第九章  直线、平面、简单几何体(B)
 §9.1 平面和空间直线

复习目标 知识梳理 应用举例 实践体验 拓展探究 基础训练 提高训练 学习感悟

    一、复习目标
    1、掌握平面的基本性质,了解空间图形在平面上的表示方法,会用斜二测画法画水平放置平面图形的直观图,能够画出空间两条直线,直线和平面的各种位置关系的图形,能够根据图形想象它们的位置关系.

 

    2、了解空间两条直线的平行关系,直线平行关系的传递性,理解异面直线的概念.掌握异面直线的夹角、垂直的概念,了解异面直线间的距离的概念.

    二、重点难点
    (这里输入)

    三、特别提示
    (1)切实记住平面的基本性质,进一步掌握确定平面的条件,证明共点、共线及共面问题的基本方法.

 求证三点及三点以上的点共线主要依据公理2,只要证明这些点都是两个平面的公共点,那么它们都在这两个平面的交线上;求证三条直线或三条以上的直线共点的一般方法是:首先证明两条直线交于一点,再证其余各直线都经过这点.处理好这类问题是解决高考中立体题型的基础.

 

 (2)深刻理解有关概念,掌握异面直线的判定和计算异面直线所成角及距离的基本方法.在采用反证法判定异面直线时,可以分两种途径去论证:一是假设这两条直线共面;二是假设这两条直线平行或相交.

 

 (3)关于距离的计算是立体几何里最常见、最基本的计算,其中异面直线的距离最为困难.按最近教育部提出调整的教学内容精神,对于异面直线的距离,只要求会计算已给出公垂线时的距离.具体解法可为两步:①证明②计算.

 

 (4)求两条异面直线所成角的大小,一般方法是通过平行移动直线,把异面问题转化为共面问题来解决.根据空间等角定理及推论可知,异面直线所成角的大小与顶点位置无关,往往将角的顶点取在其中的一条直线上,特别地,可以取其中一条直线与另一条直线所在平面的交点或异面直线的端点.

    知识梳理

    1、平面的基本性质
    平面的基本性质是研究空间图形性质的理论基础,即三个公理和公理3的三个推论
    公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有点都在这个平面内.

    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,这些公共点的集合是一条直线.

    公理3:经过不在同一条直线上的三点有且只有一个平面,即不共线的三点确定一个平面.

    推论1:经过一条直线和这条直线外的一点有且只有一个平面.

    推论2:经过两条相交直线有且只有一个平面.

    推论3:经过两条平行直线有且只有一个平面.


    2、空间两条直线
    (1)空间两条直线的位置关系有平行、相交、异面直线. 

    

    (2)平行直线
    ①公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行.

    ②等角定理:如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同,那么这两个角相等.

    推论:如果两条相交直线和另两条相交直线分别平行,那么这两组直线所成的锐角(或直角)相等.

    

    (3)异面直线
    ①定义:既不相交也不平行的两条直线叫做异面直线.

    ②两条异面直线所成的角(或夹角)

    对于两条异而直线`a、b`经过空间任一点`O`作直线`a'"//"a`,`b'"//"b`,则`a'`与`b'`所成的锐角(或直角)叫做异面直线`a`与`b`所成的角(或夹角).

    若两条异面直线所成的角是直角,则称这两条异面直线互相垂直.

    异面直线所成的角的范围为`(0°,90°]`.

    ③两条异面直线的距离:和两条异面直线都垂直相交的直线叫做两条异面直线的公垂线.

    两条异面直线的公垂线夹在异面直线间的部分叫做两条异面直线的距离.

    应用举例
    一、应用特点
    1、平面基本性质的应用
    2、空间两直线位置关系的判定
    3、求异面直线所成的角

    二、案例示范
    回味相关知识与方法,寻找解题办法,若有困难,可以参考“提示”,还有困难,可以参考“解答”或倾听老师的分析示范

    1、已知`△ABC`的三个顶点部不在平面`alpha`内,它的三边`AB、BC、AC`延长后分别交平面`alpha`于点`P、Q、R`.    

    求证:`P、Q、R`三点在同一条直线上
    提示 示范  

   

    2、如图所示,已知平面`alphann`平面`beta=直线a`,直线`bsubalpha`,直线`csubbeta`,`b``nn``alpha``=A`,`c"//"alpha`,求证:`b与c是异面直线`

                                           

    提示 示范  

   

    3、在直三棱柱`ABC-A_1B_1C_1`中,`/_ABC=90°`,`AB=BC=1`

    (1)求异面直线`B_1C_1`与`AC`所成的角的大小

    (2)若`A_1C`与平面`ABC`所成角为`45°`,求三棱锥`A_1-ABC`的体积

    提示 示范  

    实践体验
    在实践中提高能力,在体验中反思感悟,力求独立,力求提高

    1、有空间不同的五个点 

    (1)若有某四点共面,则这五点最多可确定多少个平面?

    (2)若任意四点都在同一平面内,则这五点共能确定多少个平面?并证明你的结论.

 

    提示 示范  

   

    2、已知长方体`ABCD-A'B'C'D'`中,`AB=a`,`BC=b`,`A A'=c(a>b)`,求异面直线`D'B`和`AC`所成角的余弦.

                                                  

    提示 示范  

    拓展探究
    1、在三棱锥`D-ABC`中,`DA_|_平面ABC`,`/_ACB=90°`,`/_ABD=30°`,`AC=BC`,求异面直线`AB`与`CD`所成的角的余弦值.

                                                 

    提示 示范  

 

    基础训练
    参考答案

 
    提高训练
    参考答案

    学习感悟
    1、共点、共线、共面问题的证明,其基本依据是平面的基本性质,证明过程中要注意转化思想、反证思想的运用.如在证明共面时,可先证部分元素共面,再证其它元素也在这个面内;也可先确定两个平面,再证平面重合;有些共面问题用共面向量定理证明较容易.

    2、异面直线是空间线线关系中重要的一种,是高考的重点,要理解它需从两个方面,一是异面直线所成的角,通常使用平移法构造三角形去解;另一个是异面直线间的距离,除了给出公垂线段的情形或使用向量法去解外,还可以考虑将线线距离转化为线面距离,最后转化为点面距离解之.

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