平面与平面的位置关系(一)
无锡市洛社高级中学 翟荣俊
一、教学目标
1、理解并掌握两个平面平行、相交的定义;
2、会画平行和相交平面的空间图形,并能用字母或符号来
表
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示,培养学生的空间想象能力; 3、掌握两个平面平行的判定定理和性质定理,并能运用知识解决一些具体的问题。 二、教学的重点与难点
重点:了解空间两个平面的位置关系,掌握两个平面平行的判定定理和性质定理及其运用; 难点:掌握两个平面平行的性质定理的证明及其运用。
三、教学过程
(一)情境引入
问题1:前面已经学习和研究了空间两条直线的位置关系、直线和平面的位置关系,而
空间的基本元素是:点、线、面,那还有什么位置关系我们还没有研究呢?
引出课题《平面与平面的位置关系》
问题2:空间两个平面之间的位置关系有哪些呢?请同学结合生活的教室,找到空间平
面的几种位置关系。请同学通过同桌交流,讨论得到。
引出:平面与相交
空间平面位置关系分类的依据是什么呢?(依据公共点分类) (二)讲授新课
1、空间两平面的位置关系
(1)两个平面平行——两个平面没有公共点;
(2)两个平面相交——有且只有一条公共直线。
分类 两个平面平行 两个平面相交
定义 没有公共点 有且只有一条公共直线
β
a α α 图象 β
符号表示 α?β α?β=a 强调作图的要求:(1)画两个平行平面时,表示平面的平行四边形对应边平行; (2)画两个相交平面时,先画表示平面的平行四边形的小脚两边,画表示两个平面的交线
线段,而后在各点引同向且相等的线段,成图时注意:不可见的部分画成虚线或不画。 问题:对于两个平面平行的位置关系,我们可以根据定义(没有公共点)来判断,但很难操
作,能否用简便的方法来判断呢?两个平面满足什么关系时就平行了呢? 2、两个平面平行的判定
方法一:根据定义;
方法二:实例引入(木工师傅用水平仪检查桌面是否水平的方法)检测方法:将水平仪在桌
面上交叉放两次,如果两次气泡都在中间,就能判断桌面水平。 问题:木工检测水平的原理是什么呢?引出两个平面平行的判定定理。 两个平面平行的判定定理: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。
判定定理的符号表示:
若a?α,b?α,a?b=A a
α A b 且a?β,b?β
?α?β
β 对定理的理解:(1)判定定理的实质是:线面平行?面面平行 (2)注意是同一平面内的两条相交直线(问是两条平行直线行不行,为什么?) (3)这两条直线都要平行于第二个平面。
问题:对定义、定理的进一步里加深,判断下列说法是否正确,说明你的理由: (1)若平面α内有两条直线分别平行于平面β,则α?β; (2)若平面α内有无数条直线分别平行于平面β,则α?β; (3)若平面α内任意一条直线都与平面β平行,则α?β; (4)两个平面平行于同一直线,则这两个平面平行;
(5)过已知平面外一条直线,必能作一个平面与已知平面平行; (6)平面α、β、γ,若α?γ,β?γ,则有α?β。
分析
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:正确的命题是 (3)(6) ;
具体理由(启发知道学生发现):
(1)错误的原因在于这两条直线可能平行;(2)错误的原因也是这无数条直线可能平行;
(3)任意一条就等价于所有直线,由定义可知是正确的;(4)这两个平面可能相交; (5)平面外的这条直线可能与平面是相交的,此时就不行了;(6)依据平行的传递性可得。
判定定理的运用:
例1:如图,在长方体ABCD—A
BCD中,求证:平面CBD?平面ABD。 1111111
D 问题1:判定两个平面平行的方法有两种:定义法与判定定理 1 C1
本题选择何种方法呢?学生自主选择,作出判断—运用判定定理。 B 11A 问题2:运用定理解决本题的关键是什么?在某一个面内寻求两条
相交直线平行于另一个平面。 D C
(学生合作交流,积极思考,寻求途径,加以解决) B A 证明分析:?AB?CD?CD,且AB=CD=CD,?ABCD为平行四边形, 111111
?BC?AD 11 BC?平面ABD 1/ 11?平面ABD 111?BC AD同理得C?平面ABD D?平面ABDBD?平面ABD 111111 11?平面C1 BC?CD=C 111
例1的作用:进一步使学生明白运用定理时一定要注意寻求的是两相交直线,而后证明这两
条直线分别平行与另一个平面,在论证及书写的过程中要力求
规范
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。 问题:前面已经研究了如何得到两个平面平行,大家已经初步掌握了判定的方法,当两个平
面已经平行后,能得到什么性质呢?围绕两个问题进行思考:
(1)一个平面内的直线与另一个平面有何位置关系?
(2)分别在两个平行平面内的两条直线是否一定平行?
3、两个平面平行的性质
性质1: 两个平面平行,则一个平面内的任意一条直线与另一个平面平行。 aα 符号表述:α?β、a?α?a?β 性质1的实质是:面面平行? 线面平行 β
分析:?α?β?α?β=φ,又?a?α,?a?β=φ,由定义可知:a?β。 性质1的分析,充分运用了判定的定义方法,在今后有些问题的分析中也会用到此方法。 性质2:
问题1:分别在两平行平面内的两条直线有何位置关系?学生总结归纳:平行或异面 问题2:求证如果两个平行平面同时与第三个平面相交,则两条交线平行。
已知:α?β,α?γ=a,β?γ=b;(如图1—111)
求证:a?b
学生分析:?α?β?α?β=φ
a?α,b?β?a?b=φ
又?a?γ,b?γ
?由平行直线的定义可知a?b
说明此问题的结论就是两个平面平行的性质定理。 两个平面平行的性质定理:如果两个平行平面同时与第三个平面相交,则两条交线平行。 性质定理的符号表示:α?β,α?γ=a,β?γ=b?a?b
定理的说明:(1)性质定理的实质就是:面面平行?线线平行;
(2)性质定理又提供了一种证明线线平行的方法(在这之前学习了:利用平行
定义、平行公理、线面平行的性质、线面垂直的性质来判定等方法)。 性质定理的运用1:(课后练习4)
求证夹在两个平行平面之间的平行线段长度相等。
结合图1—111,说明平行线段可以确定平面,与两个平行平面产生的两条交线平行,又因为
两条平行线段平行,由此产生一个平行四边形,从而得到结论成立。 本题的分析解决,为后面介绍公垂线段(长度都相等)打下铺垫。
性质定理的运用2:
例2:求证如果一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面,那么它也垂直于另一个平面。
已知:α?β,l?α
求证:l?β
(设问证明线面垂直的方法:
(1)定义法:直线垂直于面内任意一条直线;
(2)判定定理法:直线垂直于平面内两条相交直线。
(给出时间,请学生自主探究,而后同桌之间合作交流)
作辅助平面的方法,在本题中得到了进一步的训练。 证明分析:运用定义,做辅助平面,由学生进行分析归纳,完成本题的研究和解决。 4、两平行平面之间的距离
引入:前面已经学习和研究了:点到面的距离,线到面的距离,如何来研究平行平面之间的
距离呢?
结合例2,引出:公垂线和公垂线段的概念。
公垂线:与两个平行平面都垂直的直线叫这两个平行平面的公垂线; 公垂线段:公垂线夹在两个平行平面之间的线段叫这两个平行平面的公垂线段。 (两个平行平面的公垂线段有无数条,它们的关系是相互平行,所以公垂线段的长度都相等) 结论:用公垂线段的长度刻画两个平行平面之间的距离
知识的运用:回到例1,如果长方体的长、宽、高分别为4、3、2,试分析三对平行平面之间的距离。
(三)课堂小结
围绕两个问题进行同桌交流,总结所学的知识:
(1)本节课,你学习了哪些知识,增进了哪些能力?你会了吗? (2)一节课下来,你还有什么疑问吗?
(3)立体几何的研究魅力体现在什么地方?
学生归纳,总结(略)
(四)布置作业
《课本》P47习题1.2(3)第2、3、4题;(进一步熟悉两个定理的使用); 自主探究题:求证:垂直与同一直线的两个平面平行。
(本题设置的目的有三:一是进一步熟悉两个定理的合理运用;二是复习回顾线面关系的知
识,三是本题是例2的逆命题,从而进一步加深对知识的理解和掌握)。 (五)板书设计
平面与平面的位置关系(1) 1、平面与平面位置关系 4、两平面之间的距离 例1:------------------------- 例2:------------------------- ----------------------------- ----------------------------- ----------------------------- -----------------------------
判定定理: ----------------------------- ----------------------------- -----------------------------
(学生的解答) (学生的解答分析) ----------------------------- -----------------------------
2、两平面平行的判定 ----------------------------- ----------------------------- ----------------------------- ----------------------------- ----------------------------- 3、两平面平行的性质 性质定理: ----------------------------- -----------------------------
例2的拓展: ----------------------------- -----------------------------
公垂线与公垂线段 ----------------------------- -----------------------------
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