平面的概念--平面的基本性质
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数学曲面和平面的概念一、平面的概念1. 定义- 在人教版高中数学教材中,平面是一个不加定义的基本概念。
它是一个无限延展的、非常平的面。
例如,平静的湖面、桌面等都可以给我们以平面的局部形象。
我们通常用平行四边形来表示平面,当平面水平放置时,通常把平行四边形的锐角画成45°,横边画成邻边的2倍长。
2. 平面的基本性质- 公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内- 符号表示:若A∈ l,B∈ l,且A∈α,B∈α,则l⊂α。
这一公理可以用来判断直线是否在平面内。
例如,在长方体ABCD - A'B'C'D'中,如果A∈平面ABCD,B∈平面ABCD,那么直线AB⊂平面ABCD。
- 公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面- 这一公理也被称为确定平面的依据。
照相机的三脚架,三个脚不在同一条直线上,就可以确定一个平面。
不共线的三点A、B、C确定的平面可以记为平面ABC。
- 公理3: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:若P∈α∩β,则α∩β = l且P∈ l。
在教室中,天花板和墙面相交,它们有一条公共的交线,这就是公理3的体现。
3. 平面的表示方法- 通常用希腊字母α、β、γ等表示平面,如平面α、平面β;也可以用表示平面的平行四边形的四个顶点或者相对的两个顶点的大写字母来表示,如平面ABCD或者平面AC。
二、曲面的概念1. 定义- 曲面是一种不同于平面的几何图形,它是空间中弯曲的面。
例如,圆柱的侧面、圆锥的侧面、球面等都是曲面。
曲面可以看成是一条动线(直线或曲线)在空间连续运动所形成的轨迹。
2. 常见曲面的例子- 圆柱面- 圆柱面可以看作是一条平行于定直线并绕定直线旋转一周所形成的曲面。
将一个矩形绕着它的一条边旋转一周就可以得到一个圆柱面。
设矩形ABCD,边AD绕着AB边旋转一周,AD运动的轨迹就是一个圆柱面。
平面及其基本性质知识点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指出: 平面的两个特征:①无限延展②平的(没有厚度)。
平面的表示:一般用一个希腊字母α、β、γ……来表示,还可用平行四边形对角顶点的字母来表示。
平面的画法:在立体几何中,通常画平行四边形来表示平面。
一个平面,通常画成水平放置,通常把平行四边形的锐角画成45 ,横边画成邻边的2倍长。
两个相交平面:画两个相交平面时,若一个平面的一部分被另一个平面遮住,应把被遮住部分的线段画成虚线或不画。
集合中“∈”的符号只能用于点与直线,点与平面的关系,“⊂”和“ ”的符号只能用于直线与直线、直线与平面、平面与平面的关系,虽然借用于集合符号,但在读法上仍用几何语言。
知识点2 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指出:符号语言:,,,A l B l A B l ααα∈∈∈∈⇒⊂.知识点3 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,且所有这些公共点的集合是一条过这个公共点的直线指出:符号语言:P ∈α,且P ∈β⇒α∩β=l ,且P ∈l .知识点4 公理3 经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面指出:符号语言:,, ,,,,A B C A B C A B C ααβ⎫⎪∈⇒⎬⎪∈⎭不共线与β重合推论1 一条直线和直线外的一点确定一个平面.(证明见课本)指出:推论1的符号语言:A a ∉⇒有且只有一个平面α,使得A α∈,l α⊂推论2 两条相交直线确定一个平面推论3 两条平行直线有且只有一个平面三、典例解析例1 用符号语言表示下列图形中点、直线、平面之间的位置关系.例2 求证:两两相交而不通过同一点的四条直线必在同一平面内。
例3 正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,对角线A 1C∩平面BDC 1=O ,AC 、BC 交于点M ,求证:点C 1、O 、M 共线.例4 已知平面α、β、γ两两相交于三条直线l 1、l 2、l 3,且l 1、l 2、l 3不平行.求证:l 1、l 2、l 3相交于一点.基础练习:一、选择题:1.下面给出四个命题: ①一个平面长4m, 宽2m; ②2个平面重叠在一起比一个平面厚; ③一个平面的面积是25m 2; ④一条直线的长度比一个平面的长度大, 其中正确命题的个数是( )A. 0B.1C.2D.32.若点N 在直线a 上,直线a 又在平面α内,则点N ,直线a 与平面α之间的关系可记作( ) A、N α∈∈a B、N α⊂∈a C、N α⊂⊂a D、N α∈⊂a3.A,B,C表示不同的点,a, 表示不同的直线,βα,表示不同的平面,下列推理错误的是( ) A.A ααα⊂⇒∈∈∈∈ B B A ,;,B.βαβαβα⋂⇒∈∈∈∈B B A A ,;,=ABC.αα∉⇒∈⊄A A ,D.A,B,C α∈,A,B,C β∈且A ,B ,C 不共线α⇒与β重合4. 空间不共线的四点,可以确定平面的个数为( )A.0 B.1 C.1或4 D. 无法确定5. 空间 四点A ,B ,C ,D 共面但不共线,则下面结论成立的是( )A. 四点中必有三点共线 B. 四点中必有三点不共线C. AB ,BC ,CD ,DA 四条直线中总有两条平行D. 直线AB 与CD 必相交6. 空间不重合的三个平面可以把空间分成( )A. 4或6或7个部分B. 4或6或7或8个部分C. 4或7或8个部分D. 6或7或8个部分7.下列说法正确的是( )①一条直线上有一个点在平面内, 则这条直线上所有的点在这平面内; ②一条直线上有两点在一个平面内, 则这条直线在这个平面内; ③若线段AB α⊂, 则线段AB 延长线上的任何一点一点必在平面α内; ④一条射线上有两点在一个平面内, 则这条射线上所有的点都在这个平面内.A. ①②③B. ②③④C. ③④D. ②③8.空间三条直线交于同一点,它们确定平面的个数为n ,则n 的可能取值为( )A. 1B.1或3C. 1或2或3D.1或 4二、填空题:9.水平放置的平面用平行四边形表示时,通常把横边画成邻边的___________倍.10.设平面α与平面β交于直线 , A αα∈∈B ,, 且直线AB C =⋂ ,则直线AB β⋂=_____________.11.设平面α与平面β交于直线 , 直线α⊂a , 直线β⊂b ,M b a =⋂, 则M_______ .12.直线AB 、AD α⊂,直线CB 、CD β⊂,点E ∈AB ,点F ∈BC ,点G ∈CD ,点H ∈DA ,若直线HE ⋂直线FG=M ,则点M 必在直线___________上.三、解答题:13.判断下列说法是否正确?并说明理由.(1)平行四边形是一个平面; (2)任何一个平面图形都是一个平面;(3)空间图形中先画的线是实线,后画的线是虚线.14.如图,E、F、G、H分别是空间四边形AB、BC、CD、DA上的点,且EH与FG交于点O. 求证:B、D、O三点共线.15.证明梯形是平面图形。
平面的基本性质什么是平面?平面是指没有厚度的、笔直无限延伸的二维图形,它具有无限条直线,任意两条直线都可以被平面内一条直线所交叉,从而产生无限多个交点。
在平面上可以进行各种几何操作,如画直线、画线段、画射线、作图等。
平面的基本性质定义平面有以下基本性质:1.任意两点间只有一条直线与这两点相连。
2.任意一直线上有无数个点。
3.任意两条直线可以相交并在交点处确定一条平面。
4.三点不共线的情况下,可以确定一个唯一的平面。
相关概念在介绍平面的基本性质之前,我们需要先了解一些与平面相关的基础概念。
直线直线是无限长度、无限延伸的线段,任意一点到直线的距离都相等,直线上的任意两点可以通过直线相连。
线段线段是有限长度的部分直线,线段两端点可以通过线段连接。
射线射线是由一个起点开始,只有一个方向的无限长度的直线。
交点两条不平行的直线相交时,它们的交点是这两条直线的交点。
共面如果三个或多个点在同一个平面上,则这些点共面。
基本性质解析性质一:任意两点间只有一条直线与这两点相连。
任意两点之间距离不为零,因此这两点之间只能画出一条直线连接它们。
性质二:任意一直线上有无数个点。
对于一条直线上任意两点来说,直线上仍然可以找到一点,因此直线上有无数个点。
性质三:任意两条直线可以相交并在交点处确定一条平面。
任意两条直线可以在一点相交,如果在这一点的同时连上第三个点,那么这三个点可以确定一个平面。
性质四:三点不共线的情况下,可以确定一个唯一的平面。
如果三点不共线,那么它们会确定一个唯一的平面。
通过上述对平面的定义以及基本性质的解析,我们可以清晰地了解平面的基本概念和特征,从而更好地理解几何学中的相关概念和问题,为后续的学习奠定优秀的基础。