数学必修2人教A:212空间直线与直线之间的位置关系
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数学必修2人教A:212空间直线与直线之间的位置关系

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时间:2022-08-15

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资料简介
(-)教学目标1.知识与技能(1)了解空间中两条直线的位置关系;(2)理解异面直线的概念、画法,培养学生的空间想象能力;(3)理解并掌握公理4;(4)理解并掌握等角公理;(5)异而直线所成角的定义、范鬧及应用。2.过程与方法让学生在学习过程屮不断归纳整理所学知识.3.情感、态度与价值让学生感受到掌握空间两ft线关系的必要性,提高学生的学习兴趣.(-)教学重点、难点重点:1、异而直线的概念;2、公理4及筹角定理.难点:异而直线所成角的计算.(三)教学方法师牛的共同讨论与讲授法相结合;教学过程教学内容师牛互动设计意图新课导入问题:在同一平面内,两条直线有儿种位置关系?空间的两条直线还有没有英他位置关系?师投影问题,学牛讨论回答生1:在同一平而内,两条直线的位置关系有:平行与相交.牛2:空间的两条直线除平行与相交外还有其他位置关系,如教室电的电灯线与墙角线师(肯定):这种位置关系我们把它称为异面直线,这节课我们要讨论的是空间中直线与直线的位置关系.以IH导新培养学生知识的系统性和学生学习的积极性.探索新知1.空间的两条直线位置关系:(相交直线:同一平面内,共面冇•线有且只有一个公共点;平行直线:同一平面内,异而直线1梁般檢可一个平而内,没有公共点.师:根据刚才的分析,空间的两条直线的位置关系有以卜三种:①相交立线一有且仅有一个公共点②平行直线一在同•平面内,没有公共点.③异面直线一不同在任何一个平面内,没有公共点. 随堂练习:现在大家思考一下这三种位置关系可不可以进行分类牛:按两条直线是否共面可以将二种位置关系分成两类:一类是平行直线和相交直培养浮生分类的能力,加深学牛对空间的一条直 所以阴/皿且eh^bd.线位置关系的理解(肯定)下血我们来看一个例F培养学生观察能力语言表达能力和探索创新的意识.通过分析和引导,培养学生解题能力.1/\\/TTE\F如图所示P50-16是一个正方体的展开图,如果将它还原为正方体,那么AB,CD,EF,GH这四条线段所在直线是异而直线的有对.答案:4对,分别是HG与EF,AB与CD,AB与EF,ABMHG.(1)公理4,平行于同一条直线的两条直线互相平行(2)定理:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补例2如图所示,空间四边形ABCD中,E、F、G、H分別是A3、BC、CD、DA的中点.求证:四边形EFGH是平行四边形.证明:连接因为是△4BD的中位线,同理FG〃3D,WFG=-BD.2因为EH//FG,HEH二FG,所以四边形EFGH为平行四边形.线,它们是共而直线•一类是异面直线,它们不同在任何一个平而内.师(肯定)所以异而直线的特征可说成“既不平行,也不相交”那么“不同在任何一个平而内”是否可改为“不在一个平血内呢”-学生讨论发现不能去掉“任何”师:“不同在任何一个平血内”可以理解为“不存在一个平面,使两异面直线在该平而内”~师:现在请大家看一看我们的教室,找一下有无不在同一平面内的三条直线两两平行的.师:我们把上述规律作为木章的第4个公理.公理4:平行于同一条直线的两条直线互和平行.师:现在请大家思考公理4是否可以推广,它令什么作川.牛:推广空间平行于一条直线的所有直线都互相平行•它观察图,在长方体ABCD-ArB'CDf屮,ZADC与ZA9DrC',ZADC与ZA'"a的两边分别对应平行,这两组角的人小关系如何?生:从图中可以看出,ZADC=ZArDrC,ZADC+ZAzB'C/=180°师:一般地,有以下定理:……这个定理可以用公理4证明, 是公理4的一个推广,我们把它称为等角定理.师打出投影片让学生尝试作图,在作图的基础上猜想平行的直线并试图证明.师:在图中£丹、FG有怎样的特点?它们有直接的联系吗?引导学生找出证明思路.3.异面冇•线所成的角(1)异面直线所成角的概念.己知两条异而直线a、b,经过空间任一点0作直线///d,b'//bf我们把与片所成的锐角(或直角)叫做异面直线a与b所成的角(或夹角).(2)异血直线互相垂直如果两条异而直线所成的角是直角,那么我们就说这两条直线互相垂直.两条互相垂直的目面育纬〃A卑C*师讲述异而立线所成的角的定义,然后学生共同对定义进行分析,得出如下结论.①两条异而直线所成角的大小,是山这两条异而直线的相互位置决定的,与点0的位置选取无关;②两条异面冇•线所成的角处(0,彳];③因为点0可以任意选取,这就给我们找出两条异面直线所成的角带来了方便,具体运用时,为了简便,我们可以把点0选在两条异面直线的某一条上;④找!11两条异面直线所成的角,要作平行移动(作平行线),把两条异而直线所成的角转化为两条相交直线所成的角;⑤当两条异曲直线所成的角是直线时,我们就说这两条异面真线互相垂直,异面直线。和b互相垂直,也记作a丄机⑥以后我们说两条直线互相垂直,这两条直线可能是相交的,也町能是不相交的,即有共面垂直,也有异面垂直这样两种情形.然后师生共同分析例题记作a丄方."―『'例3如Xlc|>1口ArtH-fcrL“力U深对平面直线所成也的理解,培养空间想象能图力和转化化归以能力.探索新知囹,Lt刃1止力/体ABCD-A'B'C'D'.(1)哪些棱所在直线与直线3川是异曲直线?(2)直线和CCf的夹角是多少?(3)哪此棱所在的直线为直线力4'垂直?解:(1)由异面直线的定义可知,棱AD.DC、CC、DD‘、D'Cf.BfC所在直线分别与直线是异面直线.(2)illBBl//CC可知,ZB,BA,为异面直线BrA与CC的灿,45°.(3)直线AB、BC、CD、DA.A8、BC、CD、DA'分别与直线A/V垂直.随堂练习1.填空题:学生独立完成答案:. 归纳总结作业(1)如图,A/V是长方体的一条棱,t方体中与A4'平行的棱共有条.答案:(1)3条.分別是BB‘,CC,DD;(2)相等或互补.A'C*/D〉・3C(2)如杲0A〃07T,OB//OB,那么ZAOB和ZAOB'.2.如图,Ll知长方体ABCD-A,B,C'D,中,AB=2>/3,AD=2a/3,AAf=2.(1)BC和AC所成的角是多少度?(2)AV和BU所成的角是多少度?1.空间中两条直线的位置关系.2.平行公理及等角定理.3.异而垃线所成的角.2.1第二课时习案2.(1)因为BC//BC所以ZBCA,是异面直线力C与BC所成的角.在RtZX/TBC中,AB=2羽,B'C'=2巧,所以ZFC7T=45。.(2)因为AA'/ZBB^所以ZB'BC是异面直线AA'和BB'所成的角.在RtABBV中,B'C=AD=2巧,血=44=2,所以BC'=4,ZB'BC=60°.因此,异面直线与所成的角为60°.学生归纳,教师点评并完善学生独立完成培养学牛归纳总结能力,加深学生对知识的掌握,完善学牛知识结构.固化知识提升能力附加例题例1“a、b为显血直线”是指:①dQb=0,且做方;②dU而CT,bu而0,且。门方=0;③QU而a,Z?U而0,且dQ0=0;®au而a,b0而a;⑤不存在血a,使dulkla,bu血a成立. 上述结论中,正确的是() A.①④⑤正确B.①③④正确C.仅②④正确D.仅①⑤正确【解析】①等价于。和“既不相交,乂不平行,故d、b是异面直线;②等价于a、b不同在同一平血内,故a、b是异面直线.故选D例2如果异面直线a与方所成角为50。,P为空间一定点,则过点P与a、b所成的角都是30的直线有且仅有条.【解析】如图所示,过定点P作a、b的平行线a—因a、b成50°角,・・・水与戻也成50°角•过P作ZA'PB的平分线,取较小的角有ZA'PO=ZB'PO=25Q.・・•ZAPA'>A'PO,・••过P作直线/与"、,成30°角的直线有2条.线吩乎,心普,求AC和BD所成的角。例3空间四边形ABCD,已知AD=1,BDY,GM、ME.EG.【解析】取AB、AD.DC、BD屮点为E、F、G、则rMG//-BC=2IEM//-AD=2':AD丄BC:.EM丄MG在RtAEMG中,有EG二J(^)2+(^)2=1在RFG屮,9:EF=-BD=—24FG=丄AC=^24:.ef2+fg2=eg2:.EFA.FG,即AC-LBD:.AC和BD所成角为90°. 【点评】根据异面直线成角的定义,异面直线所成如的求法通常采川平移宜线,转化为相交直线所成角,注意角的范围是(吟.

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