138空间线面关系的判定
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空间线面关系知识点总结空间线面关系是立体几何中的一个重要概念,它描述了空间中不同几何元素(点、线、面)之间的位置、相交、平行、垂直等关系。
在现实生活和工程技术中,了解空间线面关系的知识对于设计、建造、测量等工作至关重要。
本篇文章将介绍空间线面关系的相关知识,包括空间中点、直线、平面的性质和相互关系,以及空间中直线与面之间的位置关系、相交关系等内容。
希望通过本文的介绍,读者能够深入了解空间线面关系的基本概念和理论知识。
一、空间中点的性质和判断方法1. 点的基本性质:点是空间中最基本的几何元素,没有长度、面积和体积,只有位置。
任意两个点之间都有唯一确定的直线。
2. 点的判断方法:在空间中确定一个点的位置,通常可以使用坐标、投影、距离等方法进行判断。
3. 点的投影:点在不同平面上的投影是唯一确定的,可以通过点的投影确定点在不同平面上的位置关系。
二、空间中直线的性质和判断方法1. 直线的基本性质:直线是空间中的一条无限延伸的几何元素,没有宽度、厚度,只有长度。
两点确定一条直线,两条直线要么相交,要么平行。
2. 直线的判断方法:在空间中确定一条直线的位置,通常可以使用两点坐标、点斜式、截距式等方法进行判断。
3. 直线的位置关系:两条直线之间可能相交、平行、重合、垂直等不同的位置关系,这需要通过直线的方向、倾斜度、截距等参数来判断。
三、空间中平面的性质和判断方法1. 平面的基本性质:平面是空间中的一个二维几何元素,具有面积和形状,可以用三个非共线点来唯一确定一个平面。
平面可以用方程或者法向量来确定。
2. 平面的判断方法:在空间中确定一个平面的位置,通常可以使用三点确定法、一般方程、点法向式、截距式等方法进行判断。
3. 平面的位置关系:不同平面之间可能相交、平行、重合、垂直等不同的位置关系,这需要通过平面的法向量、倾斜度、截距等参数来判断。
四、空间中直线与平面的位置关系1. 直线与平面的相对位置:在空间中,一条直线与一个平面之间可能存在不同的位置关系,这需要通过直线的方向、平面的法向量等参数来判断。
教学设计空间线面关系的判定教学目标:1. 理解空间线面关系的概念;2. 掌握判定空间线面关系的方法和技巧;3. 在实际生活和学习中能够应用空间线面关系的判定。
引言:空间线面关系的判定是几何学中的重要内容,它帮助我们理解和描述物体在空间中的位置和形状。
在教学设计中,教师需要精心安排教学活动,以帮助学生准确判定空间线面关系,并将其应用于实际问题的解决中。
本文将介绍教学设计空间线面关系的判定的重要性和实施过程。
一、概念讲解首先,为了帮助学生理解空间线面关系的概念,教师可以通过实际例子和故事情节来引入。
例如,教师可以讲述一个包含多个物体的场景,然后引导学生描述这些物体之间的相对位置,并引出空间线面关系的概念。
教师还可以使用图形、模型等辅助工具,展示不同线面关系的示例,帮助学生更加直观地理解。
二、判定方法与技巧为了使学生掌握空间线面关系的判定方法,教师可以设计一系列的练习和活动。
以下是一些常用的方法和技巧:1. 观察法:学生通过观察实际场景、图形或模型来判定空间线面关系。
例如,教师可以给学生展示几个物体的模型,让他们观察并判断物体之间的线面关系。
2. 空间投影法:学生可以通过绘制物体在不同平面上的投影来判定空间线面关系。
教师可以引导学生在纸上绘制物体的投影图,然后根据投影图来判断线面关系。
3. 空间旋转法:学生可以通过将物体进行旋转来判定线面关系。
例如,教师可以让学生旋转一个小球,观察其初始位置和旋转后的位置,判断球与其他物体的关系。
4. 投影展开法:对于复杂的线面关系判定,学生可以通过将物体投影展开来简化问题。
教师可以给学生一些关于投影展开的练习题,帮助他们提高解决问题的能力。
三、实践应用为了提高学生应用空间线面关系判定的能力,教师可以设计一些实际问题,引导学生将所学知识应用于实践中。
例如,教师可以让学生设计房间的布局,要求考虑家具与墙壁、门窗之间的线面关系,以达到最佳的使用效果。
此外,教师还可以邀请学生观察和分析一些实际场景,如建筑物、景观等,引导他们发现其中的线面关系,并进行判定。
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公理一:如果一条线上的两个点在平面上则该线在平面上公理二:如果两个平面有一个公共点则它们有一条公共直线且所有的公共点都在这条直线上公理三:三个不共线的点确定一个平面推论一:直线及直线外一点确定一个平面推论二:两相交直线确定一个平面推论三:两平行直线确定一个平面公理四:和同一条直线平行的直线平行异面直线定义:不平行也不相交的两条直线判定定理:经过平面外一点与平面内一点的直线与平面内不过该店的直线是异面直线。
等角定理:如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行,且方向相同,那么这两个角相等线线平行→线面平行如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行。
线面平行→线线平行如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线就和交线平行。
线面平行→面面平行如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行。
面面平行→线线平行如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行。
线线垂直→线面垂直如果一条直线和一个平面内的两条相交直线垂直,那么这条直线垂直于这个平面。
线面垂直→线线平行如果连条直线同时垂直于一个平面,那么这两条直线平行。
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。
§13.8 空间线面关系的判定
教学目标: 1.能用向量语言描述线线、线面、面面的平行与垂直关系;
2.能用向量方法证明空间线面位置关系的一些定理;
3.能用向量方法判断空间线面垂直关系。
教学过程: 一、创设情景
1.空间直线与平面平行与垂直的定义及判定
2.直线的方向向量与平面的法向量的定义 二、建构数学
1.用向量描述空间线面关系
设空间两条直线21,l l 的方向向量分别为21,e e ,两个平面21,αα的法向量分别为21,n n ,
平 行
垂 直
1l 与2l 21//e e
21e e ⊥
1l 与1α
11n e ⊥ 11//n e 1α与2α
21//n n
21n n ⊥
2.相关说明:
上表给出了用向量研究空间线线、线面、面面位置关系的方法,判断的依据是相关的判定 与性质,要理解掌握。
三、数学运用
例1.如图,在直三棱柱111C B A ABC -中,090=∠ACB ,
30=∠BAC ,1=BC ,61=A A ,
M 是棱1CC 的中点。
求证:B A 1AM ⊥
例2.如图,已知矩形ABCD 和矩形ADEF 所在平面互相垂直,点M ,N 分别在对角线
BD ,AE 上,且BM=31BD ,AN=3
1
AE 。
求证:MN//平面CDE
例3.已知正方体1111D C B A ABCD -中,F E ,分别为1BB ,CD 的中点,
求证:⊥F D 1平面ADE。