平面的基本性质1
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一、知识点:1.平面的概念:平面就是没有厚薄的,可以无限延伸,这就是平面最基本的属性2.平面的画法及其表示方法:①常用平行四边形表示平面通常把平行四边形的锐角画成45o ,横边画成邻边的两倍画两个平面相交时,当一个平面的一部分被另一个平面遮住时,应把被遮住的部分画成虚线或不画(面实背虚)②一般用一个希腊字母α、β、γ……来表示,还可用平行四边形的对角顶点的字母来表示如平面AC 等3.空间图形就是由点、线、面组成的点、线、面的基本位置关系如下表所示:图形 符号语言 文字语言(读法) 图形 符号语言 文字语言(读法)A a A a ∈点A 在直线a 上 a αa α⊂ 直线a 在平面α内 A a A a ∉点A 不在直线a 上 a αa α=∅I 直线a 与平面α无公共点AαA α∈点A 在平面α内 a A αa A α=I 直线a 与平面α交于点AA αA α∉点A 不在平面α内 b a A a b A =I 直线a 、b 交于A 点l αβ=I 平面α、β相交于直线lα⊄a (平面α外的直线a )表示a α=∅I (a αP )或a A α=I4 平面的基本性质公理1 如果一条直线的两点在一个平面内,那么这条直线上的所有点都在这个平面内推理模式:A AB B ααα∈⎫⇒⊂⎬∈⎭. 如图示: 应用:就是判定直线就是否在平面内的依据,也可用于验证一个面就是否就是平面.公理1说明了平面与曲面的本质区别.通过直线的“直”来刻划平面的“平”,通过直线的“无限延伸”来描述平面的“无限延展性”,它既就是判断直线在平面内,又就是检验平面的方法.公理2如果两个平面有一个公共点,那么它们还有其她公共点,且所有这些公共点的集合就是一条过这个公共点的直线推理模式:A l A ααββ∈⎫⇒=⎬∈⎭I 且A l ∈且l 唯一如图示: 应用:①确定两相交平面的交线位置;②判定点在直线上公理2揭示了两个平面相交的主要特征,就是判定两平面相交的依据,提供了确定两个平面交线的方法.公理3 经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面BA α推理模式:,, A B C 不共线⇒存在唯一的平面α,使得,,A B C α∈ 应用:①确定平面;②证明两个平面重合 “有且只有一个”的含义分两部分理解,“有”说明图形存在,但不唯一,“只有一个”说明图形如果有顶多只有一个,但不保证符合条件的图形存在,“有且只有一个”既保证了图形的存在性,又保证了图形的唯一性.在数学语言的叙述中,“确定一个”,“可以作且只能作一个”与“有且只有一个”就是同义词,因此,在证明有关这类语句的命题时,要从“存在性”与“唯一性”两方面来论证. 5 平面图形与空间图形的概念:如果一个图形的所有点都在同一个平面内,则称这个图形为平面图形,否则称为空间图形 6公理的推论:推论1 经过一条直线与直线外的一点有且只有一个平面、推理模式:A a ∉⇒存在唯一的平面α,使得A α∈,l α⊂推论2 经过两条相交直线有且只有一个平面 推理模式:P b a =I ⇒存在唯一的平面α,使得,a b α⊂推论3 经过两条平行直线有且只有一个平面推理模式://a b ⇒存在唯一的平面α,使得,a b α⊂二、基本题型:1 下面就是一些命题的叙述语,其中命题与叙述方法都正确的就是( )A.∵αα∈∈B A ,,∴α∈AB .B.∵βα∈∈a a ,,∴a =βαI .C.∵α⊂∈a a A ,,∴A α∈.D.∵α⊂∉a a A ,,∴α∉A .2.下列推断中,错误的就是( )A.ααα⊂⇒∈∈∈∈l B l B A l A ,,, C.βα∈∈C B A C B A ,,,,,,且A,B,C 不共线βα,⇒重合B.AB B B A A =⇒∈∈∈∈βαβαβαI ,,, D.αα∉⇒∈⊄A l A l ,3.两个平面把空间最多分成___ 部分,三个平面把空间最多分成__部分.4.判断下列命题的真假,真的打“√”,假的打“×”(1)空间三点可以确定一个平面 ( )(2)两个平面若有不同的三个公共点,则两个平面重合( )(3)两条直线可以确定一个平面( )(4)若四点不共面,那么每三个点一定不共线( )(5)两条相交直线可以确定一个平面( )(6)三条平行直线可以确定三个平面( )(7)一条直线与一个点可以确定一个平面( )(8)两两相交的三条直线确定一个平面( )5.瞧图填空 (1)AC ∩BD = (4)平面A 1C 1CA ∩平面D 1B 1BD =(2)平面AB 1∩平面A 1C 1= (5)平面A 1C 1∩平面AB 1∩平面B 1C =(3)平面A 1C 1CA ∩平面AC = (6)A 1B 1∩B 1B ∩B 1C 1= 6 6.选择题(1)下列图形中不一定就是平面图形的就是 ( )A 三角形B 菱形 C 梯形 D 四边相等的四边形O 11D 1B C 1O D B A(2)空间四条直线每两条都相交,最多可以确定平面的个数就是( )A 1个 B 4个C 6个 D 8个(3)空间四点中,无三点共线就是四点共面的 ( )(A )充分不必要条件 (B )必要不充分条件(C )充分必要条件(D )既不充分也不必要7.已知直线a //b //c ,直线d 与a 、b 、c 分别相交于A 、B 、C ,求证:a 、b 、c 、d 四线共面、 答案:1、 C 2、 D 3、 2,4,8 4、 ⑴×⑵×⑶×⑷√⑸√⑹×⑺×⑻×5、⑴O ⑵A 1B 1⑶O ⑷OO 1⑸B 1⑹B 16、 答案:⑴ D ⑵ C ⑶ D7、 证明:因为a //b ,由推论3,存在平面α,使得,a b αα⊂⊂又因为直线d 与a 、b 、c 分别相交于A 、B 、C ,由公理1,d α⊂下面用反证法证明直线c α⊂:假设c α⊄,则c C α=I ,在平面α内过点C 作c b 'P ,因为b //c,则c c 'P ,此与c c C '=I 矛盾、故直线c α⊂、综上述,a 、b 、c 、d 四线共面、。
《平面的基本性质》教学设计第1课时◆教学目标了解平面的基本事实与推论,能用图形、文字、符号三种语言描述三个基本事实,理解三个基本事实的地位与作用;会用平面的基本事实正面点共线、线共点、点线共面三个典型问题,熟悉符号语言、文字语言、图形语言之间的转换.◆教学重难点◆教学重点:掌握平面的基本事实及推论.教学难点:能用图形、文字、符号三种语言描述平面的基本事实,并能解决空间线面的位置关系问题.◆课前准备PPT课件.◆教学过程一、问题导入前面我们通过几何体的学习,已经直观地认识了点、线、面之间的位置关系,从本节开始,我们将在直观认识的基础上来论证它们之间的关系,以期进一步培养大家的空间想象能力和逻辑能力.问题1:观察如图11-2-2,的凳子,把凳子看成一个平面,思考(1)如果把一个平面固定在空间中,至少需要固定几个点?(2)有多少个平面能通过空间中指定的一点?有多少平面能通过空间中指定制定的两点?引语:要解决这个问题,就需要进一步学习平面的基本事实与推论.(板书:平面的基本事实与推论)【新知探究】问题2:确定平面的依据是什么?师生活动:学生分析解题思路,给出答案.追问:基本事实1的作用是什么?预设的答案:基本事实1: 文字表示:经过不在一条直线上的3个点,有且只有一个平面.符号表示:A ,B ,C 三点不共线⇒存在唯一的平面α使A ,B ,C ∈α图形表示:注:(1)可以简单地说成“不共线的3点确定一个平面”(2)过不共线的3点A ,B ,C 的平面,通常记作平面ABC ,用图象直观地表示平面时,为了增加立体感,习惯上讲平面用平行四边形表示.(3)如图的平面α可以看成由不共线的3点A ,B ,C 确定的,此时显然有:,,A B C ααα∈∈∈(4)如果给定的3个点同在一直线上,那么有无数个平面通过这3个点,也就是说,此时这三个点不能“确定”一个平面,例如,如果给定的3个点都在长方体的一条棱上,那么过这三个点就会有无数个平面.作用:①确定平面的依据;②判定点、线共面设计意图:通过对生活简单事实出发,通过观察分析归纳出平面基本事实.发展学生数学抽象和直观想象的核心素养.问题3:尝试与发现:这就是说,如果A B αα∈∈, ,那么直线AB α∈,如图11-2-4所示.师生活动:学生分析解题思路,给出答案追问:基本事实2的作用是什么?预设的答案:基本事实2:文字表示:如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内. 符号表示:A ∈α,B ∈α⇒AB ⊂α图形表示:作用:①判定直线是否在平面内;②判断一个面是否是平面注:基本事实2可以作为判断一个面是否是平面的依据:如果一个面内的任意两点所确定的直线都在这个平面内,那么这个面就是平面.例如,球面不是一个平面,因为球面上任意两点所确定的直线中,只有两个点在球面上.设计意图:培养学生分析和归纳的能力.问题4:如图11-2-6所示,当用裁纸刀裁纸时,可以认为刀锋是在一个平面内运动的.(1)裁纸刀裁出的是什么样的痕迹?(2)两个平面相交时,公共点具有什么特点?师生活动:学生分析解题思路,给出答案追问:基本事实3的作用是什么?预设的答案:基本事实3:文字表示: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:P∈α,且P∈β⇒α∩β=l,且P∈l图形表示:注:(1)基本事实3说明,两个不重合的平面,只要有一个公共点,就一定有无数个公共点,而且这无数个公共点能构成一条直线,这条直线通常也称为两个平面的交线,如图所示,有,A a a αβ∈=;(2)在画两个平面相交时,其中一个平面被另一个平面遮住的部分应该画出虚线或不画,如图所示;(3)根据基本事实3可知,棱柱中,有公共棱的两个面所在的平面一定是相交的,而且公共棱是交线的一部分.作用:①判定两个平面相交的依据;②判定点在直线上设计意图:培养学生分析和归纳的能力. 【巩固练习】例1. 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交于P A ,平面α与平面γ交于PB ,平面β与平面γ交于PC ;(2)平面ABD 与平面BCD 相交于BD ,平面ABC 与平面ADC 交于AC .师生活动:学生分析解题思路,给出答案.预设的答案: (1)符号语言表示:α∩β∩γ=P ,α∩β=P A ,α∩γ=PB ,β∩γ=PC .用图形表示如图①.(2)符号语言表示:平面ABD ∩平面BDC =BD .平面ABC ∩平面ADC =AC .图形表示如图②.设计意图:用符号语言表示语句. 例2. 证明:两两相交且不过同一个点的3条直线必在同一个平面内.师生活动:学生分析解题思路,给出答案.预设的答案:证明:设直线,,AB BC AC 两两相交,交点分别是,,A B C显然,,,A B C 3点不共线,因此它们能确定一个平面α.因为,,A B αα∈∈ 那么直线AB α⊂同理,AC BC αα⊂⊂即直线,,AB BC AC 都在平面α内.设计意图:基本事实1的运用.例3. 如图所示的正方体1111ABCD A B C D -中,E 是棱1CC 上的一点,试说明1,,D A E 3点确定的平面与平面ABCD 相交,并画出这两个平面的交线.师生活动:学生分析解题思路,给出答案.预设的答案:因为A ∈面1D AE ,A ∈面ABCD所以面1D AE ABCD ≠∅,即面1D AE 与面ABCD 相交.延长1D E 与DC ,设它们相交于F ,如图所示,则:F ∈直线1D E ,直线1D E ⊂面1D AE .F ∈直线DC ,直线DC ⊂面ABCD .则F ∈面1D AE 面ABCD ,从而AF 为面1D AE 与面ABCD 的交线,如图所示.设计意图:基本事实3的运用.【课堂小结】问题:(1)三个基本事实的作用有哪些?(2)证明几点共线的方法有哪些?(3)证明证明多线共点的方法有哪些?师生活动:学生尝试总结,老师适当补充.预设的答案:1.三个基本事实的作用基本事实1——判定点共面、线共面的依据;基本事实2——判定直线在平面内的依据;基本事实3——判定点共线、线共点的依据.2.证明几点共线的方法:先考虑两个平面的交线,再证有关的点都是这两个平面的公共点.或先由某两点作一直线,再证明其他点也在这条直线上.3.证明多线共点的方法:先证两线共点,再证这个点在其他直线上,而“其他”直线往往归结为平面与平面的交线.设计意图:通过梳理本节课的内容,能让学生更加明确平面的基本事实的有关知识.布置作业:【目标检测】1. 下列说法正确的是()A.三点可以确定一个平面B.若直线上有一个点在一个平面内,则这条直线在这个平面内C.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相交于一点D.如果两个平面有三个不共线的点,那么这两个平面重合设计意图:基本事实的运用.2. 若A ∈平面α,B ∈平面α,C ∈直线AB ,则( )A .C ∈αB .C ∉α C .AB ⊄αD .AB ∩α=C设计意图:用符号语言表示语句.3. 经过空间任意三点作平面( )A .只有一个B .可作二个C .可作无数多个D .只有一个或有无数多个设计意图:基本事实的运用.4. 如图所示,在正方体1111ABCD A B C D 中.画出平面1AC 与平面1BC D 及平面1ACD 与平面1BDC 的交线.设计意图:基本事实的运用.5. 如图,已知E ,F ,G ,H 分别是四面体A -BCD 的棱AB ,BC ,CD ,DA 的中点.求证:E ,F ,G ,H 四点共面.设计意图:基本事实的运用.参考答案: 1. D A 错误,不共线的三点可以确定一个平面;B 错误,直线上的两个点在一个平面内,则这条直线在这个平面内;C 错误,三角板所在平面与桌面所在平面相交于一条直线;D 正确,过不共线的三个点有且只有一个平面.2. A 因为A ∈平面α,B ∈平面α,所以AB ⊂α.又因为C ∈直线AB ,所以C ∈α.3. D 当三点在一条直线上时,过这三点的平面能作无数个;当三点不在同一条直线上时,过这三点的平面有且只有一个.4. 如图,∵AC BD O ⋂=,1C DC E ⋂=.∴O ∈平面1AC ,O ∈平面1BC D .又1C ∈平面1AC ,1C ∈平面1BC D .∴平面 1AC ⋂平面11BC D OC =.同理平面1ACD ⋂平面1BDC OE =.A A 15. 在△ABD 中,∵E ,H 分别是AB ,AD 的中点,∴EH ∥BD .同理FG ∥BD ,则EH ∥FG .故E ,F ,G ,H 四点共面.。
平面的基本性质(1)
教学目标:
1.了解立体几何研究的对象及方法,初步建立空间的概念;
2.掌握平面的概念,平面的画法及其表示法,掌握平面的基本性质公理1、2、3;
3.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.
教学重、难点:平面的基本性质公理1、2、3,空间概念的建立.
教学过程:
(一)新课讲解:
1.平面的概念:
平面是没有厚薄的,可以无限延伸,这是平面最基本的属性。
常见的桌面,黑板面,平静的水面等都是平面的局部形象。
一个平面把空间分成两部分,一条直线把平面分成两部分.
2.平面的画法及其表示方法:
①在立体几何中,常用平行四边形表示平面。
当平面水平放置时,通常把平行四边形的锐角画成45o,横边画成邻边的两倍。
画两个平面相交时,当一个平面的一部分被另一个平面遮住时,应把被遮住的部分画成虚线或不画.
②一般用一个希腊字母α、β、γ----来表示,还可用平行四边形的对角顶点的字母来表示
如平面α,平面AC等.
3.空间图形是由点、线、面组成的。
点、线、面的基本位置关系如下表所示:
4.平面的基本性质:
公理1:如果一条直线的两点在一个平面内,那么这条直线上的所有点都在这个平面内. 推理模式:
A A
B B ααα∈⎫
⇒⊂⎬∈⎭
. 如图示: 应用:①判定直线在平面内;②判定点在平面内.模式:a A A a
α
α⊂⎧⇒∈⎨
∈⎩.
公理2:如果两个平面有一个公共点,那么它们还有其他公共点,这些公共点的集合是
一条直线。
推理模式:
A l A ααββ∈⎫
⇒=⎬∈⎭
I 且A l ∈且l 唯一. 应用:①确定两相交平面的交线位置;②判定点在直线上. 公理3:经过不在同一条直线上的三点有且只有一个平面。
推理模式:,, ,,,,A B C A B C A B C ααβ⎫
⎪
∈⇒⎬⎪∈⎭
不共线与β重合.
应用:①确定平面;②证明两个平面重合. (二)例题分析:
例1 将下列文字语言转化为符号语言,图形语言:
(1)点A 在平面α内,但不在平面β内; (2)直线a 经过平面α外一点M ;
(3)直线l 在平面α内,又在平面β内。
(即平面α和β相交于直线l .) (解略)
例2 将下列符号语言转化为图形语言:
(1)A α∈,B β∈,A l ∈,B l ∈;
(2)a α⊂,b β⊂,//a c ,b c p =I ,c αβ=I . (解略)
说明:画图的顺序:先画大件(平面),再画小件(点、线). 例3 在平面α内有,,A O B 三点,在平面β内有,,B O C 三点,
试画出它们的图形.(如右图)
例4 点A ∉平面BCD ,,,,E F G H 分别是,,,AB BC CD DA 上的点,若
与交于P , 求证:P 在直线BD 上。
证明:∵EH FG P =I ,∴P EH ∈,P FG ∈,
∵,E H 分别属于直线,AB AD , ∴EH ⊂平面ABD ,∴P ∈平面ABD , 同理:P ∈平面CBD ,
又∵平面ABD I 平面CBD BD =, 所以,P 在直线BD 上. 小结:
1.平面的画法及表示方法;
2.公理1,2,3的推理模式,文字语言、图形语言与符号语言的转化; 3.画图的基本方法.
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B
O
C A
β
α。