直线与平面垂直的判定(优秀公开课)
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直线与平面垂直的判定和性质教学目标:1.理解线面垂直的定义,总结线面垂直的判定方法和性质,形成系统的知识结构;2.树立数学定理即数学模型的意识,能从实际问题情境中找到符合定理模型的基本元素,从而解决问题,提高数学建模和直观想象素养;3.通过应用定理解决实际问题,进一步强调等价转换和“降维”思想,体会数学定理作为一种基本模型的应用价值,提高逻辑推理素养;4.通过“鳖臑”的引入,体会我国古代数学家对人类的数学贡献,增强民族自信和民族自豪感。
教学重点与难点:1.从具体几何问题中分离出定理模型并找到符合定理模型的基本元素,解决问题;2.在解决问题时,渗透“立体问题平面化”的“降维”处理,培养学生的等价转换思想。
教学内容与过程:一、构建知识框架1.线面垂直的定义什么样的直线和平面是垂直关系呢?直线l与平面α内的任一条直线都垂直,则直线l与平面α垂直,此时直线l叫做平面α的垂线,平面α叫做直线l的垂面。
2.判定直线和平面垂直的方法(文字语言、符号语言、图形语言三种形式表达)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.们为什么选定了这些作为定理呢?其实他们都是立体几何问题中的基本模型,我们在遇到复杂的几何问题时,都可以分离出这些基本的定理模型。
我们通过这节课的学习,就是要能够在具体问题中,确定需要的定理模型,并找到符合定理模型的基本元素,从而得到我们需要的结论。
4.牛刀小试我们掌握了那么多线面垂直的判定方法,现在就试着在图形中找找互相垂直的直线和平面有哪些吧。
如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为矩形,侧棱PD ⊥底面ABCD ,且PD =CD ,点E 是PC 的中点.你还能发现哪些线面垂直关系?对于这样简单的几何体,我们很快就可以从中看出定理模型,找到模型中所需的元素,得到想要的结论,那么我们在这个图上继续构造,让图形复杂起来,继续探究其中的垂直关系。
二、例题分析例. 如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为矩形,侧棱PD ⊥底面ABCD ,且PD=CD ,E 是PC 的中点,EF ⊥PB ,垂足为F ,连接DE ,DF ,BD ,BE . (1)求证:PB ⊥平面DEF ;(2)试判断:四面体BDEF 中有几个面是直角三角形,并指出其中的直角;(3)设M 、N 分别为AD 、PB 的中点,连接MN ,MC ,NC ,求证:平面CMN ⊥平面PBC .引导分析:(1)要证明PB ⊥平面DEF ,你选择哪个模型?(“线面垂直判定定理”模型)模型中已经有哪个条件具备了?(已经有“EF ⊥PB ”)还缺的条件应该从哪里找?(“DF ⊥PB ”(共面垂直:从边长关系,中线长度等平面几何办法入手))或者“DE ⊥PB ”(异面垂直:从平移成共面或线面垂直入手))。