异面.【思路点拨】根据直线的基本位置关系进行判断.【答案】③自助餐1.如下图所示是一个正方体的平面展开图,则在正方体中,AB与CD的位置关系为( )A.相交B.平行C.异面而且垂直D.异面但不垂直【知识点】直线的位置关系.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】平面图形还原为空间图形,容易观察得出选D.【思路点拨】平面图形还原为空间图形.【答案】D2.下列命题:①如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等;②如果两条相交直线和另两条直线分别平行,那么这两组直线所成的锐角(或直角)相等;③如果一个角的两边和另一个角的两边分别垂直,那么这两个角相等或互补;④如果两条直线同时平行于第三条直线,那么这两条直线互相平行.其中正确的结论有( )A .1个B .2个C .3个D .4个【知识点】等角定理,公理4的理解与应用.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】由等角定理知道①错误,②③正确;由公理4知道④正确,选C .【思路点拨】找点线面的关系.【答案】C3.已知正方体1111D C B A ABCD -中,E 为11D C 的中点,则异面直线AE 与11B A 所成的角的余弦值为________.【知识点】异面直线成的角.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】显然1AED ∠为异面直线AE 与11B A 所成的角(或补角),容易求得余弦值为31. 【思路点拨】先找,后证,最后算.【答案】31 4.在正方体1111D C B A ABCD -中,F E ,分别是11,BC AB 的中点,则以下结论:①EF 与1CC 垂直;②EF 与BD 垂直;③EF 与11C A 异面;④EF 与1AD 异面,其中不成立的序号是________.【知识点】直线的位置关系.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】连结A 1B ,在△A 1BC 1中,EF ∥A 1C 1,所以①,②,④正确,③错.【思路点拨】找点线面的关系.【答案】③5.在三棱锥A BCD -中,2==BC AD ,F E 、分别是CD AB 、的中点,2=EF ,则异面直线AD 与BC 所成的角为________.【知识点】异面直线所成角.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】取AC 中点P ,连接PF PE 、.则ABC ∆中,PE ∥BC 且121==BC PE ,ACD ∆中,PF ∥AD 且121==AD PF ,所以EPF ∠为所求.EPF ∆中,2,1===EF PF PE ,所以︒=∠90EPF .【思路点拨】先找,后证,最后算.【答案】︒906.正方体1111D C B A ABCD -中.(1)求AC 与D A 1所成角的大小;(2)若F E 、分别为AD AB 、的中点,求11C A 与EF 所成角的大小.【知识点】异面直线所成角.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】(1)如图所示,连接B 1C ,由ABCD -A 1B 1C 1D 1是正方体,易知A 1D ∥B 1C ,从而B 1C 与AC 所成的角就是AC 与A 1D 所成的角. ∵AB 1=AC =B 1C ,∴∠B 1CA =60°.即A 1D 与AC 所成的角为60°.(2)如图所示,连接AC 、BD ,在正方体1111D C B A ABCD -中,AC ⊥BD ,AC ∥A 1C 1,∵E 、F 分别为AB 、AD 的中点,∴EF ∥BD ,∴EF ⊥AC . ∴EF ⊥A 1C 1. 即A 1C 1与EF 所成的角为90°.【思路点拨】先找,后证,最后算.【答案】(1)︒60;(2) 907.长方体1111D C B A ABCD -中,21==AB AA ,1=AD ,求异面直线11C A 与1BD 所成角的余弦值.【知识点】异面直线所成的角.【数学思想】数形结合的思想.【解题过程】设11C A 与11D B 交于O ,取1BB 中点E ,连接OE ,因为OE //B D 1,所以OE C 1∠或其补角就是异面直线11C A 与1BD 所成的角或其补角.在OE C 1∆中,1111522OC A C ==,221113221222OE BD ==++=, 22221111112C E B C B E =+=+=, 所以222222111153()()(2)522cos 2553222OC OE C E C OE OC OE +-+-∠===⋅⨯⨯,所以异面直线11C A 与1BD 所成的角的余弦值为55.【思路点拨】根据异面直线所成的角定义找到这个平面角.【答案】55。

高中数学 2.1 空间点、直线、平面之间的位置关系(2)第1课时教案 新人教A版必修2-新人教A版高

高中数学 2.1 空间点、直线、平面之间的位置关系(2)第1课时教案 新人教A版必修2-新人教A版高

2.1.2空间中直线与直线之间的位置关系〔第1课时〕设计者:田许龙题目:垂直于同一条直线的两条直线的位置关系是( D )A.平行B. 相交C. 异面D. A、B、C均有可能[注]本例意在提醒学生比较平面几何与立体几何的异同。

学回答。

回答的很好,大家注意:。

要判断两直线是否是异面直线从以下三个方面入手1、定义法〔不易操作,很难实现〕;2、反证法:先假设两条直线不是异面直线,即两直线平行或相交,由假设的条件出发,经过严密的推理,导出矛盾,从而否定假设肯定两条直线异面。

此法在异面直线的判定中经常用到。

3、客观题中,也可用判定定理:过平面外一点和平面内一点的直线,与平面内不过该点的直线是异面直线。

请看多媒体〔出示《课件2-3》〕例题解答学生看导学案完成例题,难度大的小组讨论,完成导学内容,并派代表说出小组结论,教师参与小组讨论指导个别小组或学生并汇总结果并反馈。

之后,老师出示《课件3》例1:如下图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分别是A1B1、B1C1的中点。

问:〔1〕AM和CN是否是异面直线?说明理由;〔2〕D1B和CC1是否是异面直线?说明理由。

[解答]〔1〕AM和CN不是异面直线。

理由:连接MN、A1C1、AC。

∵M、N分别是A1B1、B1C1的中点,∴MN// A1C1,又∵A1A CC1,∴A1ACC1前面我们学习了异面直线及异面直线的判断方法,接下来大家看导学案的例题并给出解答。

大家注意:第一问要充分运用M、N是中点的特征,在立体几何中,如果看到中点要注意使用它的特征:平行的话要注意使用三角形的中位线,垂直时注意使用等腰三角形的中线即高线。

第一问就是中位线特征,因此MN平行于AC,再由平面的性质可得结论。

第二问就是使用异面直线的判定定理来解决的,为平行四边形。

∴A1C1//AC,得到MN//AC,∴A、M、N、C在同一平面内,故AM和CN不是异面直线。

〔2〕是异面直线。

证明如下:∵ABCD-A1B1C1D1是正方体,∴B、C、C1、D1不共面。

空间点、直线、平面之间的位置关系教案

空间点、直线、平面之间的位置关系教案

学习过程一、复习预习1 平面含义:平面是无限延展的2 平面的画法及表示(1)平面的画法:水平放置的平面通常画成一个平行四边形,锐角画成450,且横边画成邻边的2倍长(如图)(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 三个公理:DCBAα(1)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 符号表示为A ∈LB ∈L => L α A ∈α B ∈α公理1作用:判断直线是否在平面内(2)公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面。

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。

(3)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。

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二、知识讲解考点/易错点1 空间中直线与直线之间的位置关系1 空间的两条直线有如下三种关系:相交直线:同一平面内,有且只有一个公共点; LAαCBAαPαLβ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,没有公共点。

2 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:设a 、b 、c 是三条直线a ∥bc ∥b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作用:判断空间两条直线平行的依据。

3 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4 注意点:① a'与b'所成的角的大小只由a 、b 的相互位置来确定,与O 的选择无关,为简便,点O 一般取在两直线中的一条上;② 两条异面直线所成的角θ∈(0, );③ 当两条异面直线所成的角是直角时,我们就说这两条异面直线互相垂直,记作a ⊥b ; ④ 两条直线互相垂直,有共面垂直与异面垂直两种情形;⑤ 计算中,通常把两条异面直线所成的角转化为两条相交直线所成的角。

高中数学 2.1 空间点、直线、平面之间的位置关系(2)第1课时教案 高中数学教案

高中数学 2.1 空间点、直线、平面之间的位置关系(2)第1课时教案 高中数学教案

2.1.2空间中直线与直线之间的位置关系(第1课时)设计者:田许龙题目:垂直于同一条直线的两条直线的位置关系是( D )A.平行B. 相交C. 异面D. A、B、C均有可能【注】本例意在提醒学生比较平面几何与立体几何的异同。

学回答。

回答的很好,大家注意:。

要判断两直线是否是异面直线从以下三个方面入手1、定义法(不易操作,很难实现);2、反证法:先假设两条直线不是异面直线,即两直线平行或相交,由假设的条件出发,经过严密的推理,导出矛盾,从而否定假设肯定两条直线异面。

此法在异面直线的判定中经常用到。

3、客观题中,也可用判定定理:过平面外一点和平面内一点的直线,与平面内不过该点的直线是异面直线。

请看多媒体(出示《课件2-3》)例题解答学生看导学案完成例题,难度大的小组讨论,完成导学内容,并派代表说出小组结论,教师参与小组讨论指导个别小组或学生并汇总结果并反馈。

之后,老师出示《课件3》例1:如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分别是A1B1、B1C1的中点。

问:(1)AM和CN是否是异面直线?说明理由;(2)D1B和CC1是否是异面直线?说明理由。

【解答】(1)AM和CN不是异面直线。

理由:连接MN、A1C1、AC。

∵M、N分别是A1B1、B1C1的中点,∴MN// A1C1,又∵A1A CC1,∴A1ACC1前面我们学习了异面直线及异面直线的判断方法,接下来大家看导学案的例题并给出解答。

大家注意:第一问要充分运用M、N是中点的特征,在立体几何中,如果看到中点要注意使用它的特征:平行的话要注意使用三角形的中位线,垂直时注意使用等腰三角形的中线即高线。

第一问就是中位线特征,因此MN平行于AC,再由平面的性质可得结论。

第二问就是使用异面直线的判定定理来解决的,为平行四边形。

∴A1C1//AC,得到MN//AC,∴A、M、N、C在同一平面内,故AM和CN不是异面直线。

(2)是异面直线。

证明如下:∵ABCD-A1B1C1D1是正方体,∴B、C、C1、D1不共面。

高中数学空间点、直线、平面之间的位置关系教案(第一课时)新课标 人教版 必修2(A)

高中数学空间点、直线、平面之间的位置关系教案(第一课时)新课标 人教版 必修2(A)

空间点、直线、平面之间的位置关系 (第一课时)平面教学要求:能够从日常生活实例中抽象出数学中所说的“平面”;符号表示点、直线、平面以及它们之间的关系;初步掌握文字语言、图形语言与符号语言三种语言之间的转化;理解可以作为推理依据的三条公理.教学重点:理解三条公理,能用三种语言分别表示.教学难点:理解三条公理.教学过程:一、复习准备:1. 讨论:长方体的8个顶点、12条棱所在直线、6个面之间有和位置关系?2. 举例:生活中哪些物体给我们以平面的形象?二、讲授新课:1. 教学平面的概念及表示:① 平面的概念: A.描述性说明; B.平面是无限伸展的;理解两点:无限好比在平面上画直线;一个平面把空间分成两部分。

② 平面的画法:A.任意角度观察桌面、黑板面,感到象什么?美术中如何画一张纸?B.画法:通常画平行四边形来表示平面。

(注意通常两字)水平平面:通常画成锐角成45°,横边等于邻边的两倍。

非水平平面:只要画成平行四边形。

直立的平面:一组对边为铅垂线。

相交的平面:一定要画出交线;遮住部分的线段画虚线或不画。

C.练习: 画一个平面、相交平面③ 平面的表示:通常用希腊字母α、β、γ表示,如平面α(通常写在一个锐角内);也可以用两个相对顶点的字母来表示,如平面BC 。

④ 点与平面的关系:点A 在平面α内,记作A α∈;点A 不在平面α内,记作A α∉.2. 教学公理1:①揭示公理1:如果一条直线的两点在一个平面内,那么这条直线是所有的点都在这个平面内。

(即直线在平面内,或者平面经过直线)②应用:检验桌面是否平; 判断直线是否在平面内③符号:点A 的直线l 上,记作:A ∈l ; 点A 在直线l 外,记作A ∉l ;直线l 的平面α内,记作l ⊂α。

④用符号语言表示公理1:,,,A l B l A B l ααα∈∈∈∈⇒⊂3.教学公理2:①揭示公理2:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面。

②理解:不在同一条直线上;一点、两点、三点、四点的情况;有且只有一个,等价于确定 ③实例:一扇门。

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空间点、直线、平面之间的位置关系 (第一课时)
平面
教学要求:
能够从日常生活实例中抽象出数学中所说的“平面”;符号表示点、直线、平面以及它们之间的关系;初步掌握文字语言、图形语言与符号语言三种语言之间的转化;理解可以作为推理依据的三条公理.
教学重点:
理解三条公理,能用三种语言分别表示.
教学难点:
理解三条公理.
教学过程:
一、复习准备:
1. 讨论:长方体的8个顶点、12条棱所在直线、6个面之间有和位置关系?
2. 举例:生活中哪些物体给我们以平面的形象?
二、讲授新课:
1. 教学平面的概念及表示:
① 平面的概念: A.描述性说明; B.平面是无限伸展的;
理解两点:无限好比在平面上画直线;一个平面把空间分成两部分。

② 平面的画法:A.任意角度观察桌面、黑板面,感到象什么?美术中如何画一张纸?
B.画法:通常画平行四边形来表示平面。

(注意通常两字)水平平面:通常画成锐角成45°,横边等于邻边的两倍。

非水平平面:只要画成平行四边形。

直立的平面:一组对边为铅垂线。

相交的平面:一定要画出交线;遮住部分的线段画虚线或不画。

C.练习: 画一个平面、相交平面
③ 平面的表示:通常用希腊字母α、β、γ表示,如平面α(通常写在一个锐角内);也可以用两个相对顶点的字母来表示,如平面BC 。

④ 点与平面的关系:点A 在平面α内,记作A α∈;点A 不在平面α内,记作A α∉.
2. 教学公理1:
①揭示公理1:如果一条直线的两点在一个平面内,那么这条直线是所有的点都在这个平面内。

(即直线在平面内,或者平面经过直线)
②应用:检验桌面是否平; 判断直线是否在平面内
③符号:点A 的直线l 上,记作:A ∈l ; 点A 在直线l 外,记作A ∉l ;
直线l 的平面α内,记作l ⊂α。

④用符号语言表示公理1:,,,A l B l A B l ααα∈∈∈∈⇒⊂
3.教学公理2:
①揭示公理2:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面。

②理解:不在同一条直线上;一点、两点、三点、四点的情况;有且只有一个,等价于确定 ③实例:一扇门。

记写:平面ABC 。

4 .教学公理3:
①揭示公理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 ②理解:例如墙角;平面在空间无限伸展;有且只有一个的含义:存在一个,最多一个。

③符号:平面α和β相交,交线是a ,记作α∩β=a 。

④ 符号语言:,P A B A B l P l ∈⇒=∈I I
5. 练习:用符号表示点、直线、面之间的关系(图见P47).
6. 小结:平面概念;三条公理的文字语言、图形语言、符号语言.
三、巩固练习:
1. 练习:P48 1~4
2. 根据符号语言画出下列图形:①a∩α=A,B∈a,但B∉α;②a∩b=A,b⊂α,a⊄α
3. 过直线l上三点A、B、C分别作三条互相平行的直线a、b、c,讨论四条直线共面?。

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