第三讲3.2平面与圆柱面的截线
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人教版高中选修4-1二平面与圆柱面的截线教学设计一、教学目标1.掌握二平面与圆柱面的基本概念;2.掌握二平面与圆柱面的截线构成规律;3.通过教学实例,培养学生的数学思维和解决问题的能力。
二、教学内容1. 二平面与圆柱面的基本概念1.1 二平面二平面是指任意两个平面相交形成的图形,有直线、梯形、三角形等形状。
1.2 圆柱面圆柱面是指以一条线段为轴线,保持与轴线部分等距离的所有点构成的曲面。
2. 二平面与圆柱面的截线构成规律2.1 直线的截线当二平面与圆柱面相交时,其中一个截面是直线。
对于切割圆柱面的直线,其截下来的圆截面与圆柱面的截面相同。
2.2 梯形的截线当二平面与圆柱面相交时,其中一个截面是梯形。
对于切割圆柱面的梯形,其截下来的圆截面与圆柱面的截面相似。
2.3 三角形的截线当二平面与圆柱面相交时,其中一个截面是三角形。
对于切割圆柱面的三角形,其截下来的圆截面与圆柱面的截面相似。
三、教学方法1.案例分析法通过课堂上的案例分析来加深学生的理解和记忆。
2.课堂讲解法结合教材中的知识点,详细讲解二平面和圆柱面的相关概念和截线构成规律。
3.课外拓展法利用课外时间,为学生提供更多的数学实例,加深对该知识点的理解。
四、教学步骤第一步:引入通过图示、实例介绍二平面和圆柱面的基本概念,并探讨其关系。
第二步:讲解讲解二平面与圆柱面的截线构成规律,并详细讲解三种形状的截线构成规律。
第三步:案例分析以实际问题为例,引导学生思考如何利用截线构成规律求解。
第四步:课外拓展对于学生认为有疑惑或者想要了解更多的内容,提供更多的实例和内容进行拓展。
五、教学效果本课程教学内容重点突出,难点深入,使学生能够在课堂上更好的理解、掌握二平面和圆柱面的基本概念,掌握其截线构成规律。
同时,通过案例的分析,学生的数学思维能力和解决问题的能力得到了很好的培养。
教材习题点拨探究1解:由教材图35,根据切线长定理有G 2F 1=G 2B ,G 2F 2=G 2C ,于是G 2F 1+G 2F 2=G 2B +G 2C =BC =AD .又∵G 1G 2=G 1F 2+F 2G 2,由切线长定理知G 1F 2=G 1D ,F 2G 2=G 2C ,∴G 1G 2=G 1D +G 2C .连接F 1O 1,F 2O 2,容易证明△EF 1O 1≌△FF 2O 2.∴EO 1=FO 2.又∵O 1A =O 2C ,∴EA =FC .于是可证得△FCG 2≌△EAG 1.∴G 1A =G 2C .∴G 1G 2=G 1D +G 1A =AD .在Rt △G 2EB 中,cos φ=G 2B G 2E =G 2F 1G 2E, ∴G 2F 1=G 2E cos φ.又∵φ=90°-θ,∴G 2F 1=G 2E cos φ=G 2E sin θ.由此得到结论:(1)G 2F 1+G 2F 2=AD ;(2)G 1G 2=AD ;(3)G 2F 1G 2E=cos φ=sin θ. 思考解:猜想,两个焦点可能在两个球与斜截面的切点上,即过球心O 1,O 2分别作斜截面的垂线,其垂足F 1,F 2就可能是焦点.探究2解:当点P 与G 2重合时,有G 2F 1+G 2F 2=AD .当点P 不在端点时,连接PF 1,PF 2,则PF 1,PF 2分别是两个球面的切线,切点为F 1,F 2.过P 作母线,与两球面分别相交于K 1,K 2,则PK 1,PK 2分别是两球面的切线,切点为K 1,K 2.根据切线长定理的空间推广,知PF 1=PK 1,PF 2=PK 2,所以PF 1+PF 2=PK 1+PK 2=AD .由于AD 为定值,故点P 的轨迹是椭圆.习题3.2图(1)图(2)证明:图(1)的轴截面如图(2)所示.∵F 1F 2=2c ,G 1G 2=2a ,∴G 2B =G 2F 1=a +c ,G 1A =G 1F 1=a -c .∵△EAG 1∽△EBG 2, ∴EG 1EG 2=G 1A G 2B ,即EG 1EG 1+2a =a -c a +c,解得EG 1=a (a -c )c . ∵在Rt △PK 1Q 中,∠K 1PQ =φ,∴cos φ=PK 1PQ =PF 1PQ. 又∵在Rt △G 2BE 中,∠BG 2E =φ,∴cos φ=G 2B EG 2. ∴PF 1PQ =G 2B EG 2=a +c a (a -c )c+2a =c a , 即P 到F 1的距离PF 1与到l 1的距离PQ 之比等于c a.。