江苏省江阴市成化高级中学高中数学1.2.4平面与平面的位置关系(3)教案新人教版必修2
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§1.2.4 平面与平面的位置关系〔1〕教学目标:1、了解两个平面的两种位置关系:相交和平行;2、掌握两个平面平行的判定定理及性质定理,并能灵活应用;3、在引导学生观察、分析、抽象、类比得出空间两个平面位置关系的过程中,努力渗透数学思想及辨证唯物主义观念。
教学重点、难点:重点:两个平面平行的判定定理及性质定理。
难点:两个平面平行的判定定理及性质定理的灵活应用。
教学过程:一、数学实验利用手中的两本书作为两个平面,摆一摆,两个平面有哪几种位置关系?你能根据公共点的情况进行分类吗?学生归纳:两个平面的位置关系:二.问题情境工人师傅将水平仪在桌面上交叉放置两次,如果水平仪的气泡两次都在中央,就能判断桌面是水平平面,你能解释其中的奥秘吗?三、建构数学 两个平面平行的判定定理:_______________________________________________________。
用符号表示:假设______________________________________,那么___________。
合作探究:如果两个平面平行,那么:〔1〕一个平面内的直线是否平行于另一个平面? 〔2〕分别在两个平行平面内的直线是否平行? 两个平面平行的性质定理:_______________________________________________________。
〔要求学生画出图形,写出、求证并证明。
〕四、数学运用 1.例题:例1、如图,在长方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,求证:平面BC 1D ∥平面AB 1D 1 分析:可考虑证明一个平面内有两条直线与另一个平面平行。
Aab DCA 1D 1C 1B 1思考:A 1C 与平面BC 1D 垂直吗?为什么?例2、求证:如果一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面,那么它也垂直于另一个平面。
: 求证:思考:垂直于同一条直线的两个平面平行吗?结合例2归纳:公垂线:_________________________________________。
2.1.4 平面与平面之间的位置关系整体设计教学分析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.三维目标1.结合图形正确理解空间中平面与平面之间的位置关系.2.进一步熟悉文字语言、图形语言、符号语言的相互转换.3.培养学生全面思考问题的能力.重点难点平面与平面的相交和平行.课时安排1课时教学过程复习1.直线与直线的位置关系:相交、平行、异面.2.直线与平面的位置关系: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.导入新课思路1.(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?思路2.(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推进新课新知探究提出问题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应用示例思路1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.思路2例1 α∩β=l,a ⊂α,b ⊂β,试判断直线a 、b 的位置关系,并画图表示.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8,直线a 、b 的位置关系是平行、相交、异面.图8变式训练α∩β=l,a ⊂α,b ⊂β,b∩β=P,试判断直线a 、b 的位置关系,并画图表示.解:如图9,直线a 、b 的位置关系是相交、异面.图9直线a 、b 不可能平行,这里仅要求学生结合图形或实物模型加以体会,学完下一节后可以证明. 点评:结合图形或实物模型判断直线与平面的位置关系,目的在于培养学生的空间想象能力. 例2 如图10,在棱长为a 的正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,M 、N 分别是AA 1、D 1C 1的中点,过D 、M 、N 三点的平面与正方体的下底面相交于直线l ,图10(1)画出l 的位置;(2)设l∩A 1B 1=P ,求PB 1的长.解:(1)平面DMN 与平面AD 1的交线为DM ,则平面DMN 与平面A 1C 1的交线为QN.QN 即为所求作的直线l.如图10.(2)设QN∩A 1B 1=P,∵△MA 1Q≌△MAD,∴A 1Q=AD=a=A 1D 1,∴A 1是QD 1的中点.又A 1P∥D 1N,∴A 1P=21D 1N=41C 1D 1=41a. ∴PB 1=A 1B 1-A 1P=a a a 4341=-. 变式训练画出四面体ABCD 中过E 、F 、G 三点的截面与四面体各面的交线.解:如图11,分别连接并延长线段EF 、BD ,图11∵线段EF、BD共面且不平行,∴线段EF、BD相交于一点P.∴连接GP交线段CD于H,分别连接EG、GH、FH即为所作交线.点评:利用公理3作两平面的交线是高考经常考查的内容,是两平面关系的重点.知能训练三棱柱的各面把空间分成几部分?解:分为21部分.拓展提升已知平面α∩平面β=a,b⊂α,b∩a=A,c⊂β且c∥a,求证:b、c是异面直线.证明:反证法:若b与c不是异面直线,则b∥c或b与c相交.(1)若b∥c.∵a∥c,∴a∥b.这与a∩b=A矛盾.(2)若b、c相交于B,则B∈β.又a∩b=A,∴A∈β.∴AB⊂β,即b⊂β.这与b∩β=A矛盾.∴b,c是异面直线.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.设计感想本节内容较少,与上一节课一样,教材没有讨论面面平行的判定和性质,只介绍了平面与平面的位置关系.平面与平面的位置关系是立体几何的重要位置关系,虽没有严格推理和证明,却正好发挥我们的空间想象能力和发散思维能力.。
l E DCB A βαlCBA βαD B 1C 1D 1A 1A C B cP ba βα§1.2.4 平面和平面的位置关系(3)教学目标:1.进一步巩固二面角的概念2.掌握平面与平面垂直的判定定理及性质定理并能加以运用 3.强化“线线垂直”,“线面垂直”,“面面垂直”相互之间转化的思想教学重点:平面与平面垂直的判定定理和性质定理的理解及这两个定理的运用教学难点:创设并理解平面与平面垂直的判定定理以及性质定理成立的条件教学过程:1.问题情境(1)情境:回顾二面角的平面角的范围和二面角平面角的作法及求二面角的步骤,由两个平面互相垂直的概念,思考教室中的门与地面是否垂直.(2)问题:门轴是与地面垂直的,那么过门轴的面是否都与地面垂直呢?2.平面与平面垂直的判定定理:(线面垂直⇒面面垂直)如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直.推理模式:,l l αβαβ⊥⊂⇒⊥ 如图示已知:AB ⊂β,AB ⊥α,垂足为B (A 为l 上的一点),求证:αβ⊥.证明:如图所示,令CD αβ=I ,则B CD ∈,在α内过B 作BE CD ⊥, ∵,AB CD αα⊥⊂,∴AB CD ⊥,∴ABE ∠是二面角CD αβ--的平面角, 又∵AB BE ⊥,∴ABE ∠是直角,所以,α与β所成的二面角是直角,即αβ⊥. 思考:如果两个平面垂直,那么一个平面内的直线是否一定垂直于另一个平面呢? 答案是否定的,但一个平面内满足什么条件的直线才垂直于另一个平面呢? 3.平面与平面垂直的性质定理:(面面垂直⇒线面垂直)若两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于它们的交线的直线垂直于另一个平面.已知:如图所示,,,,l AB AB l αβαβα⊥=⊂⊥I 垂足为B , 求证:AB β⊥.证明:在β内过B 作BC l ⊥,则由题意得ABC ∠是l αβ--的平面角,∵αβ⊥知AB BC ⊥,又∵AB l ⊥,∴AB β⊥. 4.例题讲解例1.如图,在正方体''''ABCD A B C D -中,求证:平面''A C CA ⊥平面''B D DB . 证明:AA '⊥Q 平面ABCD ,AA BD '∴⊥ BD AC ⊥Q ,BD ∴⊥平面''A C CA ,BD ⊂Q 平面''B D DB ,∴平面''A C CA ⊥平面''B D DB例2.求证,如果两个平面互相垂直,那么经过第一个平面内的一点垂直于第二个平面的直线必在第一个平面内. 已知:如图, αβ⊥,P α∈,P a ∈, a β⊥.求证:a α⊂.证明:设c αβ=I ,过点P 在平面α内作直线b c ⊥,αβa b Pc根据平面与平面垂直的性质定理,有b β⊥. 因为经过一点有且仅有一条直线与平面β垂直, 所以直线a 与直线b 重合,即a α⊂.说明:运用性质定理的关键是创设定理成立的条件, l αβ=I ,αβ⊥,a α⊂,a l ⊥. 5.课堂小结两个平面垂直的判定定理及性质定理成立的条件.补充:1.在正三角形ABC 中,AD BC ⊥于D ,沿AD 折成二面角B AD C --后,12BC AB =,求二面角B AD C --的大小.2.直角ABC ∆的斜边在平面α内,C 是α外一点,又,AC BC 与平面α所成的角分别为30,45︒︒,求平面ABC 与平面α所成的角度.3.在60︒的二面角l αβ--的面α内一点A 到β,求A 到l 的距离.。
教学设计说明---------平面与平面平行的判定一教材内容解析本节课是平面与平面位置关系的第一课时,主要内容是两个平面平行的判定定理及其应用,它是在学生学习了空间两直线位置关系、空间直线和平面位置关系之后,又一种图形直角的位置关系的研究,为后面学习两个平面平行的性质以及将来研究多面体奠定了基础。
本节把面面位置关系与线面位置关系类比,把面面平行的判定与线面平行的判定类比,渗透类比的数学方法。
定理的证明和应用体现了线线平行、线面平行到面面平行的转化,体现了转化的数学思想。
二教学目标设置1、知识与技能:理解平面与平面平行的判定定理,并会初步运用。
转化与化归思想在解决问题中的运用。
通过问题解决,进一步培养学生观察、发现的能力和空间想像能力。
2、过程与方法启发式。
以实际情景(三角板实验),启发、引导学生逐步经历定理的直观感知过程。
指导学生进行合情推理。
对于立体几何的学习,学生已初步入门,让学生自己主动地去获取知识、发现问题、教师予以指导,帮助学生合情推理、澄清概念、加深认识、正确运用。
3、情感态度与价值观让学生在发现中学习,增强学习的积极性;培养学生主动探究知识、合作交流的意识,在体验数学美的过程中激发学生的学习兴趣,从而培养学生勤于动手、勤于思考的良好习惯。
三学生学情分析立体几何的学习,学生已初步入门,上一届线面平行的判定为学生学习本节的内容打下良好的基础。
高一学生已经有了自己的判断,合作,交流的能力,但是课堂的活动性不强,基于此现象,老师应充分利用自己的教学智慧和课堂组织能力积极调动学生的积极性,让学生积极参与到课堂的教学中来。
基于以上情况,本人选择了自主探究,合作交流,让学生通过自己的实践和思考去发现问题,解决问题。
四教学策略本节课本着“教师为主导,学生为主体,课本为主线”的原则进行设计,教师的主导作用,在于激发学生的求知欲。
通过实际情境,让学生主动参与探究过程,激发学生的学习兴趣,而后的层层设问,引导学生步入问题情境,师生共同推进课堂教学活动。
高中数学 第1章 立体几何1.2.4 平面与平面的位置关系同步教学案 苏教版必修2【课时目标】 1.理解并掌握两个平面平行、两个平面相交的定义.2.掌握两个平面平行的判定和性质定理,并能运用其解决一些具体问题.1.平面与平面平行的判定定理如果一个平面内有________________都平行于另一个平面,那么这两个平面平行.用符号表示为________________________.2.平面与平面平行的性质定理:如果两个平行平面同时和第三个平面相交,________________________. 符号表示为:________________⇒a∥b. 3.面面平行的其他性质:(1)两平面平行,其中一个平面内的任一直线平行于________________,即⎭⎪⎬⎪⎫α∥βa ⊂α⇒________,可用来证明线面平行;(2)夹在两个平行平面间的平行线段________; (3)平行于同一平面的两个平面________.一、填空题1.平面α∥平面β,a ⊂α,b ⊂β,则直线a 、b 的位置关系是__________. 2.下列各命题中假命题有________个. ①平行于同一直线的两个平面平行; ②平行于同一平面的两个平面平行;③一条直线与两个平行平面中的一个相交,那么这条直线必和另一个相交; ④若平面α内两条直线与平面β内两条直线分别平行,则α∥β. 3.过正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的三个顶点A 1、C 1、B 的平面与底面ABCD 所在平面的交线为l ,则l 与A 1C 1的位置关系是________.4.α和β是两个不重合的平面,在下列条件中,可判定α∥β的是________.(填序号)①α内有无数条直线平行于β;②α内不共线三点到β的距离相等;③l、m 是平面α内的直线,且l∥α,m∥β;④l、m 是异面直线且l∥α,m∥α,l∥α,m∥β.5.已知α∥β且α与β间的距离为d ,直线a 与α相交于点A 、与β相交于B ,若AB =233d ,则直线a 与α所成的角等于________.6.如图所示,P 是三角形ABC 所在平面外一点,平面α∥平面ABC ,α分别交线段PA 、PB 、PC 于A′、B′、C′,若PA′∶AA′=2∶3,则S △A′B′C′∶S △ABC =________.7.α,β,γ为三个不重合的平面,a ,b ,c 为三条不同的直线,则有下列命题,不正确的是________(填序号).① ⎭⎪⎬⎪⎫a∥c b∥c ⇒a∥b; ②⎭⎪⎬⎪⎫a∥γb∥γ⇒a∥b; ③ ⎭⎪⎬⎪⎫α∥c β∥c ⇒α∥β; ④ ⎭⎪⎬⎪⎫α∥γβ∥γ⇒α∥β;⑤⎭⎪⎬⎪⎫α∥c a∥c ⇒α∥a; ⑥⎭⎪⎬⎪⎫α∥γa∥γ⇒a∥α. 8.已知平面α∥平面β,P 是α,β外一点,过点P 的直线m 与α,β分别交于点A ,C ,过点P 的直线n 与α,β分别交于点B ,D ,且PA =6,AC =9,PD =8,则BD 的长为________.9.如图所示,在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,E 、F 、G 、H 分别是棱CC 1、C 1D 1、D 1D 、CD 的中点,N 是BC 的中点,点M 在四边形EFGH 及其内部运动,则M 满足________时,有MN∥平面B 1BDD 1.二、解答题10.如图所示,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,S 是B 1D 1的中点,E 、F 、G 分别是BC 、DC 和SC 的中点.求证:平面EFG∥平面BDD 1B 1.11.如图,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,M 是A 1C 1的中点,平面AB 1M∥平面BC 1N ,AC∩平面BC 1N =N .求证:N 为AC 的中点.能力提升12.如图所示,已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,面对角线AB1,BC1上分别有两点E、F,且B1E=C1F.求证:EF∥平面ABCD.13.如图所示,B为△ACD所在平面外一点,M,N,G分别为△ABC,△ABD,△BCD的重心.(1)求证平面MNG∥平面ACD;(2)求S△MNG∶S△ADC.1.判定平面与平面平行的常用方法有:(1)利用定义,证明两个平面没有公共点,常用反证法.(2)利用判定定理.(3)利用平行平面的传递性,即α∥β,β∥γ,则α∥γ.2.平面与平面平行主要有以下性质:(1)面面平行的性质定理.(2)两个平面平行,其中一个平面内的任一直线平行于另一个平面.(3)夹在两个平行平面之间的平行线段相等.1.2.4 平面与平面的位置关系 第1课时 两平面平行的判定及性质答案知识梳理1.两条相交直线a ⊂α,b ⊂α,a∩b=A ,a∥β,b∥β⇒α∥β2.那么所得的两条交线平行⎭⎪⎬⎪⎫α∥βα∩γ=a β∩γ=b 3.(1)另一个平面 a∥β (2)相等 (3)平行作业设计1.平行或异面 2.2 3.平行解析 由面面平行的性质可知第三平面与两平行平面的交线是平行的. 4.④ 5.60° 6.4∶25解析 面α∥面ABC ,面PAB 与它们的交线分别为A′B′,AB ,∴AB∥A′B′,同理B′C′∥BC,易得△ABC∽△A′B′C′,S △A′B′C′∶S △ABC =(A′B′AB )2=(PA′PA )2=425.7.②③⑤⑥解析 由公理4及平行平面的传递性知①④正确.举反例知②③⑤⑥不正确.②中a ,b 可以相交,还可以异面;③中α,β可以相交;⑤中a 可以在α内;⑥中a 可以在α内.8.24或245解析 当P 点在平面α和平面β之间时,由三角形相似可求得BD =24,当平面α和平面β在点P 同侧时可求得BD =245.9.M∈线段FH解析 ∵HN∥BD,HF∥DD 1, HN∩HF=H ,BD∩DD 1=D , ∴平面NHF∥平面B 1BDD 1,故线段FH 上任意点M 与N 连结, 有MN∥平面B 1BDD 1.10.证明 如图所示,连结SB ,SD , ∵F、G 分别是DC 、SC 的中点, ∴FG∥SD.又∵SD ⊂平面BDD 1B 1,FG ⊄平面BDD 1B 1, ∴直线FG∥平面BDD 1B 1. 同理可证EG∥平面BDD 1B 1, 又∵EG ⊂平面EFG , FG ⊂平面EFG , EG∩FG=G ,∴平面EFG∥平面BDD 1B 1.11.证明 ∵平面AB 1M∥平面BC 1N , 平面ACC 1A 1∩平面AB 1M =AM , 平面BC 1N∩平面ACC 1A 1=C 1N , ∴C 1N∥AM,又AC∥A 1C 1,∴四边形ANC 1M 为平行四边形,∴AN 綊C 1M =12A 1C 1=12AC ,∴N 为AC 的中点.12.证明 方法一 过E 、F 分别作AB 、BC 的垂线,EM 、FN 分别交AB 、BC 于M 、N ,连结MN .∵BB 1⊥平面ABCD , ∴BB 1⊥AB,BB 1⊥BC,∴EM∥BB 1,FN∥BB 1, ∴EM∥FN,∵AB 1=BC 1,B 1E =C 1F , ∴AE=BF ,又∠B 1AB =∠C 1BC =45°, ∴Rt △AME≌Rt △BNF, ∴EM=FN .∴四边形MNFE 是平行四边形, ∴EF∥MN.又MN ⊂平面ABCD ,EF ⊄平面ABCD , ∴EF∥平面ABCD . 方法二过E 作EG∥AB 交BB 1于G ,连结GF , ∴B 1E B 1A =B 1G B 1B ,B 1E =C 1F ,B 1A =C 1B ,∴C 1F C 1B =B 1G B 1B , ∴FG∥B 1C 1∥BC.又∵EG∩FG=G ,AB∩BC=B , ∴平面EFG∥平面ABCD .又EF ⊂平面EFG ,∴EF∥平面ABCD .13.(1)证明 (1)连结BM ,BN ,BG 并延长分别交AC ,AD ,CD 于P ,F ,H . ∵M,N ,G 分别为△ABC,△ABD,△BCD 的重心,则有BM MP =BN NF =BGGH=2,且P ,H ,F 分别为AC ,CD ,AD 的中点. 连结PF ,FH ,PH ,有MN∥PF. 又PF ⊂平面ACD ,MN ⊄平面ACD , ∴MN∥平面ACD .同理MG∥平面ACD ,MG∩MN=M , ∴平面MNG∥平面ACD .(2)解 由(1)可知MG PH =BG BH =23,∴MG=23PH .又PH =12AD ,∴MG=13AD .同理NG =13AC ,MN =13CD .∴△MNG∽△ACD,其相似比为1∶3. ∴S △MNG ∶S △ACD =1∶9.第2课时 两平面垂直的判定【课时目标】 1.掌握二面角、二面角的平面角的概念,会求简单的二面角的大小.2.掌握两个平面互相垂直的概念,并能利用判定定理判定两个平面垂直.1.二面角:一条直线和由这条直线出发的____________所组成的图形叫做二面角.______________叫做二面角的棱.________________叫做二面角的面.二面角α的范围为________________.2.平面与平面的垂直①定义:如果两个平面所成的二面角是__________,就说这两个平面互相垂直. ②面面垂直的判定定理文字语言:如果一个平面经过另一个平面的一条______,那么这两个平面互相垂直.符号表示:⎭⎪⎬⎪⎫l⊥α ⇒α⊥β.一、填空题 1.下列命题:①两个相交平面组成的图形叫做二面角;②异面直线a 、b 分别和一个二面角的两个面垂直,则a 、b 组成的角与这个二面角的平面角相等或互补;③二面角的平面角是从棱上一点出发,分别在两个面内作射线所成角的最小角; ④二面角的大小与其平面角的顶点在棱上的位置没有关系. 其中正确的是________(填序号).2.若平面α与平面β不垂直,那么平面α内能与平面β垂直的直线有________条. 3.设有直线m 、n 和平面α、β,则下列结论中正确的是________(填序号). ①若m∥n,n⊥β,m ⊂α,则α⊥β; ②若m⊥n,α∩β=m ,n ⊂α,则α⊥β; ③若m⊥α,n⊥β,m⊥n,则α⊥β.4.过两点与一个已知平面垂直的平面有________个.5.在边长为1的菱形ABCD 中,∠ABC=60°,把菱形沿对角线AC 折起,使折起后BD =32,则二面角B -AC -D 的大小为________.6.在正四面体P -ABC 中,D 、E 、F 分别是AB 、BC 、CA 的中点,下面四个结论中成立的是________(填序号).①BC∥面PDF; ②DF⊥面PAE ;③面PDF⊥面ABC; ④面PAE⊥面ABC .7.过正方形ABCD 的顶点A 作线段AP⊥平面ABCD ,且AP =AB ,则平面ABP 与平面CDP 所成的二面角的度数是________.8.如图所示,已知PA⊥矩形ABCD 所在的平面,图中互相垂直的平面有________对.9.已知α、β是两个不同的平面,m 、n 是平面α及β之外的两条不同直线,给出四个论断:①m⊥n;②α⊥β;③n⊥β;④m⊥α.以其中三个论断作为条件,余下一个论断作为结论,写出你认为正确的一个命题:____________.二、解答题10.如图所示,在空间四边形ABCD 中,AB =BC ,CD =DA ,E 、F 、G 分别为CD 、DA 和对角线AC 的中点.求证:平面BEF⊥平面BGD .11.如图所示,四棱锥P—ABCD的底面ABCD是边长为1的菱形,∠BCD=60°,E是CD 的中点,PA⊥底面ABCD,PA=3.(1)证明:平面PBE⊥平面PAB;(2)求二面角A—BE—P的大小.能力提升12.如图,在直三棱柱ABC—A1B1C1中,E、F分别是A1B、A1C的中点,点D在B1C1上,A1D⊥B1C.求证:(1)EF∥平面ABC;(2)平面A1FD⊥平面BB1C1C.13.如图,在三棱锥P—ABC中,PA⊥底面ABC,PA=AB,∠ABC=60°,∠BCA=90°,点D、E分别在棱PB、PC上,且DE∥BC.(1)求证:BC⊥ 平面PAC.(2)是否存在点E使得二面角A—DE—P为直二面角?并说明理由.1.证明两个平面垂直的主要途径(1)利用面面垂直的定义,即如果两个相交平面的交线与第三个平面垂直,又这两个平面与第三个平面相交所得的两条交线互相垂直,就称这两个平面互相垂直.(2)面面垂直的判定定理,即如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直.2.利用面面垂直的判定定理证明面面垂直时的一般方法:先从现有的直线中寻找平面的垂线,若图中存在这样的直线,则可通过线面垂直来证明面面垂直;若图中不存在这样的直线,则可通过作辅助线来解决,而作辅助线则应有理论依据并有利于证明,不能随意添加.3.证明两个平面垂直,通常是通过证明线线垂直→线面垂直→面面垂直来实现的,因此,在关于垂直问题的论证中要注意线线垂直、线面垂直、面面垂直的相互转化.每一垂直的判定都是从某一垂直开始转向另一垂直,最终达到目的的.第2课时两平面垂直的判定答案知识梳理1.两个半平面这条直线每个半平面0°≤α≤180°2.①直二面角②垂线l⊂β作业设计1.②④解析①不符合二面角定义,③从运动的角度演示可知,二面角的平面角不是最小角.2.0解析若存在1条,则α⊥β,与已知矛盾.3.①③解析②错,当两平面不垂直时,在一个平面内可以找到无数条直线与两个平面的交线垂直.4.1或无数解析当两点连线与平面垂直时,有无数个平面与已知平面垂直,当两点连线与平面不垂直时,有且只有一个平面与已知平面垂直.5.60°解析如图所示,由二面角的定义知∠BOD即为二面角的平面角.∵DO=OB=BD=32,∴∠BOD=60°.6.①②④解析如图所示,∵BC∥DF,∴BC∥平面PDF.∴①正确.由BC⊥PE,BC⊥AE,∴BC⊥平面PAE.∴DF⊥平面PAE.∴②正确.∴平面ABC⊥平面PAE(BC⊥平面PAE).∴④正确.7.45°解析可将图形补成以AB、AP为棱的正方体,不难求出二面角的大小为45°.8.5解析由PA⊥面ABCD知面PAD⊥面ABCD,面PAB⊥面ABCD,又PA⊥AD,PA⊥AB且AD⊥AB,∴∠DAB为二面角D—PA—B的平面角,∴面DPA⊥面PAB.又BC⊥面PAB,∴面PBC⊥面PAB,同理DC⊥面PDA,∴面PDC⊥面PDA.9.①③④⇒②(或②③④⇒①)10.证明∵AB=BC,CD=AD,G是AC的中点,∴BG⊥AC,DG⊥AC,∴AC⊥平面BGD.又EF∥AC,∴EF⊥平面BGD.∵EF⊂平面BEF,∴平面BEF⊥平面BGD.11.(1)证明如图所示,连结BD,由ABCD是菱形且∠BCD=60°知,△BCD是等边三角形.因为E是CD的中点,所以BE⊥CD.又AB∥CD,所以BE⊥AB.又因为PA⊥平面ABCD,BE⊂平面ABCD,所以PA⊥BE.而PA∩AB=A,因此BE⊥平面PAB.又BE⊂平面PBE,所以平面PBE⊥平面PAB.(2)解由(1)知,BE⊥平面PAB,PB⊂平面PAB,所以PB⊥BE.又AB⊥BE,所以∠PBA是二面角A—BE—P的平面角.在Rt△PAB中,tan∠PBA=PAAB=3,则∠PBA=60°.故二面角A—BE—P的大小是60°.12.证明(1)由E、F分别是A1B、A1C的中点知EF∥BC.因为EF⊄平面ABC.BC⊂平面ABC.所以EF∥平面ABC.(2)由三棱柱ABC—A1B1C1为直三棱柱知CC1⊥平面A1B1C1.又A1D⊂平面A1B1C1,故CC1⊥A1D.又因为A1D⊥B1C,CC1∩B1C=C,故A1D⊥平面BB1C1C,又A1D⊂平面A1FD,所以平面A1FD⊥平面BB1C1C.13.(1)证明∵PA⊥底面ABC,∴PA⊥BC.又∠BCA=90°,∴AC⊥BC.又∵AC∩PA=A,∴BC⊥平面PAC.(2)解∵DE∥BC,又由(1)知,BC⊥平面PAC,∴DE⊥平面PAC.又∵AE⊂平面PAC,PE⊂平面PAC,∴DE⊥AE,DE⊥PE.∴∠AEP为二面角A—DE—P的平面角.∵PA⊥底面ABC,∴PA⊥AC,∴∠PAC=90°.∴在棱PC上存在一点E,使得AE⊥PC.这时∠AEP=90°,故存在点E,使得二面角A—DE—P为直二面角.第3课时两平面垂直的性质【课时目标】1.理解平面与平面垂直的性质定理.2.能应用面面垂直的性质定理证明空间中线、面的垂直关系.3.理解线线垂直、线面垂直、面面垂直的内在联系.1.平面与平面垂直的性质定理:如果两个平面互相垂直,那么在一个平面内________于它们________的直线垂直于另一个平面.用符号表示为:α⊥β,α∩β=l,a⊂α,a⊥l⇒________.2.两个重要结论:(1)如果两个平面互相垂直,那么经过第一个平面内的一点垂直于第二个平面的直线在________________________________________________________________________.图形表示为:符号表示为:α⊥β,A∈α,A∈a,a⊥β⇒________.(2)已知平面α⊥平面β,a⊄α,a⊥β,那么__________(a与α的位置关系).一、填空题1.平面α⊥平面β,a⊂α,b⊂β,且b∥α,a⊥b,则a和β的位置关系是________.2.已知三条不重合的直线m、n、l,两个不重合的平面α,β,有下列命题:①若m∥n,n⊂α,则m∥α;②若l⊥α,m⊥β且l∥m,则α∥β;③若m⊂α,n⊂α,m∥β,n∥β,则α∥β;④若α⊥β,α∩β=m,n⊂β,n⊥m,则n⊥α.其中正确的命题是________(填序号).3.若平面α与平面β不垂直,那么平面α内能与平面β垂直的直线有________条.4.设α-l-β是直二面角,直线a⊂α,直线b⊂β,a,b与l都不垂直,那么下列说法正确的序号为________.①a与b可能垂直,但不可能平行;②a与b可能垂直,也可能平行;③a与b不可能垂直,但可能平行;④a与b不可能垂直,也不可能平行.5.如图,两个正方形ABCD和ADEF所在平面互相垂直,设M、N分别是BD和AE的中点,那么①AD⊥MN;②MN∥平面CDE;③MN∥CE;④MN、CE异面.其中结论正确的是________(填序号).6.如图所示,平面α⊥平面β,A∈α,B∈β,AB与两平面α、β所成的角分别为π4和π6.过A、B分别作两平面交线的垂线,垂足分别为A′、B′,则AB∶A′B′=________.7.若α⊥β,α∩β=l,点P∈α,PD/∈l,则下列命题中正确的为________.(只填序号)①过P垂直于l的平面垂直于β;②过P垂直于l的直线垂直于β;③过P垂直于α的直线平行于β;④过P垂直于β的直线在α内.8.α、β、γ是两两垂直的三个平面,它们交于点O,空间一点P到α、β、γ的距离分别是2 cm、3 cm、6 cm,则点P到O的距离为________ cm.9.在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BAC=90°,BC1⊥AC,则点C1在底面ABC上的射影H必在________.二、解答题10.如图,在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,平面PAB⊥平面PBC.求证:BC⊥AB.11.如图所示,P是四边形ABCD所在平面外的一点,四边形ABCD是∠DAB=60°且边长为a的菱形.侧面PAD为正三角形,其所在平面垂直于底面ABCD.(1)若G为AD边的中点,求证:BG⊥平面PAD;(2)求证:AD⊥PB.能力提升12.如图所示,四棱锥P—ABCD的底面是边长为a的菱形,∠BCD=120°,平面PCD⊥平面ABCD,PC=a,PD=2a,E为PA的中点.求证:平面EDB⊥平面ABCD.13.如图所示,在多面体P—ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,AB∥DC,△PAD是等边三角形,已知BD=2AD=8,AB=45.(1)设M是PC上的一点,求证:平面MBD⊥平面PAD;(2)求P点到平面ABCD的距离.1.运用两个平面垂直的性质定理时,一般需要作辅助线,其基本作法是过其中一个平面内一点在此平面内作交线的垂线,这样,就把面面垂直转化为线面垂直或线线垂直.2.无论从判定还是从性质来看,线线垂直、线面垂直和面面垂直都是密切相关的,面对复杂的空间图形,要善于发现它们之间的内在联系,找出解决问题的切入点,垂直关系的转化为:第3课时 两平面垂直的性质 答案知识梳理1.垂直 交线 a⊥β2.(1)第一个平面内 a ⊂α (2)a∥α 作业设计 1.a⊥β 2.②④ 3.0解析 若存在1条,则α⊥β,与已知矛盾. 4.③ 5.①②③ 6.2∶1解析 如图:由已知得AA′⊥面β, ∠ABA′=π6,BB′⊥面α,∠BAB′=π4,设AB =a ,则BA′=32a ,BB′=22a , 在Rt △BA′B′中,A′B′=12a ,∴AB A′B′=21.7.①③④解析 由性质定理知②错误. 8.7解析 P 到O 的距离恰好为以2 cm,3 cm,6 cm 为长、宽、高的长方体的对角线的长. 9.直线AB 上解析 由AC⊥BC 1,AC⊥AB, 得AC⊥面ABC 1,又AC ⊂面ABC , ∴面ABC 1⊥面ABC .∴C 1在面ABC 上的射影H 必在交线AB 上. 10.证明 在平面PAB 内,作AD⊥PB 于D . ∵平面PAB⊥平面PBC ,且平面PAB∩平面PBC=PB.∴AD⊥平面PBC.又BC⊂平面PBC,∴AD⊥BC.又∵PA⊥平面ABC,BC⊂平面ABC,∴PA⊥BC,∴BC⊥平面PAB.又AB⊂平面PAB,∴BC⊥AB.11.证明(1)连结PG,由题知△PAD为正三角形,G是AD的中点,∴PG⊥AD.又平面PAD⊥平面ABCD,∴PG⊥平面ABCD,∴PG⊥BG.又∵四边形ABCD是菱形且∠DAB=60°,∴BG⊥AD.又AD∩PG=G,∴BG⊥平面PAD.(2)由(1)可知BG⊥AD,PG⊥AD.所以AD⊥平面PBG,所以AD⊥PB.12.证明设AC∩BD=O,连结EO,则EO∥PC.∵PC=CD=a,PD=2a,∴PC2+CD2=PD2,∴PC⊥CD.∵平面PCD⊥平面ABCD,CD为交线,∴PC⊥平面ABCD,∴EO⊥平面ABCD.又EO⊂平面EDB,∴平面EDB⊥平面ABCD.13.(1)证明在△ABD中,∵A D=4,BD=8,AB=45,∴AD2+BD2=AB2.∴AD⊥BD.又∵面PAD⊥面ABCD,面PAD∩面ABCD=AD,BD⊂面ABCD,∴BD⊥面PAD,又BD⊂面BDM,∴面MBD⊥面PAD.(2)解过P作PO⊥AD,∵面PAD⊥面ABCD,∴PO⊥面ABCD,即PO为四棱锥P—ABCD的高.又△PAD是边长为4的等边三角形,∴PO=23.∴P点到平面ABCD的距离为23.。
江苏省灌云县第一中学2013-2014学年高中数学 1.2.4 平面和平面位置关系(3)导学案(无答案)苏教版必修2学习目标:能综合运用两个平面平行的判定定理和性质定理及两个平面垂直的判定定理和性质定理解决有关问题.学习重难点:面面平行、面面垂直的判定定理、性质定理的综合运用. 一、引入新课1.回顾两个平面平行的判定定理和性质定理:2.回顾两个平面垂直的判定定理和性质定理:二、例题剖析例1. 如图ABCD 是边长为28的正方形,E ,F 分别为AD ,AB 的中点,PC ⊥平面ABCD ,PC=3, (1) 求二面角P-EF-C 的正切值;(2) 在PC 上确定一点M ,使平面MBD//平面PEF ,并说明理由.例2. 已知,,a αβαγβγ=⊥⊥,求证:a γ⊥.三、巩固练习1.已知二面角α-AB -β的平面角为θ,α内一点C 到β的距离为3,到棱AB 的距离为4,则tan θ=____________________. 2.下列命题正确的是_________________.① 若直线a //平面α,平面α⊥平面β,则a ⊥β; ② 平面α⊥平面β,平面β⊥平面γ,则α⊥γ; ③ 直线a ⊥平面α,平面α⊥平面β,则a //β; ④ 平面α//平面β,直线a ⊂平面α,则a //β.其中1.在直角△ABC 中,两直角边AC =BC ,CD ⊥AB 于D ,把这个Rt △ABC 沿CD 折成直二面角α βγA -CD -B 后,∠ACB = .3.αββα////b b a a b a ,且,,且是异面直线,,已知:⊂⊂.求证:βα//.2.如图,四面体ABCD 中,△ABC 与△DBC 都是正三角形.求证:BC ⊥AD .3.如图在正方体AC 1中,E 、F 、G 分别为CC 1、BC 、CD 的中点, 求证:(1)面EFG//面AB 1D 1 ; (2)面EFG ⊥面ACC 1A 1 .4.如图,在直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,AC=3,BC=4, AB=5,AA 1=4,D 是AB 的中点. (1)求证:AC ⊥BC 1; (2)求证:AC 1// 面CDB 1.5.如图,四棱锥P-ABCD 中,侧面PDC 是边长为2的正三角形且与底面ABCD 垂直, ∠ADC=60°且ABCD 为菱形.(1)求证:PA ⊥CD ; (2)求异面直线PB 和AD 所成角的余弦值; (3)求二面角P-AD-C 的正切值.ACBDBA 1B 1A D 11EABC DP6.如图,平面α∥平面β,点A 、C ∈α,B 、D ∈β,点E 、F 分别在线段AB 、CD 上,且FDCFEB AE =,求证:EF ∥β.四、课堂小结面面平行、面面垂直的判定定理、性质定理的综合运用.。
平面与平面的位置关系(1)淮阴师范学院附属中学解金雷【学情分析】本节课之前已经学习了线线、线面的位置关系,也学习了直线和平面平行的判定和性质,而本节课与上一节课的研究顺序和方法基本相同,学生也有了一定的研究经验。
【教材分析及教材内容的定位】本节课是平面与平面的位置关系的第一课时,主要内容是平面与平面平行的判定定理和性质定理,它是在学生学习了空间两直线位置关系、空间直线和平面位置关系之后,又一种图形的位置关系,本节课把面面位置关系与线面位置关系类比,把面面平行的判定和性质定理与线面平行的判定和性质定理类比,渗透类比的数学思想。
定理的证明和应用体现了线线平行、线面平行到面面平行的转化,体现了转化划归的思想。
因此本节课具有承上启下的作用.【教学目标】1.了解两个平面的两种位置关系:相交和平行;2.掌握两个平面平行的判定定理及性质定理,并能灵活应用;3.在引导学生观察、分析、抽象、类比得出空间两个平面位置关系的过程中,努力渗透数学思想.【教学重点】两个平面平行的判定定理及性质定理.【教学难点】两个平面平行的判定定理及性质定理的灵活应用.【教学方法】通过直观观察,猜想,简单的实验和类比,研究面面平行的判定和性质定理,培养学生的自主学习能力,发展学生的合情推理能力及逻辑论证能力.【教学过程】一.情境导学前面我们研究了空间直线与直线、直线与平面的位置关系,那么,空间两个平面可能有哪几种位置关系?二.学生活动探究点一平面与平面之间的位置关系思考 1 (1)请大家用课本和桌面代表两个平面,上下、左右翻转一下,看看这两个平面有什么位置关系?(2)观察这个正方体模型,看一下它的六个面之间有什么样的位置关系?答从实验中可以看出,两个平面之间的位置关系只有平行或相交.思考2 如何定义两个平面的位置关系?【设计意图:由前面的直线与直线、直线与平面的位置关系思考入手,通过学生自己动手和观察正方体模型,直观观察和想象平面与平面的位置关系,同时让学生类比线线、线面的位置关系概括两个平面的位置关系。
§1.2.4 平面和平面的位置关系(1)教学目标:1.了解两个平面的位置关系,掌握两个平面平行的概念2.掌握两个平面平行的判定定理,并能熟练运用两个平面平行的判定定理证明两个平面平行 3.掌握两个平面平行的性质定理,并能运用面面平行的判定定理和性质定理,初步实现“线线平行”,“线面平行”与“面面平行”相互转化的思想教学重点:两个平面的位置关系,两个平面平行的概念和判定定理、性质定理及其运用教学难点:两个平面平行的判定定理及性质定理及其运用教学过程:1.问题情境情境:长方体模型的面,教室的不同的墙面给我们以平面的形象,感受两个平面之间可能的位置关系.问题:根据公共点的情况,两个平面可能有哪几种位置关系呢?如果一个平面内有两条相交直线分别平行于另一个平面,那么这两个平面互相平行. 推理模式:a α⊂,b α⊂,a b A =I ,//a β,//b β//αβ⇒. 探究:判断下列命题是否正确,并说明理由.(1)若平面α内的两条直线分别与平面β平行,则α与β平行;(错) (2)若平面α内有无数条直线分别与平面β平行,则α与β平行;(错) (3)平行于同一直线的两个平面平行;(错)(4)两个平面分别经过两条平行直线,这两个平面平行;(错) (5)过已知平面外一点,有且仅有一个平面与已知平面平行;(对) (6)过已知平面外一条直线,必能作出与已知平面平行的平面.(错) 思考:如果两个平面平行,那么:(1)一个平面内的直线是否平行于另一个平面?(2)分别在两个平行平面内的两条直线的位置关系是怎样的呢?对于问题(1),根据两个平面平行及直线和平面平行的定义可知,两个平面平行,其中一个平面内的直线必定平行于另一个平面.(判定线面平行的又一种方法)对于问题(2),分别在两个平行平面内的两条直线必定没有公共点,所以只能判定它们平行或异面.ba γβαA DBCA'D'B'C'b alA γβαb'b a a'AA'δγβα那什么情况下两个平行平面内的两条直线平行呢?4.两个平面平行的性质定理:(面面平行⇒线线平行)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. 推理模式://,,//a b a b αβαγβγ==⇒I I . 已知://,,a b αβαγβγ==I I 如图示:求证://a b .证:∵//,,a b αβαβ⊂⊂∴α和β没有公共点, ∴交线,a b 也没有公共点, 又∵,a b γγ⊂⊂,∴//a b .说明:两个平面平行的性质定理给出了证明两条直线平行的一种新的方法. 5.例题讲解例1.如图,在长方体''''ABCD A B C D -中,求证:平面'//C DB 平面''AB D 。
2.1.4 平面与平面的位置关系教学目标:1.从直线与直线、直线与平面的各种位置关系,类比联想平面与平面的位置关系;2.通过直观感知、操作确认的方法得出两个平面的位置关系,并给出相应的定义;3.会用文字语言、符号语言、图形语言表示两个平面的位置关系;4.按照“直观感知—操作确认—思辨论证”的认识过程展开教学活动,培养和发展学生的几何直觉,运用图形语言、符号语言进行交流的能力、空间想象能力与一定的推理论证能力.教学重点:平面与平面的位置关系.教学难点:用图形语言表示两个平面的位置关系、两个平面相交时,交线的作法.教学过程:一、复习旧知引出课题空间几何体各式各样,千姿百态,如何认识和把握它们呢?一般的方法是,从构成几何体的基本元素——点、直线、平面入手,研究它们的性质以及相互之间的位置关系.通过学习,我们知道空间中直线与直线的位置关系有:共面直线(相交直线、平行直线)、异面直线;空间中直线与平面的位置关系有:直线在平面内、直线在平面外(直线与平面相交、直线与平面平行),那么平面与平面的位置关系有哪些呢?二、直观感知、思辨论证生活中处处给我们以平面与平面位置关系的形象,譬如教室的天花板与地面的关系、左面与地面的关系等等.我们也可以通过动手操作直观的感受平面与平面的位置关系.生活实例直观感知: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?学生1:平行、相交.师:请你摆放出这两种位置关系的模型.学生1:用书本摆放这两种位置关系的模型.师:这样的模型表示两个平面的哪种位置关系?学生2:相交.师:这两本书既没有公共点又感觉不平行,为什么说它们是相交的呢?学生2:因为平面是无限延展的,所以这两本书所在的平面是相交的.我们还可以通过几何体模型直观的感受平面与平面的位置关系.平行六面体模型直观感知:如图,围成平行六面体DCBAABCD''''-的六个面,两两之间的位置关系有几种?C1学生3:平行、相交.通过生活实例以及对平行六面体模型的观察、思考,我们可以看出,两个平面之间的位置关系有且只有以下两种:(1)两个平面平行;(2)两个平面相交.师:两个平面平行如何定义?学生4:两个平面没有公共点.师:直线与直线平行,直线与平面平行也是这样定义的吗?学生5:当直线与平面没有公共点时,直线与平面平行;当直线与直线没有公共点时,直线与直线平行或异面.师:用定义法判断两个平面平行关系,可行性如何?学生6:因为平面是无限延展的,所以要说明两个平面没有公共点是一件很难的事情.师:理解的很好,我们在现实生活中看到的平面实际上是平面的局部形状,两个平面的局部没有公共点并不代表着它们延展之后也没有公共点,所以用定义法判断两个平面平行关系是比较困难的.师:两个平面平行的图形语言如图,画两个互相平行的平面时,为了突出直观性,要注意使表示平面的两个平行四边形的对应边平行; 两个平面平行的符号语言是βα//.师:两个平面相交如何定义?学生7:两个平面有公共点时,两个平面相交.师:这里的“有”该怎么理解?学生7:“有”应该是“存在”的意思.师:用定义判断两个平面是否相交,可行性如何?学生8:只需要找到一个公共点,可行性强.师:当两个平面相交时,公共点有几个?它们是如何分布的.学生9:有无穷多个,分布在一条直线上.师:有依据吗?学生9:有,公里3.师:你能复述一下公理3吗?学生9::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.师:很好,根据公理3,两个平面相交时公共点的轨迹是一条直线,因此两个相交平面的图形语言如图所示:看不见的线用虚线表示,符号语言记为:l=⋂βα,或EF=⋂βα.三、动手操作理解定义例1 如图,试根据下列要求,把被遮挡的部分改为虚线,并动手摆出这两个图形语言表达的模型:(1)线段AB没有被平面α遮挡;a BA(2)线段AB被平面α遮挡.a BA本例设计意图:把两个相交平面的图形语言转化为现实中的模型,培养学生的空间想象能力.教具设计及教学方法:四块平面模型,屏幕上投影题目与图形,两块小黑板上给出图形,两个学生上台动手画图,并利用模型摆放出这两种图形对应的位置关系.例2 已知平面βα,,直线ba,,且βα//,α⊂a,β⊂b,则直线a与直线b具有怎样的位置关系?你能用模型摆放它们的位置关系并用学过的定义,定理或者公理证明你的操作结果吗?本例设计意图:把题设中几何元素之间位置关系的符号语言转化为图形语言,培养学生运用图形语言、符号语言进行交流的能力;本题考查了两个平面的位置关系的定义,从高维(面面位置关系)到低维(线线位置关系)的转化.答: βα// ∴直线b a ,没有公共点∴直线a 与直线b 是平行直线或异面直线.例3 一个平面把空间分成几部分?两个平面把空间分成几部分? 三个平面把空间分成几部分?你能用图形语言给出这些结论吗?本例设计意图:本题考查了学生的空间想象能力,以及把空间想象能力转化为用图象语言表达的能力, 也可引导学生类比低维的一个问题:一条直线把平面分成几部分? 二条直线把平面分成几部分?三条直线把平面分成几部分?因此本题也在两个平面位置关系的基础上,考查了分类讨论的思想,以及类比联想、降维的数学思想方法.答: 一个平面把空间分成二部分;两个平面把空间分成3或者4部分; 三个平面把空间分成4,或6,或7,或8部分.四、小结提炼 自主提升小结提炼:1. 当两个平面没有公共点时这两个平面是平行的,这个定义简洁明了,但是在判断两个平面是否平行时操作性差,同学们课后思考一下,是否存在着一个操作性强的方法,能够用来判断两个平面是否平行? 2. 只要找到一个公共点就能够说明两个平面是相交的,两个平面的交线是经过该点的直线,因此要作出两个平面的交线,还需要找到另外一个公共点.这两个公共点怎么找?这是本节课的难点之一,请同学们自主探索线面的练习,动手画一画:练习:如图所示,G 是正方体1111D C B A ABCD -的棱1DD 延长线上的一点,F E ,是棱AB ,BC 的中点.试分别画出过下列各点、直线的平面与正方体表面的交线.(1)过点G 及AC ;(2)过三点1,,D F E .本例设计意图: 两个平面相交时,交线的作法是本节课的教学难点,公里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.应用公里3得到以下结论:两个相交平面内各有一条直线,如果这两条直线相交,则交点在两个平面的交线上.本例把一部分教学难点移到课外,主要是让学生有充足的时间去思考、探索,动手作图,积累宝贵的碰壁经历,从而逐步认识到立体几何思维的严密性.。
124 平面与平面的位置关系(3)教学目标:1.进一步理解和掌握两平面垂直的定义与判定;2 •理解掌握两平面垂直的性质,并能运用性质定理与判定定理解题.教材分析及教材内容的定位:两平面垂直是生产、生活中常见问题,应要求学生能熟练地证明有关问题.教学重点:面面垂直的性质定理.教学难点:面面垂直的性质定理与判定定理的综合应用.教学方法:类比,猜想,验证.教学过程:一、问题情境1.复习二面角的定义;2.复习两平面垂直的定义、判定定理.3.情境问题:如果两平面垂直,那么其中一个平面内的任一点在另一个平面内的射影的位置有什么特殊性吗?二、学生活动画图探究,类比思考.三、建构数学1.两平面垂直的性质定理:如果两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面.符号语言:图形语言:简记为:面面垂直线面垂直四、数学运用1.例题.例1求证:如果两个平面互相垂直,那么经过第一个平面内的一点且垂直于第二个平 面的直线必在第一个平面内.已知:丄,A , AB 丄求证:AB .例2四棱锥P-ABCD^,底面四边形 ABCD 为正方形,侧面PDC 为正三角形,且平面PDC 2•练习.(1)如图,在三棱锥 ABCD 中,/ BCD= 90 , ABL 面BCDC变式:如图,已知四边形 ABCD^矩形,PAL 平面ABCD 请写出图中与平面 PAB 垂直的 所有平面.求证:AB! BC丄底面ABCD E 是PC 的中点,求证:平面EDBL 平面PBC 求证:平面 ABC_平面ACD(2) S 为三角形ABC 所在平面外一点, SA 丄平面 ABC 平面 SABL 平面SBCPEC(3)如图,P 为Rt △ ABC 所在平面外一点,/ ABG 90,且PA= PB= PC 求证:平面五、要点归纳与方法小结本节课学习了以下内容:1.面面垂直的性质定理:面面垂直2. 已知面面垂直,如何找一个面的垂线?3. 解题时要注重线线、线面、面面垂直的相互关系;4. 理解数学的化归思想. PACL 平面 ABC线面垂直。
高一数学教学案(131)必修 2 平面与平面的位置关系(3)班级 姓名目标要求理解二面角及二面角的平面角的概念. 重点难点重点:二面角平面角的概念. 难点:二面角的平面角的求作. 典例剖析例1、下列说法正确的序号是_________________.(1)、二面角是两个平面相交所组成的图形; (2)、二面角是指角的边分别在两个平面内的角;(3)、二面角是由一条直线和由这条直线出发的两个半平面所组成的图形; (4)、角的两边分别在二面角的两个面内,则这个角是二面角的平面角; (5)、二面角的平面角所在的平面垂直于二面角的棱;(6)若一个二面角的两个半平面分别平行于另一个二面角的两个半平面,则这两个二面角的平面角相等; (7)自二面角内一点分别向两个平面引垂线,它们所成的角与二面角的平面角的大小关系是相等或互补.例2、如图,在正方体1111ABCD A B C D -中:(1)求二面角1D AB D --的大小;(2)求二面角1A AB D --的大小.D 1C 1B 1A 1DCBA例3、过正方形ABCD 的顶点A 作PA ⊥平面ABCD,作BE ⊥PC,垂足为E,连结DE. (1) 求证: PC ⊥平面BED ;(2) 求证: ∠BED 是二面角B —PC —D 的平面角; (3) 若PA=AB,求二面角B —PC —D 的平面角的大小.例4、P 为ABC所在平面外一点,AC =,连结,,PA PB PC ,得到PAB 和PBC都是边长为a 的等边三角形,求二面角P AC B --的大小.PABC学习反思1、以二面角棱上一点为端点,在两个面内分别作 于棱的两条射线,这两条射线所成的角叫做 .2、二面角的大小的取值范围是 . 课堂练习1、 过正方形ABCD 的顶点A 作PA ⊥平面ABCD, 若PA=AB ,则平面ABP 与平面ABCD 所成二面角的度数是____________;平面ABP 与平面PAD 所成二面角的度数是_______________.2、二面角的平面角所在的平面与二面角的棱的关系是________________.3、已知θ为异面直线,a b 所成的角,,,l a b αβαβ=⊥⊥, 则二面角l αβ--的大小为_____________.高一数学作业(131)班级 姓名 得分1、二面角的大小的取值范围是 .2、P 是ΔABC 所在平面外一点,若ΔPBC 与ΔABC 都是边长为2的等边三角形,PA =则二面角P-BC-A 的大小为_________________.3、在正方体1111ABCD A B C D -中, 过顶点B,D,C 1作截面, 则二面角B -C1D -C 的平面角的正切值为_________________.4、如图,平面α内有一个以AB 为直径的圆, PA ⊥α, 点C 在圆周上移动(不与A 、B 重合),点D,E 分别是 A 在PB,PC 上的射影,下面结论中正确的是 ①∠AED 是二面角A-PB-C 的平面角; ②∠ACD 是二面角P-BC-A 的平面角; ③∠EDA 是二面角A-PC-B 的平面角;④∠BAC 是二面角B-PA-C 的平面角; ⑤∠PAC 是二面角P-AB-C 的平面角.5、如图,QM ⊥β,MH ⊥l ,QH ⊥l ,已知P 为锐二面角l αβ--棱上的点,PQ α⊂,PQ 与l成45 角,与β成30角,则二面角l αβ--的度数 是__________.6、在三棱锥S -ABC 中,∠SAC=∠SAB=∠SCB=90,2,AC BC SB ︒===(1)证明:AC ⊥BC ;(2)求侧面SBC 与底面ABC 所成二面角的大小.7、在正方体1111ABCD A B C D -中, (1)求证:BD ⊥平面ACC 1A 1 ; (2)求二面角1C BD C --的正切值;HMQ PβαlD 1C 1B 1A 1DCBA高一数学教学案(133)必修 2 平面与平面的位置关系(5)班级 姓名目标要求1、进一步掌握面面垂直的判定定理及其应用;2、理解两平面垂直的性质定理;3、线面平行、垂直关系的综合应用. 重点难点重点:两平面垂直的性质定理及应用; 难点:线面平行、垂直关系的相互转化. 典例剖析例1、求证:如果两个平面互相垂直,那么经过第一个平面内的一点且垂直于第二个平面的直线必在第一个平面内.例2、如图,已知平面α平面β=l ,,αβ同垂直于平面γ.求证:l γ⊥.例3、如图,已知PA ⊥平面,ABCD ABCD 为矩形,M 、N 分别为AB 、PC 的中点.γβlα(1)求证:MN AB ⊥;(2)若平面PDC 与平面ABCD 成045角,求证:平面MND ⊥平面PDC .学习反思1、两平面垂直的性质定理是 , 其实质是 .2、领悟转化思想:线⊥线线⊥面面⊥面.课堂练习1、已知,a b 为两条不同的直线,,αβ为两个不同的平面,且a α⊥,b β⊥,则下列命题中的真命题的序号是__________________.(1) 若//a b ,则//αβ (2) 若αβ⊥,则a b ⊥ (3) 若,a b 相交,则,αβ相交 (4) 若,αβ相交,则,a b 相交 2、设,m n 是两条不同的直线,,,αβγ是三个不同的平面,给出下列命题: ①若m α⊥,//n α,则m n ⊥; ②若//αβ,//βγ,m α⊥,则m γ⊥ ; ③若//m α,//n α,则//m n ; ④若αγ⊥,βγ⊥,则//αβ. 其中正确命题的序号是__________________.3、E 、F 分别是正方形ABCD 的边AB 和CD 的中点,EF 、BD 相交于O , 以EF 为棱将正方形折成直角二面角,则BOD ∠= .4、如图,αβ⊥ ,l αβ=,,,,,AB AB l BC DE BC DE αββ⊂⊥⊂⊂⊥ .求证:AC DE ⊥._ M_ E _ P_ N_ D _ C_ B _ Aαl A B ECDβ高一数学作业(133)班级 姓名 得分1、l 、m 、n 表示直线,,αβ表示平面,则下列命题中正确的序号是________________. (1)若//,,,//l n l n αβαβ⊂⊂则 (2)若,,l l αβαβ⊥⊂⊥则 (3)若,,//l n m n l m ⊥⊥则 (4)若,//,l l αβαβ⊥⊥则2、m 、n 表示直线,,,αβγ表示平面,给出下列四个命题 ①若m αβ=,n α⊂,n m ⊥,则αβ⊥;②若αβ⊥,m αγ=,n βγ=,则m n ⊥ ;③若αβ⊥,αγ⊥,m βγ=,则m α⊥;④若m α⊥,n β⊥,m n ⊥则αβ⊥. 其中正确命题为 .3、ABCD 是正方形,以BD 为棱把它折成直二面角A BD C --, E 为CD 的中点, 则AED ∠的大小为________.4、三个平面两两垂直,它们的交线交于一点O ,点P 到三个面的距离分别是3,4, 5, 则OP 的长为 .5、,αβ是两个不同的平面,,m n 是平面α及β之外的两条不同直线,给出四个论断:① m n ⊥;②αβ⊥; ③n β⊥; ④m α⊥ .以其中三个论断作为条件,余下一个论断作为结论,写出你认为正确的一个命题:. 6、在直二面角l αβ--内放置木棒AB ,,A B αβ∈∈.如果AB 与平面β成045的角,AB 在平面β内的射影与棱l 成045的角,求AB 与平面α所成的角.BAαlβ7、如图,在四面体ABCD 中,DA ⊥平面ABC ,090ABC ∠=,AE CD ⊥,AF DB ⊥.求证:(1)EF DC ⊥;(2)平面DBC ⊥平面AEF .8、如图,将矩形ABCD 沿对角线BD 把BCD ∆折起,使C 移到1C 点,且1C 在平面ABD 上的射影O 恰好在AB 上. (1)求证:1AD BC ⊥;(2)求证:面1ADC ⊥面1BDC .DFECBA c 1ODCBA。
123 直线与平面的位置关系(3)教学目标:1.掌握平面的斜线及其在平面上的射影、直线和平面所成角等有关概念;2.掌握求直线和平面所成角的方法;3.培养学生的几何直观能力,提高学生的归纳概括能力教材分析及教材内容的定位:直线和平面所成的角是继学习异面直线所成角后的又一个空间角,及后面将学习的二面角都是立体几何的重要概念,它们均需化归为相交直线来求.复习异面直线所成的角有利于学生进行对比和联系,掌握线面所成的角同时也为后继学习作好铺垫.平面外的直线和其在平面内的射影的夹角是直线与平面内任意直线夹角中的最小值、平面外的直线和其在平面内的射影的夹角的大小仅取决于直线和平面的位置说明了直线和平面夹角概念的合理性,教学中需让学生理解,才能真正认同和掌握概念.应用概念求解直线和平面夹角中关键是找出直线在平面中的射影,在教学中需量化,方法上需强调解题步骤,在思想上要注意平面化思想,以及转化与化归思想的渗透教学重点:线面夹角的概念及求法.教学难点:找到直线和平面所成的角教学方法:合作交流,启发式.教学过程:一、问题情境1.问题:观察如图(1)所示的长方体ABC D A BCD(1)直线AA和平面ABC[是什么关系?(2)直线AB, AC, AD和平面ABCDi否垂直?(3)直线A i B , AC, A i D 与点B, C, D 它们又如何命名呢?二、学生活动i .举出生活中直线和平面不垂直的例子; 2 •回忆:我们是如何求异面直线所成的角的呢? 3.思考:怎样来刻画直线和平面的不同的倾斜程度呢? 三、建构数学I .斜线:一条直线与平面相交, 但不和这个平面垂直,这条直线叫做这个平面的斜线, 斜线与平面的交点叫斜足,斜线上一点与斜足间的线段叫做这个点到平面的斜线段叫做直线a说明(1) (2) 0斜线和平面所成角的取值范围为(3) 内经过点 Q 的直线所成的所有(4) a C D iiA i(1) D(2) AC在正方体 ABCD A 1B1GD 中,求例2 直线A i B 和平面ABC 斷成的角直线A i B 和平面ABCD 所成的角例i 四、数学运用 3•平面的斜线与它在这个平面内的射影所成的锐角 0 , 90 )I .例题直线和平面所成角e 的取值范围为[0 , 90]若直线垂直平面,则直线和平面所成的角为 90直线PQ 与平面a 所成的角/ PQP 是PQ 与平面如图,已知AC AB 分别是平面 a 的垂线和斜线若直线和平面平行或直线在平面内 ,则直线和平面所成的角为 CB 分别是垂足和斜足,殳? a2.斜线在平面内的射影:过平面外一点向平面引斜线和垂线,过斜足和垂足的直线就 和平面所成的角角中最小的角是斜线在平面内的正投影,简称射影a 丄BC 求证:a 丄AB变式:求证:如果平面内的一条直线与这个平面的一条斜线垂直, 在这个平面内的射影垂直.例3 已知/ BAC 在平面a 内,点P 在a 夕卜,/ PAB = Z PAC 求证:点P 在平面a 内2•练习.(1) 两条平行直线在平面内的射影可能是:①两条平行线;②两条相交直线;③一条 直线;④两个点•上述四个结论中,可能成立的个数是(2)设斜线与平面 所成角为e ,斜线长为I ,则它在平面内的射影长是这条线段与平面 所成的角是(1)直线和平面所成的角;(2)直线和平面所成角 e 的取值范围为o < e < 90 ;(3) 求斜线和平面所成角的步骤:①作出(或找到)斜线与平面所成的角;②证明且 指出所作出的角符合定义;③放在直角三角形中计算•简称为:一作、二证、三计算.那么这条直线就和这条斜线 的射影在/ BAC 的角平分线上.(3) —条与平面相交的线段,其长度为10cm 两端点到平面的距离分别是2cm, 3cm,(4)如图所示,已知正厶 ABC 的边长为6cm 点0到厶ABC 勺各顶点的距离都是 4cm.①求点0到这个三角形所在平面的距离; ②求A0与底面ABC 所成的角的大小.五、要点归纳与方法小结 本节课学习了以下内容:。
平面与平面的位置关系〔一〕【学习目标】〔1〕了解平面与平面的位置关系〔2〕理解并掌握面面平行的判定定理,并会证明面面平行【教学重点】面面平行判定定理的运用【教学难点】面面平行判定定理成立的条件的理解【学习过程】一.情景引入探究点一:平面与平面之间的位置关系问题一 :拿出两本书看做两个平面,上下左右移动和翻转,它们之间的关系有几种?问题二: 正方体ABCD-A1B1C1D1的六个面,两两之间的位置关系有几种?二.数学建构1平面与平面的位置关系:三.数学运用例题1:是两个不重合平面,以下说法中正确的选项是〔1〕平面内有两条直线和都与平面平行,那么∥〔2〕平面内有无数条直线都与平面平行,那么∥〔3〕假设直线与平面和平面都平行,那么∥〔4〕平面内所有直线都与平面平行,那么∥跟踪训练:两平面α,β平行, a⊂α,以下四个命题中正确的有1直线a与β内的所有直线平行2直线a与β内无数条直线平行3直线a与β内任何一条直线都不垂直4直线a与β无公共点探究点二:问题1:生活中有没有平面与平面平行的例子问题2:三角板或课本的一条边所在直线与桌面平行,这个三角板或课本与桌面平行吗?问题3:因为两条相交直线可以确定一个平面,这启示我们尝试用两条相交直线来讨论平面的平行问题,当三角板或课本的两条邻边所在直线分别与桌面平行,情况又如何呢?两个平面平行的判定定理:图形表示:符号语言:例题2:在长方体ABCD-A1B1C1D1中,求证:平面AB1C∥平面A1C1D.跟踪训练:三棱锥P-ABC中,D,E,F分别是PA,PB,PC的中点,求证:平面DEF知A,B是平面α外一点,那么过A,B与α平行的平面有_____个平面α//平面β,直线a//平面α,且a⊄β,点B∈β,那么在β内过点B 的所有直线中与a平行的直线有_____条课堂小结:课后作业:40分钟课时作业。
§1.2.3 — 1。
2.4空间中直线与平面、平面与平面之间的位置关系一、教学目标:1、知识与技能(1)了解空间中直线与平面的位置关系;(2)了解空间中平面与平面的位置关系;(3)培养学生的空间想象能力。
2、过程与方法(1)学生通过观察与类比加深了对这些位置关系的理解、掌握;(2)让学生利用已有的知识与经验归纳整理本节所学知识。
二、教学重点、难点重点:空间直线与平面、平面与平面之间的位置关系。
难点:用图形表达直线与平面、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:投影仪、投影片、长方体模型四、教学思想(一)创设情景、导入课题教师以生活中的实例以及课本P28的思考题为载体,提出了: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、引导学生观察、思考身边的实物,从而直观、准确地归纳出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)直线在平面平行——没有公共点指出:直线与平面相交或平行的情况统称为直线在平面外,可用a α来表示a α a∩α=A a∥α例4(投影)师生共同完成例4例4的给出加深了学生对这几种位置关系的理解。
2、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αβαβLα∥βα∩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P31 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1、让学生回去整理这三节课的内容,理清脉络。
1.2.4 平面与平面的位置关系(3)
教学目标:
1.进一步理解和掌握两平面垂直的定义与判定;
2.理解掌握两平面垂直的性质,并能运用性质定理与判定定理解题.
教材分析及教材内容的定位:
两平面垂直是生产、生活中常见问题,应要求学生能熟练地证明有关问题.
教学重点:
面面垂直的性质定理.
教学难点:
面面垂直的性质定理与判定定理的综合应用.
教学方法:
类比,猜想,验证.
教学过程:
一、问题情境
1.复习二面角的定义;
2.复习两平面垂直的定义、判定定理.
3.情境问题:如果两平面垂直,那么其中一个平面内的任一点在另一个平面内的射影的位置有什么特殊性吗?
二、学生活动
画图探究,类比思考.
三、建构数学
1. 两平面垂直的性质定理:
如果两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面. 面垂直⇒线面垂直
l a l ββ⎪=⎪⎬⊂⎪⎪⊥⎭
1.例题.
例1 求证:如果两个平面互相垂直,那么经过第一个平面内的一点且垂直于第二个平面的直线必在第一个平面内.
已知:α⊥β,A ∈α,AB ⊥β.
求证:AB ⊂α.
例2 四棱锥P-ABCD 中,底面四边形ABCD 为正方形,侧面PDC 为正三角形,且平面PDC ⊥底面ABCD ,E 是PC 的中点,
求证:平面EDB ⊥平面PBC . 2.练习. (1)如图,在三棱锥A -BCD 中,∠BCD =90︒,AB ⊥面BCD , 求证:平面ABC ⊥平面ACD .
变式:如图,已知四边形ABCD 为矩形,PA ⊥平面ABCD ,请写出图中与平面PAB 垂直的所有平面.
A
B C D
P
E
D B
P
A B
D
(2)S为三角形ABC所在平面外一点,SA⊥平面ABC,平面SAB⊥平面SBC.求证:AB⊥BC.
本节课学习了以下内容:
1.面面垂直的性质定理:面面垂直⇒线面垂直
2.已知面面垂直,如何找一个面的垂线?
3.解题时要注重线线、线面、面面垂直的相互关系;
4.理解数学的化归思想.。