证明面面平行(共11篇)
求证:四边形EGFH为平行四边形;
3如图,∥∥,直线a与b分别交,,于点A,B,C和点D,E,F,求证:
ABDE. BCEF第 7 页
4如图所示,在棱长为a的正方体ABCDA1B1C1D1中,Q分别是BC,C1D1,E,F,P,AD1,BD的中点.
(1)求证:PQ//平面DCC1D1.(2)求PQ的长.
(3)求证:EF//平面BB1D1D.如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F,G,H分别棱是CC1,C1D1,D1D,CD的中点,N是BC的中点,点M在四边形EFGH及其内部运动,则M满足
时,有MN//平面B1BDD1.如图,M、N、P分别为空间四边形ABCD的边AB,BC,CD上的点,且AM∶MBCN∶NBCP∶PD.
求证:(1)AC//平面MNP,BD//平面MNP;(2)平面MNP与平面ACD的交线//AC.
第 8 页
7如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,求证:平面A1BD//平面CD1B1.图,在四棱锥PABCD中,ABCD是平行四边形,M,N分别是AB,PC的中点. 求证:MN//平面PAD.
9如图,正三棱柱ABCA1B1C1的底面边长是2,3,D是AC的中点.求证:B1C//平面A1BD..如图,在正四棱锥PABCD中,PAABa,点E在棱PC上. 问点E在何处时,PA//平面EBD,并加以证明.A
P
AE
C
B
1 中点用于平行问题的证明
在立体几何的平行证明问题中若出现了中点的已知条件,这时我们应特别留意这一条件,因为它往往是解决本题的关键.在立体几何中若能利用好中点,平行问题的证明将会变得更具特征性,其遵循的原理即为若知一中点,即想办法找出另一个中点,那常常应注意能否应用三角形中位线、梯形中线等来证明线线平行,使之能利用中位线性质,从而得到两直线平行或平行四边形,进而可以证明线面平行的问题,从而达到证明线面的平行关系.
例1如图1,已知S是△ABC所在平面外一点,O是边AC的中点,点P是SA的中点,求证:SC∥平面BOP.
分析要证SC∥平面BOP,根据线面平行的判定定理,应证线线平行,即要证SC平行平面BOP内的一条直线.
证明因为P为AS中点,O为AS中点,所以PO为△ASC的中位线,所以PO∥SC,即SC∥PO.又SC平面BOP,PO平面BOP,所以SC∥平面BOP.
例2如图2,PA⊥平面AC,四边形ABCD是矩形,E,F分别是AB,PD的中点,求证:AF∥平面PCE.
分析要证明AF∥平面PCE,根据线面平行的判定定理,应证线线平行,即在平面PCE内找一条直线与AF平行.
证明取PC中点K,连结EK,FK.因为F为PD中点,在△PCD中,KF是△PCD的中位线,所以KF∥CD,KF=CD.
又E为AB中点,四边形ABCD是矩形,所以AE∥CD,AE=CD,所以KF瓛AE,四边形AEKF为平行四边形,AF∥EK.
又AF平面PCE,EK⊂平面PCE,所以AF∥平面PCE.
本例条件中已经告知E,F分别为AB,PD中点这一重要信息,这一重要信息如何用上呢?由于AB,PD为两条异面直线,不能直接将现有中点连接构成三角形中位线,所以需另觅中点,当再添加PC的中点K,就会使所求证的问题出现了例1中的应用三角形中位线的情况.在△PCD中即可应用中位线定理得到KF∥CD且KF=CD这一重要桥梁信息,进而可证得四边形AEKF为平行四边形,由平行四边形的性质可得到线线平行的结论.
例3如图3,在底面是菱形的四棱锥P-ABCE中,点E是PD的中点,求证:PB∥平面EAC.
分析要证明线面平行,很自然就会想着证明线线平行,而题中已知条件有点E是PD中点,若能出现第二个中点,即可以转化为前例中三角形中位线的问题,所证问题即可迎刃而解.
证明如图3,连结BD交AC于点O,连结EO.因为四边形ABCD为菱形,所以O为PD中点.又E是PD的中点,在△DPB中,EO是△DPB的中位线,所以EO∥PB.
又EO平面EAC,PB平面EAC,所以PB∥平面EAC.
本例通过连结BD交AC于点O,巧妙地构造出第二个中点,结合条件中的E是PD的中点,这就出现了三角形中两边中点问题,利用三角形中位线定理就可轻松地把问题解决.
2 中点用于垂直问题的证明
在立体几何的有关垂直问题的证明中,常见的是以证明线线垂直,线面垂直和面面垂直的题型为主,究其规律,该类垂直问题常由线线垂直证得线面垂直,由线面垂直进而证得面面垂直,这证明思路源于证明垂直问题的判定定理和垂直的定义.当题目中给出中点或在一个三角形中有两边相等时,利用好中点往往是解题的关键.
例4如图4,P是边长为1的正六边形ABCDEF所在平面外的一点,P在平面ABC内的射影为BF的中点O,求证:PA⊥BF.
分析PA,BF为两条异面直线,要证明线线垂直,不能直接证得,唯有通过线面垂直证得线线垂直.即证明PA垂直BF所在的平面或证明BF垂直PA所在的平面来实现.
证明连结AO.因为AF=AB,O为BF的中点,所以AO⊥BF即BF⊥AO.
又O为P在平面ABC内的射影,所以PO⊥BF,即BF⊥PO.
又AO∩PO=O, AO, PO⊂平面PAO, 所以BF⊥平面PAO.
又PA⊂平面PAO,所以BF⊥PA,即PA⊥BF.
上例通过证明BF⊥平面PAO,进而证明了PA⊥BF,而这一证明过程中用了O为BF的中点,且AF与AB相等这一重要条件,而当连结AO时,由等腰三角形底边上的中线也为底边上的高这一结论可知有BF⊥AO,即得到了线线垂直.从而得到了证明本题的关键.
例5如图5,在三棱锥P-ABC中,AB=AC, PB=PC, 求证:PA⊥BC.
分析要证明PA⊥BC,即证明线线垂直,可证明PA垂直BC所在的平面或证明BC垂直PA所在的平面,本题有AB=AC,PB=PC两个等腰三角形,若能用好等腰三角形三线合一的性质便可使求证的问题得到解决.
证明取BC中点O,连结AO,PO.
因为AB=AC,PB=PC,O为BC中点,所以BC⊥AO,BC⊥PO.
又AO∩PO=O, AO, PO平面PAO, 所以BC⊥平面PAO.而PA平面PAO, 所以BC⊥PA, 即PA⊥BC.
本例关键是取BC的中点,由等腰三角形底边上的中点引出线线垂直,进而证得了线面垂直.
例6如图6,三棱锥P-ABC中,侧面PAC与底面ABC垂直,PA=PB=PC,求证:AB⊥BC.
分析本题要证明的AB⊥BC是同一个平面内的两条直线,结合题中所给出的条件,想通过证明线面垂直来证明,这显然是走不通的,但它有条件PA=PB=PC,即它的突破点依旧是中点问题,这缘于有等腰三角形的出现.
证明如图6,取AC中点O,连结PO,BO.因为PA=PC,所以PO⊥AC.
又侧面PAC⊥底面ABC,PO⊥底面ABC,所以OB为PB在底面ABC的射影.
又PA=PB=PC,所以OA=OB=OC,即OB=AC.所以AC为直角三角形ABC的斜边,所以AB⊥BC.
要证明线线垂直,当两直线为共面直线,又无法用线面垂直进行证明时,应积极寻求其他的垂直证明依据,而出现有等腰三角形时,关注这个三角形底边上的中点常会使求证问题得到突破.
例7如图7,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PD⊥底面ABCD,AD=PD,E,F分别为CD,PB的中点,求证:EF⊥平面PAB.
分析欲证线面垂直,应证线线垂直,即证EF⊥平面PAB内的两条相交线.
证明如图7,取PA中点O,连结DO,FO.因为AD=PD,所以OD⊥PA.
又底面ABCD为矩形,所以AB⊥AD.
又PD⊥底面ABCD,所以PD⊥AB,即AB⊥PD.
又PD∩AD=D,PD,AD平面PAD,所以AB⊥平面PAD.
又OD⊂平面PAD,所以AB⊥OD,即OD⊥AB.
又AB∩PA=A,AB,PA⊂平面PAB,所以OD⊥平面PAB.
又E,F分别为CD,PB的中点,所以ED
所以四边形EFOD为平行四边形,所以EF∥OD,所以EF⊥平面PAB.
本题是一道比较抽象的线面垂直证明题,从题中已知条件是无法直接证明EF⊥平面PAB,证明的突破口出现在等腰三角形PDA与已知条件中的E,F分别为CD,PB的中点的这两个条件上,总之还是由中点问题进行求证的突破,从而使求证得以证明.由此可见中点问题在立体几何证明问题应用中的重要性.
由于知识的不断深化,立体几何的证明问题将会有越来越多的变式题,但不论其如何变化,我们都可以通过对已知条件进行整理,最后回归到我们所常见的、基本的题型进行寻求解答.
参考文献
[1]王申怀.高中数学必修2 (A版) [M].北京:人民教育出版社, 2008.
[2]王林全.中学数学思想方法概论[M].广州:暨南大学出版社, 2003.
[3]陈德崇.中学数学教学论[M].广州:广东高等教育出版社, 1995.
[4]王金贵.怎样解题[M].北京:北京教育出版社, 2005.
[5]李玉琪.简明数学方法论[M].北京:科学技术文献出版社, 1994.
一、由线线平行证明线面平行
证明线面平行最基本的方法是根据线面平行的判定定理,即证平面外的直线与平面内的一条直线平行.此种方法的关键是找到平面内的一条直线与此直线平行,即证线线平行,经常应用到的结论有:(1)三角形的中位线平行于第三边;(2)同旁内角互补、同位角相等、内错角相等的两直线平行;(3)垂直于同一直线的两条直线平行;(4)平行四边形的对边相等且平行;(5)如果一条直线截三角形的两边或两边的延长线,所得的对应线段成比例,那么这条直线平行于三角形的第三边.
点评:本题中要证BE∥面PAD,可考虑在平面PAD中寻找一条直线与BE平行,根据条件中的线段关系考虑构造平行四边形解决.
二、由面面平行证明线面平行
在证明线面平行时,若根据判断定理不容易证明,可考虑通过证明面面平行,达到证明线面平行的目的.
点评:要证明BM∥平面AEF,在平面AEF中不容易找到一条直线与BM平行,但根据条件易证明PM∥平面AEF,PB∥平面AEF.从而得到面面平行,根据面面平行的性质,易得线面平行.
三、法向量法
由平面的法向量可知,如果直线与平面的法向量垂直,且直线在平面外,则直线与平面平行,当题目中的条件有利于建立直角坐标系,且用以上两种方法不易证明时,可考虑建立直角坐标系,利用法向量求解.
所以PQ∥平面BMN.
点评:本题具备了建立直角坐标系的条件,且点的坐标易求,故考虑利用法向量证明线面平行,应注意最后必须写明PQ平面BMN.
(责任编辑钟伟芳)endprint
平行关系是几何中一种常见的位置关系,其包括线线平行、线面平行及面面平行三种类型.其中线面平行是三种平行关系中最为常见的一种,是高中数学的必修内容,它既与线线平行相关,又与面面平行有一定的联系,是三种平行关系中极为重要的一种.在2013年的高考中,有一半的试卷涉及线面平行的证明,下面以题为例研究线面平行的证明方法,寻找此类题的解题规律.
一、由线线平行证明线面平行
证明线面平行最基本的方法是根据线面平行的判定定理,即证平面外的直线与平面内的一条直线平行.此种方法的关键是找到平面内的一条直线与此直线平行,即证线线平行,经常应用到的结论有:(1)三角形的中位线平行于第三边;(2)同旁内角互补、同位角相等、内错角相等的两直线平行;(3)垂直于同一直线的两条直线平行;(4)平行四边形的对边相等且平行;(5)如果一条直线截三角形的两边或两边的延长线,所得的对应线段成比例,那么这条直线平行于三角形的第三边.
点评:本题中要证BE∥面PAD,可考虑在平面PAD中寻找一条直线与BE平行,根据条件中的线段关系考虑构造平行四边形解决.
二、由面面平行证明线面平行
在证明线面平行时,若根据判断定理不容易证明,可考虑通过证明面面平行,达到证明线面平行的目的.
点评:要证明BM∥平面AEF,在平面AEF中不容易找到一条直线与BM平行,但根据条件易证明PM∥平面AEF,PB∥平面AEF.从而得到面面平行,根据面面平行的性质,易得线面平行.
三、法向量法
由平面的法向量可知,如果直线与平面的法向量垂直,且直线在平面外,则直线与平面平行,当题目中的条件有利于建立直角坐标系,且用以上两种方法不易证明时,可考虑建立直角坐标系,利用法向量求解.
所以PQ∥平面BMN.
点评:本题具备了建立直角坐标系的条件,且点的坐标易求,故考虑利用法向量证明线面平行,应注意最后必须写明PQ平面BMN.
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平行关系是几何中一种常见的位置关系,其包括线线平行、线面平行及面面平行三种类型.其中线面平行是三种平行关系中最为常见的一种,是高中数学的必修内容,它既与线线平行相关,又与面面平行有一定的联系,是三种平行关系中极为重要的一种.在2013年的高考中,有一半的试卷涉及线面平行的证明,下面以题为例研究线面平行的证明方法,寻找此类题的解题规律.
一、由线线平行证明线面平行
证明线面平行最基本的方法是根据线面平行的判定定理,即证平面外的直线与平面内的一条直线平行.此种方法的关键是找到平面内的一条直线与此直线平行,即证线线平行,经常应用到的结论有:(1)三角形的中位线平行于第三边;(2)同旁内角互补、同位角相等、内错角相等的两直线平行;(3)垂直于同一直线的两条直线平行;(4)平行四边形的对边相等且平行;(5)如果一条直线截三角形的两边或两边的延长线,所得的对应线段成比例,那么这条直线平行于三角形的第三边.
点评:本题中要证BE∥面PAD,可考虑在平面PAD中寻找一条直线与BE平行,根据条件中的线段关系考虑构造平行四边形解决.
二、由面面平行证明线面平行
在证明线面平行时,若根据判断定理不容易证明,可考虑通过证明面面平行,达到证明线面平行的目的.
点评:要证明BM∥平面AEF,在平面AEF中不容易找到一条直线与BM平行,但根据条件易证明PM∥平面AEF,PB∥平面AEF.从而得到面面平行,根据面面平行的性质,易得线面平行.
三、法向量法
由平面的法向量可知,如果直线与平面的法向量垂直,且直线在平面外,则直线与平面平行,当题目中的条件有利于建立直角坐标系,且用以上两种方法不易证明时,可考虑建立直角坐标系,利用法向量求解.
所以PQ∥平面BMN.
点评:本题具备了建立直角坐标系的条件,且点的坐标易求,故考虑利用法向量证明线面平行,应注意最后必须写明PQ平面BMN.
判定:a用向量,方向向量平行b一条直线平行于另一个平面,则它平行于它所在平面与那个平面的交线。C若一平面与两平行平面相交,则两交线平行。D同时与一平面垂直的两直线平行。E同时平行于一条直线的两直线平行。
性质:貌似没啥性质,一般是证明线面关系的时候先证明线线关系。
2.线线垂直
判定:a向量,方向向量垂直b直线垂直于平面,则直线与平面中的任意直线都垂直c第一条直线与第二条直线平行,第一条垂直于第三条,则第二条也垂直于第三条d把两直线放在一个平面中,利用平面几何各种判定方法,如等腰三角形的底和高等。E(重点)三垂线定理:平面内的一条直线,如果和过平面的一条斜线在平面内的射影垂直,那么它就和这条斜线垂直。三垂线逆定理:在平面内的一条直线,如果和过平面的一条斜线垂直,那么它也垂直于斜线在平面内的射影。(这个比较重要,记不住的话找一下例题,多看看图就好了)性质:貌似也没什么性质,一般也是要证明线面关系的时候用到它。注意:第一条直线垂直于第二条直线,第一条直线垂直于第三条直线,则第二条直线与第三条直线可垂直可平行也可普通相交。
3,线面平行
判定:a面外一条线与面内一条线平行。(常用)b空间向量法,证明线一平行向量与面内一向量(x1x2-y1y2=0)(常用)c面外一直线上不同两点到面的距离相等d证明线面无交点(定义)e反证法(线与面相交,再推翻)
性质:平面外一条直线与此平面平行,则过这条直线的任意平面与此平面的交线与该直线平行。
4.线面垂直
判定:a一条线和平面内两条相交直线都垂直,那么这条直线和这个平面垂直b两个平面垂直,其中一个平面内的直线垂直两平面的交线,那么这条直线和这个平面垂直c直线的方向向量与平面的法向量平行
性质:如果两条直线同时垂直一个平面,那么这两条直线平行。
5.面面平行
判定a一个平面内的两条相交直线分别与另一个平面平行,则这两个平面平行。(常用)b如果两平面同时垂直于一条直线,则两平面平行(大题一般不用)
性质:a两个平面平行,在一个平面内的任意一条直线平行于另外一个平面b两个平面平行,和一个平面垂直的直线必垂直于另外一个平面c两个平行平面,分别和第三个平面相交,交线平行d平行平面所截的线段对应成比例(这个是推论,不好描述,书上或练习册上应该有类似的题)
6.面面垂直
判定:一个面如果过另外一个面的垂线,那么这两个面相互垂直
平面与平面平行的判定及性质定理 学习目标:
1、判定定理 :(文字)
2、性质定理 :(文字)
学习重点:面面平行的判定定理、性质定理。学习难点:应用
学习过程:
一、面面平行的判定定理
1、回答教材56页“观察”中的问题(比划一下),读一遍面面平行的判定定理判断教材56页“探究”的对错(比划一下),再读一遍面面平行的判定定理
不看书你能用数学语言写出面面平行的判定定理吗?
_____________________________________________________________________
2、在教材上完成58页1、33、看明白教材57页例2后,证出它过程中的同理内容,希望你的证明过程更简化
4、做58页练习
2班级___________组______________________层学生___________
二、平面与平面平行的性质定理:_________________________________________(文字)
1、看教材60页“思考”:画出你所想到的所有情形。
2、看明白例5,性质定理与这道例题及思考都有什么关系?
三、反思: 面面平行判定定理的条件是——_________,结论是——______________面面平行性质定理的条件是——_________,结论是——______________
四、看明白例6。注意:证明出平行四边形的意义。
五、例题(教材62页7、8、B组2、3、4填空在书上)
A7
A8
B
2B
3思考:
1、B为ACD所在平面外一点,M、N、G分别为ABC、ABD、BCD的重心,(1)求证:平面MNG//平面ACD。(2)求SMNG:SABC2、用平行于四面体ABCD的一组对棱AB、CD的平面截此四面体,(1)求证:所得截面 MNPQ 是平行四边形
(2)如果ABCDa求证MNPQ的周长为定值
(2)当∠PDA=45°时,求证:MN⊥平面PCD;
2、如图,正三棱柱ABC—A1B1C1中,AB=2,AA1=1,D是BC的中点,点P在平面BCC1B1内,PB1=PC1=2.(I)求证:PA1⊥BC;
(II)求证:PB1//平面AC1D;
3、(本题满分14分)如图,平行四边形ABCD中,BDCD,正方形ADEF所在的平面和平面ABCD垂直,H是BE的中点,G是AE,DF的交点.⑴求证: GH//平面CDE;⑵求证: BD平面CDE.4、如图,正方形ABCD所在平面与平面四边形ABEF所在平面互相垂直,△ABE是等腰直角三角形,ABAE,FAFE,AEF45
(I)求证:EF平面BCE;
(II)设线段CD、AE的中点分别为P、M,求证: PM∥平面
BCE5、(本小题满分14分)如图,已知AB⊥平面ACD,DE//AB,△ACD是正三角形,AD=DE=2AB,且F是CD的中点。(I)求证:AF//平面BCE;(II)求证:平面BCE⊥平面CDE;
6、直棱柱ABCDA1B1C1D1中,底面ABCD是直角梯形,∠BAD=∠ADC=90°,AB2AD2CD2.
(Ⅰ)求证:AC⊥平面BB1C1C;(Ⅱ)在A1B1上是否存一点P,使得DP
与平面BCB1与平面ACB1都平行?证明你的结论. B1CD
B
D C
变题:求证:(1)A1B⊥B1D;(2)试在棱AB上确定一点E,使A1E∥平面ACD1,并说明理由.
7、如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,PA=AB,底面ABCD为直角梯形,∠ABC=∠BAD=90°,PABC1AD.(1)求证:平面PAC⊥平面PCD;(2)在棱PD上是否存在一点E,使CE//平面PAB?
2若存在,请确定E点的位置;若不存在,请说明理由.8、已知直角梯形ABCD中, AB//CD,ABBC,AB1,BC2,CD1过A 作AECD,垂
足为E,G、F分别为AD、CE的中点,现将ADE沿AE折叠,使得DEEC.(1)求证:
BC面CDE;(2)求证:FG//面BCD;(Ⅲ)在线段AE上找一点R,使得面BDR面DCB,并说明理由.D D C G E A B 2F C
1. 教学内容。北师大版《义务教育教育教科书·数学》八年级上册第七章平行线的证明第2节定义与命题第一课时。
2. 内容解读。本节课是在学习了为什么要证明的基础上进行的, 学生在感受到了生活中证明的必要性后就要学习证明的方法和依据, 而定义就是证明的基本依据, 而且通过定义和命题能体会到许多的判断“可以证明”, 也为下一步的“怎样证明”做好铺垫。同时, 本节课是一节概念性的课, 是下一步进行规范证明的起点, 为培养学生的观察能力、逻辑思维能力、归纳演绎能力和创新应用能力打下基础。
3. 教学目标。
(1) 从具体实例中, 探索出定义, 并了解定义在现实生活中的重要性。
(2) 从具体实例中, 了解命题的概念和结构特征, 并会区分真、假命题。
(3) 通过从具体举例中提炼数学概念, 体会数学与实际生活的联系, 感受数学来源于生活, 并服务于生活。
4.教学重点。
命题的概念。
5.教学难点。
命题的结构特征及真假命题的判断。
6.教学过程。
(1) 创设情境、引入新课。
教师 :大家好, 很高兴能有机会和大家一起参加本次活动, 作为东道主, 希望同学们能用良好的表现, 向全省各地的专家、老师展示我们的风采, 有没有信心?
学生 :有。 (声音不是太响亮)
教师 :看来同学们还是有点紧张。没关系, 下面我们先来放松一下 : (课件展示幻灯片2——赵本山的小品 :“昨天、今天、明天”的视频内容) (约1分钟)
设计意图 :通过小品中的“包袱”让学生放松心情的同时又能直观感受对名称、术语不同认识所产生的差异, 激发学生的学习兴趣, 唤起他们的好奇心与求知欲 ;同时还可以体现定义对于生活的重要性。
(学生观看视频, 并有笑声。)
教师 :大家感觉到好笑的原因是什么?秋波是那样解释的吗?
学生 :秋波不是这样解释的。
学生 :不是, 解释是错误的。
教师 :我们的艺术家通过对“秋波”的一个完全不同的认识达到了逗大家笑的目的。其实生活中这样是事情非常多, 对同一名称、术语不同的认识就可能产生误会、笑话, 有时也对我们的交流产生障碍, 而要避免这样的问题, 就需要我们对同一名称、术语有相同的认识, 那你能说一下怎样认识下面的术语吗? (课件展示幻灯片3)
(学生口答内容, 并互相补充。)
(教师在学生回答的同时展示正确的解释。)
设计意图 :在小品的基础上对常见名称、术语进行准确的解释, 为引入“定义”做了充足的铺垫。
点评 :本环节通过创设轻松诙谐的小品这一特定情境, 引出“秋波”一词, 一方面缓解了刚开始时紧张的课堂气氛, 另一方面, 利用“秋波”这一熟悉的名词, 给出另类的解释, 让学生既觉得可笑, 又有所期待, 为下面“定义”的引出作下铺垫。
(2) 自主交流、合作探究。
【合作探究一】定义的概念 :
教师 :同学们说的不错, 那大家想一下, 我们在描述名称或术语的含义时, 最重要的是什么?
(学生思考并给出不同的回答。)
教师 :下面我们来举个例子, 现在请我们班“聪明”的同学站起来。
教师 : (稍等一会发现没有同学站起) 看来同学们都很谦虚, 没关系, 你不好意思夸自己聪明, 那你能告诉我其他同学谁聪明吗?
学生 :还是没有答案。
教师 :怎么还没答案呢?
学生 :不好说。
教师 :为什么?
学生 :不好确定。
教师 :看来我们同学找到原因了, 我们不好确定哪些同学是“聪明”人的原因是 :我们不知道聪明的标准。实际上我们有时做不到是因为我们对它的描述不准确、不清晰。因此我们对名称、术语的描述要清晰准确。 (课件展示幻灯片4) 同时板书课题——7.2定义。
设计意图 :通过对“聪明”的定义让学生体会下定义时清晰、准确的必要性, 更好理解定义的概念和要求。
教师 :我们举几个例子来看一下。 (课件动画展示)
试一试 :
教师 :你能说一说学过哪些定义? (课件展示幻灯片5)
(学生分小组举例回答。)
教师 :我给大家两个定义。 (动画展示线段、三角形及其定义) 你还能再举几个例子吗?
(学生思考并回答, 没有主动举手的) 。
教师 :看来学的越多, 越不好想, 那就由我来给大家举几个例子, 请同学们来说一说它们的定义。
学生 :……
教师 :原来我们不知不觉中学了这么多的定义, 对于这么多的定义你到底掌握的怎么样呢? 我们来考察一下。 (课件展示幻灯片6)
(学生结合所学知识给出答案并相互完善, 同时利用动画效果逐个展示相关的定义。)
设计意图 :在例题的基础上理解定义, 同时通过学生的合作探究进一步体会、理解定义, 让学生充分地参与到知识的探究过程中, 真正地让学生成为知识探究、生成过程中的主体。
想一想 :
教师 :看来同学们对定义的认识比较深刻, 我们学习了这么多的定义, 那么请大家思考一下 :我们学习定义有什么意义呢?
(学生先思考, 然后小组交流。)
(教师根据学生的回答, 及时引导学生总结定义的意义。)
师生总结学习定义的必要性 :
(1) 定义是严密的表述, 可以规范我们对事或物的认识。
(2) 定义是证明的重要依据。比如依据“垂直”的定义, 可以得出两条直线所成的角90°, 反过来如果两条直线相交构成的角中有90°的角, 我们就可以判定这两条直线互相垂直。
设计意图 :通过对学习定义的必要性这一问题的提出和分析进行探究, 让学生在已有的直接经验和间接经验的基础上认识学习的意义, 培养学生归纳总结的能力。
点评 :教师巧设“聪明”一词, 充分调动学生参与的积极性, 同时也切实体会下“定义”时清晰、准确的必要性, 自然得出什么是“定义”, 接着教师示范典型的“定义”样式, 鼓励学生回顾已学过的一些定义, 加深对“定义”的理解, 最后师生共同总结学习“定义”的意义, 教师的语言幽默, 学生主动参与的积极性高涨。
【合作探究二】命题的概念 :
教师 :当然, 生活的需要判断的事非常多, 我们也经常会做出判断, 比如…… (课件展示幻灯片7)
教师 :这三句话对两条线段的长短做出了判定吗?
学生 :做出了判定。
教师 :好, 下面我们再来看几个句子。 (课件展示幻灯片8)
(学生小组内讨论并回答。)
教师 :学生回答后课件展示结果并与学生总结给出命题的定义 :一般地, 对某一件事情作出正确或不正确的判断的句子叫做命题。 (动画展示同时板书课题——7.2定义与命题)
教师 :我们发现 : (1) (3) (6) (7) 都做出了判断, 它们都是命题, 而 (2) (4) (5) 没有做出判断, 所以它们不是命题。
设计意图 :从学生对命题的认识的实际情况和例题出发, 引导学生通过思考、探索交流获得数学的基础知识和基本活动经验促使学生主动地、富有个性地学习, 不断提高发现问题和提出问题的能力、分析问题和解决问题的能力。
教师 :我们知道了命题的定义, 下面我们就来检验一下, 看看同学们是不是真的理解了。 (课件展示幻灯片9)
(学生回答并总结分析。)
教师 :同学们的判断都非常准确, 那么你认为判断一个句子是不是命题的关键是什么?
学生 :看是否做出了判断。
(教师在学生回答的同时展示 :“特别关注——是不是命题的关键是 :是否做出了判断。”)
设计意图 :本环节中通过练习, 强化学生对知识的理解, 同时培养学生对知识的应用意识。对是不是命题的关键的思考, 调动学生参与教学的同时, 深化对知识的理解, 同时又培养了学生的归纳总结的能力。
教师 :我们找到了判断是不是命题的关键, 就抓住了命题的本质, 不过作为命题来讲, 既然我们要对一件事或物要做出判断, 那么肯定要在一定的条件下进行, 而且还要得到一个结论。 (通过语速的快慢和停顿, 引导学生说出“条件”和“结论”。) 比如 :两直线平行, 同位角相等。 (动画展示) 引导学生分析命题的结构特征。
教师 :通过分析我们很清晰地看到, 每个命题都有条件和结论两部分构成, 那就请同学们参照上面的特征说出下列命题的条件和结论。 (课件展示幻灯片11)
(学生小组内讨论、分析并给出答案。)
(教师在学生解答的过程中利用动画效果逐步分析 :“对顶角相等”这一命题的条件和结论。同时将“对顶角相等”转化为“如果……那么……”的形式。) (课件展示幻灯片12)
教师 :对顶角相等判断的结果是什么?
学生 :相等。 (动画展示)
教师 :谁相等?
学生 :角相等。 (动画展示)
教师 :几个角? 一个?
学生 :两个角。 (动画展示)
教师 :两个什么角?
学生 :对顶角。 (动画展示)
教师 :句子的转化感觉有点别扭, 怎么办?
学生 :可以补充完整。 (动画展示)
教师 :很好, 我们补充完整将这句话改写为 :如果两个角是对顶角, 那么这两个角相等。 (动画展示)
教师 :你能找到这个命题的条件和结论吗?
学生 : (口答) 条件是 :两个角是对顶角, 结论是 :这两个角相等。
注意 :在上述的过程中, 师生问答的过程中, 利用动画效果逐步展示清晰体现命题结构的分析过程。
设计意图 :在对命题有一定理解的基础上, 利用课件的动画效果直观的分析、展示命题的结构特征。同时通过问题作为引导, 注重启发学生积极思考, 从而调动学生的思维活动, 让学生参与到知识的生成过程中, 在学会结论的同时, 清晰地感受学习的过程, 让学生成为学习过程的主体。
教师 :你能用这种方法将第 (4) 个命题转化成“如果……那么……”的形式吗?
(学生动手写成转化的结果, 并分析命题的结构特征。同时教师课件动画效果展示分析过程。)
教师 :这样分析后同学们能不能清晰地理解命题的结构特征呢?
学生 :能。
教师 :将命题改写成什么样的结果可以清晰体现命题的条件和结论。
学生 :写成“如果……那么……。
教师 :这样行不行呢? 我们来验证一下。 (课件展示幻灯片13)
(学生思考、交流并回答。)
教师 :看来同学们对命题的结构特征掌握的非常好准确, 只要你能将其写成“如果……那么……”的形式, 就能准确地找到对应的条件和结论。
设计意图 :练习的设置让对命题的结构特征有更好地认识, 在理解的基础上, 学会应用知识进行分析和解决问题, 强化了学生应用意识的培养。
点评 :教师没有直接给出“命题”的定义, 而是通过引导学生观察和判断一系列问题, 直观感知有些语句“作出了判断”, 而有些语句“没有作出判断”, 从而得出了“命题”的定义。接着教师抓住命题需要“作出判断”, 从而自然引出“判断需要条件”, “判断后定能得出一结论”, 让学生对“条件”、“结论”的认识水到渠成。最后, 通过层层递进的设问, 让学生在答疑的同时体会了寻找“条件、结论”的方法, 这样的师生互动紧张而又激情四射。
【合作探究三】真、假命题的概念 :
教师 :我们找到了条件和结论, 那么同学们考虑一下, 基于条件得到的结论是不是正确呢?
学生 :不一定。 (思考后交流、回答)
教师 :也就是说, 我们做出的判断可能是正确的, 也可能是错误的。你能结合这4个命题说一下吗?
注意 :引导学生分析错误的判断, 并用举反例的方法说明命题是错误的。同时结合命题 (2) 、 (4) 强调列举的反例要做到 :符合命题的条件, 但是得到的结论与命题不相同。
设计意图 :在巩固命题结构特征的基础上, 发现命题中的判断有正确的, 有错误的, 从而为下面的“真、假命题”做好铺垫。
教师 :据此可知, 一个命题有正确和不正确的之分。 (课件展示幻灯片14)
教师 :提出问题 :怎样判断命题的真假?
学生 :思考并讨论。
学生 :可以举一个反例来证明。 (动画展示)
教师 :我们总结的方法对不对呢? 下面就让我们来试一试。 (课件展示幻灯片15)
(学生思考后回答问题并说明理由。)
(教师在学生回答的同时动画展示答案, 同时强调可以通过举反例的方法说明一个命题是错误的是假命题。)
设计意图 :练习的设置使得学生学习知识的环节趋于完整, 掌握知识的同时, 强调对知识的灵活运用。
点评 :既然是人为判断, 就难免有错误, 自然引出命题的真与假, “真的”不言而喻, “假的”可以借助“举反例”来证明。
(3) 归纳总结、拓展升华。
教师 :学完了真假命题, 我们这节课的内容也就学完了, 请同学们思考一下本节课我们都学习了哪些内容, 快速地总结一下, 并与同学们分享你的收获。 (课件展示幻灯片16)
(学生总结学过的内容并交流、展示。)
(教师在学生展示后, 适当地总结并通过动画展示。1.定义 ;2.命题 ;3.真、假命题。)
教师 :我们除了掌握知识之外我们还要知道我们学习的作用和意义 :
定义让我们对事、物有相同的认识, 减少误解, 方便交流。因此, 下定义让我们的世界规范、和谐。
通过命题可以不断地由已知的条件推导、探究未知的结论。因此, 提命题让我们的社会发展、进步。
设计意图 :教师鼓励学生结合本节课的学习畅所欲言地谈论自己的感受和收获, 对知识形成较好的归纳, 使之系统化, 进一步培养学生总结归纳的能力与合作互助的意识。
点评 :归纳简洁明了, 与时俱进。
(4) 当堂检测, 评价反馈。
教师 :我们的学习有这么重要的作用, 那么就要求同学们准确地掌握所学的知识, 并且能灵活地运用, 你能不能做到呢? 我们来检测一下。 (课件依次展示幻灯片17~21)
1.请给下列图形命名, 并给出名称的定义 :
2.下列语句中, 哪些是命题, 哪些不是命题?
(1) 1+2≠3
(2) 三角形的三条高交于一点 ;
(3) 在ΔABC中, 若AB>AC, 则∠C>∠B吗?
(4) 两点之间线段最短。
3.下列命题中真命题的是 ( )
(A) 从“1、2、3、4、5、6”六个数中任选一个数, 是偶数的概率为0.4
(B) 若a与b互为相反数, 则a+b=0
(C) 绝对值等于它本身的数是正数
(D) 任何一个角都比它的补角小
4.下图表示某地的一个灌溉系统。如果C地水流被污染, 那么_________的水流也被污
根据上图, 你还能说出其他的命题吗?
设计意图 :针对本节课的重点, 有目的地设计习题, 以检测教学目标达成情况、纠正错误、熟练知识, 发现与弥补遗漏 ;同时可以让学生全面了解自己的学习过程, 感受自己的成长和进步, 同时促进学生对学习及时进行反思, 为教师全面了解学生的学习状况, 改进教学, 实施因材施教提供重要依据。
能力提升 :在数学运算中, 除了加、减、乘、除等运算外, 还可以定义新的运算。如定义一种“星”运算, “*”是它的运算符号, 其运算法则是 :a*b= (a+b) × (ab) 于是 :
5*3= (5+3) × (5-3) =16
3*5= (3+5) × (3-5) =16
5*3*3=16*3=247
按以上定义, 填空 :2*3=_ ;2*3*5=_ 。
2.对于同一平面内的三条直线a、b、c, 给出下列六个论断 :
(1) a∥b; (2) b∥c; (3) a⊥b;
(4) a∥c; (5) a⊥c ; (6) b⊥c.
以其中两个论断为条件, 一个论断为结论, 组成一个真命题 (至少写出3个) 。
设计意图 :在基础性检测练习的基础上设置这两个题目, 检验学生灵活应用知识的同时培养学生的应用意识和创新意识。挖掘学生的潜能, 让学生做到真正的学习, 而不是简单的模仿。
点评 :以典型习题检测本节课学生是否达标, 既巩固了新知, 又对学生作出了适时的评价, 满足不同层次的学生发展的需求, 问题中再现“问题”, 便于学生查缺补漏。
(5) 布置作业, 落实基础。
课本 :167页, 第2题, 第3题。
(6) 板书设计 :
7. 教学设计说明。
本节课通过情境引入、问题驱动的方法组织教学, 不断地通过问题引导学生的思维活动, 同时突出学生的“探索”, 将观察、思考等活动贯穿于教学活动的始终, 在教学过程中立足让学生自己去探索、分析归纳、合作交流。同时本节课借助多媒体演示, 加强了教学的直观性, 丰富学生的想象力, 提高了学生主动参与的意识。
二、教后反思
本节课通过生活中的“笑话”作为切入点引入定义, 并强调定义要准确这一原则, 然后不断地在学生已有的知识经验的基础上, 通过问题作为引导, 启发学生的思维, 让学生通过不断地解决问题的过程探索新的知识, 从而促进学生不断的获得新的发展。
在教学的过程中利用小组内的交流展示活动, 充分调动学生的积极性和主动性, 增强了学生参与数学活动的意识, 又培养了学生观察、分析问题并进行总结归纳的能力。
三、课例点评
本节课的设计充分考虑本阶段学生数学学习的特点, 利用实际问题作为切入点, 不断地在学生已有的知识经验的基础上进行分析、探究, 符合学生的认知规律和心理特征, 有利于激发学生的学习兴趣, 引导学生的数学思考, 同时, 利用实际问题的解决体现学习数学的根本目的:服务生活。
总评 :本节课以学生的认知水平和已有的生活经验为基础, 以学生感兴趣的“小品”为突破口, 激发了学生的好奇心, 接着巧设“聪明”一词, 让“定义”必须“准确、清晰”引起大家共鸣。整节课通过质疑、解疑过程, 最大限度地给予学生自主探索的时间和空间, 通过生生合作、师生合作, 充分调动其积极性, 凡是学生能自己探索得出的, 决不替代, 凡是学生能独立思考的, 决不暗示。鼓励学生大胆阐述自己的观点, 努力创设一个民主、平等、和谐的课堂氛围。
摘要:以生活中的现象作为切入点, 引导学生通过对问题情境的思考和分析引入“定义”, 同时感受学习“定义”的必要性, 然后不断地以问题作为驱动, 在已有的知识经验的基础上, 引导学生逐渐地深入思考问题, 进而体会命题的特征并能准确分析真假命题。让学生在探究的过程中学会分析、推理并在总结的基础上形成自己的知识体系, 进而创新、运用。
关键词:定义,命题,结构特征,真假命题,自主探究,应用,创新
参考文献
[1]中华人民共和国教育部制定.义务教育数学课程标准 (2011年版) [S].北京:北京师范大学出版社, 2012.
[2]教育部基础教育课程教材专家工作委员会.义务教育数学课程标准 (2011年版) 解读[S].北京:北京师范大学出版社, 2012.
1.如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是平行四边形,E、F分别是棱AD、PB的中点,求证:直线EF∥平面PCD
P
D
F
C
E
A
B
2.如下图,在正方体ABCD—A1B1C1D1中,E、F、G分别是AA1、AD、B1C1、的中点。求证:平面EFG∥平面ACB1
C1
D1
1G
B1
D
F
A
B
3.如图,在底面为平行四边形的四棱锥PABCD中,E是PD的中点.求证:PB∥平面AEC
E
A B D
4.如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1中,点D为A1C1的中点。求证:
(1)BC1∥平面AB1D;
(2)若D1为AC的中点,求证平面B1DA∥平面BC1D1.AB1
1.已知正方体ABCD—A1B1C1D1,O是底ABCD对角线的交点. 求证:(1)C1O//平面AB1D1;(2)A1C⊥平面AB1D1.
ADBC
1D
B
C
2.如图,在长方体ABCDA1B1C1D1中,ADAA11,AB1,点E在棱AB上移动。求证:D1E⊥A1D;
3.如图平面ABCD⊥平面ABEF,ABCD是正方形,ABEF是矩形,且AF
A
E
B
C
AD2,G是EF的中点,2(1)求证平面AGC⊥平面BGC;(2)求空间四边形AGBC的体积。
4.如图,在直三棱柱(侧棱与底面垂直的三棱柱)ABCA1B1C1中,AB8,AC6,BC10,D是BC边的中点.(Ⅰ)求证:
5.如图组合体中,三棱柱ABCA1B1C1的侧面ABB1A1 是圆柱的轴截面,C是圆柱底面圆周上不与A、B重合一个点.(Ⅰ)求证:无论点C如何运动,平面A1BC平面A1AC;
(Ⅱ)当点C是弧AB的中点时,求四棱锥A1BCC1B1与圆柱的体积比.
6.如图,四边形ABCD为矩形,AD⊥平面ABE,AE=EB=BC=2,F 为CE上的点,且BF⊥平面ACE.(1)求证:AE⊥BE;
(2)设M在线段AB上,且满足AM=2MB,试在线段CE
上确定一点N,使得MN∥平面DAE.7.如图,在棱长为1的正方体ABCDA1B1C1D1中:(1)求异面直线BC1与AA1所成的角的大小;(2)求三棱锥B
1A1C
1B的体积。(3)求证:B1D
平面A1C1B
ABA1C;(Ⅱ)求证:AC1∥ 面AB1D;
8. 如图:S是平行四边形ABCD平面外一点,M,N分别是
SA,BD上的点,且
AMBN
=,求证:MN//平面SBC SMND
P
9. 如图,在底面为平行四边形的四棱锥P-ABCD中,AB⊥AC,PA⊥平面ABCD,点E是PD的中点.
(Ⅰ)求证:AC⊥PB;(Ⅱ)求证:PB∥平面AEC.
E
A
B
D C
10.在多面体ABCDEF中,点O是矩形ABCD的对角线的交点,平面CDE是等边三角形,棱EF//BC且EF=
BC.
2(I)证明:FO∥平面CDE;
(II)设BC=CD,证明EO⊥平面CDF.
11. 如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱 PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点,作EF⊥PB交PB于点F.
(Ⅰ)证明PA//平面EDB;(Ⅱ)证明PB⊥平面EFD.
12.如图,四棱锥PABCD中,PA底面ABCD,ABAD,ACCD,ABC60,PAABBC,E是PC的中点.
(1)求证:CDAE;(2)求证:PD面ABE.
13.如图在三棱锥PABC中,PA平面ABC,C E
C
P
B
A
DB
_P
ABBCCA3,M为AB的中点,四点P、A、M、C
都在球O的球面上。
(1)证明:平面PAB平面PCM;(2)证明:线段PC的中点为球O的球心;
14.如图,在四棱锥SABCD中,SAAB2,SBSD ABCD是菱形,且ABC60,E为CD的中点.
(1)证明:CD平面SAE;
(2)侧棱SB上是否存在点F,使得CF//平面SAE?并证明你的结论.
_A_C
_M
_B
D
C
课后练习
1.如图所示,在直三棱柱ABC—A1B1C1中,AB=BB1,AC1⊥平面A1BD,D为AC的中点。(I)求证:B1C//平面A1BD;(II)求证:B1C1⊥平面ABB1A
(III)设E是CC1上一点,试确定E的位置,使平面A1BD⊥平面 BDE,并说明理由。
2.如图,已知AB平面ACD,DE平面ACD,三角形ACD 为等边三角形,ADDE2AB,F为CD的中点(1)求证:AF//平面BCE;
(2)求证:平面BCE平面CDE;
1. 如图,四棱锥P—ABCD中,PA⊥平面ABCD,PA=AB,底面ABCD为直 角梯形,∠ABC=∠BAD=90°,PA=BC=
AD.2
(I)求证:平面PAC⊥平面PCD;
(II)在棱PD上是否存在一点E,使CE∥平面PAB?若 存在,请确定E点的位置;若不存在,请说明理由.5.如图,在四棱锥SABCD中,SAAB
2,SBSD底面ABCD是菱形,且ABC60,E为CD的中点.
(1)证明:CD平面SAE;
(2)侧棱SB上是否存在点F,使得CF//平面SAE?并证明你的结论.
D
C
【课后记】 1.设计思路(1)两课时;
(2)认识棱柱与棱锥之间的内在联系;(3)掌握探寻几何证明的思路和方法;(4)强调书写的规范性 2.实际效果:
(1)用时两节半课;
证明题练习如图所示,若∠1=52°,问∠C为多少度时,能使直线AB∥CD? 2 如图所示,∠1=45°,∠2=135°,l1∥l2吗?为什么?如图所示,∠1=120°,∠2=60°,问直线a与b有什么关系?
E
A
B
l1 2 l
3C
1题图
D
a3题图
4 如图,已知直线AB、CD被直线EF所截且∠AGE=46°,∠EHD=134°,那么AB∥
CD吗?说明理由。如图,已知∠1和∠D互余,CF⊥DF,问AB与CD平行吗?如图所示,∠EFB=∠GHD=53°,∠IGA=127°,由这些条件你能找到几对平行线?说说你的理由。
E
4题图
F
F
I
B
D 6题图 F
E B
C
5题图
C D如图,∠BAF=46°,∠ACE=136°,CE⊥CD,问CD∥AD吗?为什么? 8 如图,∠1=∠2,能判断AB∥CD吗?为什么?
若不能判断AB∥DF,你认为还需要再添加一个条件是什么?写出这个条件,并说明你的理由?如图,AB∥CD,EF∥GH,CD与EF相交于点I,试探究∠1与∠2的关系,并说明理由。
F C E 7题图
C
D
D F
C
证明:∵EF∥AD,(已知)
∴∠2=.()
又∵∠1=∠2,(已知)
∴∠1=∠3.(等量代换)
∴AB∥()
∴∠BAC+=180 o.(∵∠BAC=70 o
∴∠AGD=.6、如图,a∥b,c∥d,∠1=113°,求∠
2、∠3的度数.
3、如下图:∠3+∠4=180°,∠1=108°。求∠2的度数
4、已知:如图,∠ADE=∠B,∠DEC=115°.求∠C的度数.
.)
7、如图,AB∥CD,∠1=45°,∠D=∠C,求∠D、∠C、∠B的度数.
5、如图所示,已知∠B=∠C,AD∥BC,试说明:AD平分∠CAE2、如图,AB∥CD,AC⊥BC,∠BAC =65°,求∠BCD的度数.参考答案
一、简答题
1、∠3(两直线平行,同位角相等);
DG(内错角相等,两直线平行,)
∠DGC(两直线平行,同旁内角相等)
110度
2、解
:------------------------------1分
------------------------------3分
-------------------5分
------------------------------6分
3、图为∠3+∠4=180°(已知)
所以AB∥CD(同旁内角互补,两直线平行)
因为AB∥CD
所以∠1=∠2(两直线平行,同位角相等)
因为∠1=108°(已知)
所以∠2=108°(等量代换)
4、解:∵∠ADE=∠B
∴DE∥BC
∴∠DEC+∠C=180°
∴∠C=180°-∠DEC =180°-115°=65°
5、∵AD∥BC,∴∠2=∠B,∠1=∠C。又∵∠B=∠C,∴∠1=∠2即AD平分∠CAE6、∠2=113°.∠3=67°.
∵ a∥b(已知).
∴ ∠2=∠1=113°(两直线平行,内错角相等). ∵ c∥d(已知).
∴ ∠4=∠2=113°(两直线平行,同位角相等). ∵ ∠3+∠4=180°(邻补角定义),∴ ∠3=67°(等式性质).
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