(完整版)第五节平面及其方程教案
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平面及其方程说课稿人教版一、说课背景本次说课的内容选自人教版高中数学教材第五章“空间几何”,主要围绕平面及其方程的概念、性质和求解方法进行讲解。
本章节是空间解析几何的基础,对于培养学生的空间想象能力和逻辑推理能力具有重要意义。
二、教学目标1. 知识与技能目标:使学生理解平面的基本概念,掌握平面方程的推导过程及其应用。
2. 过程与方法目标:通过实例演示和练习,培养学生运用平面方程解决实际问题的能力。
3. 情感态度与价值观目标:激发学生对空间几何的兴趣,培养学生的探索精神和团队合作意识。
三、教学重点与难点1. 教学重点:平面的基本性质,平面方程的推导和应用。
2. 教学难点:平面方程的推导过程,以及如何利用平面方程解决实际问题。
四、教学方法与手段1. 教学方法:采用启发式教学法和探究式学习法,通过问题引导学生自主思考和探索。
2. 教学手段:运用多媒体课件展示平面图形,利用几何画板软件动态演示平面方程的推导过程。
五、教学过程1. 引入新课- 通过回顾上节课的立体几何知识,引出平面几何的概念。
- 通过实际问题(如:如何确定一个平面)激发学生的学习兴趣。
2. 概念讲解- 定义平面:平面是没有厚度的二维几何体,由无限多个点组成。
- 介绍平面的基本性质:平面内任意两点确定一条直线,平面与直线的关系等。
3. 平面方程的推导- 介绍平面方程的一般形式:Ax + By + Cz + D = 0。
- 通过实例演示如何从三个不在一条直线上的已知点推导出平面方程。
- 讲解法向量的概念及其在平面方程中的作用。
4. 平面方程的应用- 通过例题讲解如何求解平面与直线的交点问题。
- 探讨平面方程在实际生活中的应用,如建筑设计、工程测量等。
5. 课堂练习- 设计针对性练习题,让学生巩固平面方程的推导和应用。
- 分组讨论,鼓励学生相互合作,共同解决问题。
6. 课堂小结- 总结平面及其方程的主要内容。
- 强调平面方程在解决实际问题中的重要性。
重庆科创职业学院授课教案课名:高等数学(上)教研窒:高等数学教研室班级:编写时间:课题:第五节平面及其方程教学目的及要求:介绍最简单也是非常常用的一种曲面——平面,平面是本书非常重要的一节,本节让学生了解平面的各种表示方法,学生在学习时领会各种特殊位置平面的表示方法,会求出各种位置上的平面,了解平面与其法向量之间的关系。
教学重点:1.平面方程的求法2.两平面的夹角教学难点:平面的几种表示及其应用教学步骤及内容:一、平面的点法式方程1.平面的法线向量定义:垂直于一平面的非零向量叫做平面的法线向量。
平面内的任一向量均与该平面的法线向量垂直。
2.平面的点法式方程已知平面上的一点M 0 (x0 , y0 , z0 ) 和它的一个法线向量n = {A, B, C},对平面上的任一点M (x, y, z) ,有向量M 0M ⊥n,即n ⋅MM = 0代入坐标式,有:A(x -x0 ) +B( y -y) +C(z -z) = 0 (1)此即平面的点法式方程。
旁批栏:| A 1 A 2 + B 1 B 2 + C 1C 2 |A 2 +B 2 +C 2 ⋅ A 2 + B 2 + C 21 1 12 2 2 Ax 0 + By 0 + Cz 0 + DA 2 +B 2 +C 2解:设平面为 Ax + By + Cz + D = 0 ,由平面过原点知 D = 0由平面过点(6,-3, 2) 知6 A - 3B + 2C = 0 ,n ⊥ {4, -1, 2} ∴ 4 A - B + 2C = 0⇒ A = B = - 2 C 3旁批栏:所求平面方程为2x + 2 y - 3z = 0三、两平面的夹角:定义:两平面法向量之间的夹角称为两平面的夹角。
设平面∏1 : A 1 x + B 1 y + C 1 z + D 1 = 0 , ∏2 : A 2 x + B 2 y + C 2 z + D 2 = 0n= { A , B , C },n= { A , B , C } 按照两向量夹角余弦公式有:1cos =1112222几个常用的结论设 平 面 1 和 平 面 2 的 法 向 量 依 次 为n 2 = {A 2 , B 2 , C 2 }n 1 = {A 1 , B 1 , C 1}和1) 两平面垂直: A 1 A 2 + B 1 B 2 + C 1C 2 = 0(法向量垂直)A 2) 两平面平行: 1A 2 =B 1 B 2 =C 1 C 2(法向量平行)3) 平面外一点到平面的距离公式:设平面外的一点 P 0 (x 0 , y 0 , z 0 ) ,平面的方程为 Ax + By + Cz + D = 0 ,则点到平面的距离为d =例 3:研究以下各组里两平面的位置关系:(1) - x + 2 y - z +1 = 0,y + 3z -1 = 0(2) 2x - y + z -1 = 0,- 4x + 2 y - 2z -1 = 0(3) 2x - y - z +1 = 0,- 4x + 2 y + 2z - 2 = 01 602 1 | -1⨯ 0 + 2 ⨯1 - 1⨯3 | 1解:(1) cos = = ,两平面相交,夹角= arccos (-1)2 + 22 + (-1)2 ⋅ ; 12 + 3260旁批栏:(2) = {2,-1,1} , n ={-4, 2,-2} ⇒ 2 = -1 =- 4 2 1,两平面平 - 2行 . M (1,1,0) ∈∏1M (1,1,0) ∉∏2 ,所以两平面平行但不重合。
高中数学《平面的基本性质》教案章节一:平面的概念1.1 教学目标让学生理解平面的基本概念,包括平面的定义和表示方法。
让学生掌握平面的性质,如平面的无限延展性和平面的包含关系。
1.2 教学内容平面定义:平面是无限延展的、无厚度的二维空间。
平面表示方法:用希腊字母“π”表示平面。
平面性质:平面的无限延展性,平面内任意两点可以确定一条直线。
1.3 教学步骤引入平面的概念,引导学生思考日常生活中的平面例子。
讲解平面的定义和表示方法,通过图形和实例进行说明。
引导学生理解平面的性质,通过实际操作和几何证明来加深理解。
章节二:平面的基本性质2.1 教学目标让学生掌握平面的基本性质,包括平面的连续性、平行的性质和平面的包含关系。
2.2 教学内容平面连续性:平面上的任意两点都可以用一条直线连接。
平面平行性质:同一平面内,不相交的两条直线称为平行线。
平面包含关系:一条直线可以包含在平面内,也可以不包含在平面内。
2.3 教学步骤回顾平面的概念和表示方法,引导学生思考平面的性质。
讲解平面的连续性,通过图形和实例进行说明。
讲解平面的平行性质,通过实际操作和几何证明来加深理解。
讲解平面的包含关系,通过实际操作和几何证明来加深理解。
章节三:平面的画法3.1 教学目标让学生掌握平面的画法,包括平面在坐标系中的表示和平面的方程。
3.2 教学内容平面在坐标系中的表示:平面可以用方程表示,如Ax + By + C = 0。
平面方程的求法:通过已知的平面上的点和平面的法向量来求解平面方程。
3.3 教学步骤引导学生回顾平面的概念和性质,引出平面的画法。
讲解平面在坐标系中的表示方法,通过图形和实例进行说明。
讲解平面方程的求法,通过实际操作和几何证明来加深理解。
章节四:平面与直线的关系4.1 教学目标让学生掌握平面与直线的关系,包括平面与直线的相交和平行。
4.2 教学内容平面与直线的相交:平面与直线相交时,交点称为直线在平面上的投影。
平面与直线的平行:平面与直线平行时,直线上的任意点都不在平面内。
重庆科创职业学院授课教案
课名:高等数学(上)教研窒:高等数学教研室班级:编写时间:
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课题:
第五节 平面及其方程
教学目的及要求:
介绍最简单也是非常常用的一种曲面——平面,平面是本书非常重要的一节,本节让学生了解平面的各种表示方法,学生在学习时领会各种特殊位置平面的表示方法,会求出各种位置上的平面,了解平面与其法向量之间的关系。
教学重点:
1.平面方程的求法
2.两平面的夹角 教学难点: 平面的几种表示及其应用 教学步骤及内容 :
一、平面的点法式方程
1.平面的法线向量定义:垂直于一平面的非零向量叫做平面的法线向量。
平面内的任一向量均与该平面的法线向量垂直。
2.平面的点法式方程
已知平面上的一点),,(0000z y x M 和它的一个法线向量
},,{C B A =n ,对平面上的任一点),,(z y x M ,有向量⊥M M 0n ,即
00M M ⋅=u u u u u u r
n
代入坐标式,有:
0)()()(000=-+-+-z z C y y B x x A
(1)
此即平面的点法式方程。
旁批栏:
3
4 例1:求过三点1M (2,-1,4)、2M (-1,3,-2)和3M (0,2,3)的平面方程。
解:先找出这平面的法向量n ,
k j i k j i
n -+=----=⨯=9141
3
26433121M M M M
由点法式方程得平面方程为
0)4()1(9)2(14=--++-z y x
即:
015914=--+z y x
二、 平面的一般方程
任一平面都可以用三元一次方程来表示。
平面的一般方程为:
0=+++D Cz By Ax
几个平面图形特点:
1)D =0:通过原点的平面。
2)A =0:法线向量垂直于x 轴,表示一个平行于x 轴的平面。
同理:B =0或C =0:分别表示一个平行于y 轴或z 轴的平面。
旁批栏:
5
6
解:设平面为0=+++D Cz By Ax ,由平面过原点知 0=D
由平面过点)2,3,6(-知 0236=+-C B A ,
{4,1,2}⊥-r Q n 024=+-∴C B A C B A 3
2-==⇒
所求平面方程为0322=-+z y x
三、两平面的夹角:
定义:两平面法向量之间的夹角称为两平面的夹角。
设平面0:11111=+++∏D z C y B x A ,0:22222=+++∏D z C y B x A
},,{1111C B A n =ρ, },,{2222C B A n =ρ
按照两向量夹角余弦公式有:
2
2
2
22
22
12
12
1212121||cos C B A C B A C C B B A A ++⋅++++=
θ
几个常用的结论
设平面1和平面2的法向量依次为},,{1111C B A =n 和
},,{2222C B A =n
1) 两平面垂直:0212121=++C C B B A A
(法向量垂直)
2) 两平面平行:2
1
2121C C B B A A == (法向量平行)
3) 平面外一点到平面的距离公式:设平面外的一点),,(0000z y x P ,平面的方程为 0=+++D Cz By Ax ,则点到平面的距离为
2
2
2
000C
B A D
Cz By Ax d +++++=
例3:研究以下各组里两平面的位置关系:
013,
012)1(=-+=+-+-z y z y x 旁批栏:
7
解:(1) 60
13
1)1(2)1(|311201|cos 2
2
2
2
2
=
+⋅-++-⨯-⨯+⨯-=
θ,两平面相交,夹
角60
1
arccos =θ;
(2) }1,1,2{1-=n ρ,}2,2,4{2--=n ρ
2
1
2142-=
-=-⇒,两平面平行 . 21
)0,1,1()0,1,1(∏∉∏∈M M Θ,所以两平面平行但不重合。
(3)2
1
2142-=
-=-Θ
两平面平行
21)0,1,1()0,1,1(∏∈∏∈M M Θ 所以两平面重合.
小结与思考:平面的方程三种常用表示法:点法式方程,一般方程,截距式方程。
两平面的夹角以及点到平面的距离公式。
作业:见作业本7.5
旁批栏:
8。