直线平面平行判定性质(共11篇)
(一)一、素质教育目标
(一)知识教学点
1.直线和平面平行的定义.
2.直线和平面的三种位置关系及相应的图形画法与记法. 3.直线和平面平行的判定.
(二)能力训练点
1.理解并掌握直线和平面平行的定义.
2.掌握直线和平面的三种位置关系,体现了分类的思想.
3.通过对比的方法,使学生掌握直线和平面的各种位置关系的图形的画法,进一步培养学生的空间想象能力.
4.掌握直线和平面平行的判定定理的证明,证明用的是反证法和空间直线与平面的位置关系,进一步培养学生严格的逻辑思维。除此之外,还要会灵活运用直线和平面的判定定理,把线面平行转化为线线平行.
(三)德育渗透点
让学生认识到研究直线与平面的位置关系及直线与平面平行是实际生产的需要,充分体现了理论来源于实践,并应用于实践.
二、教学重点、难点、疑点及解决方法
1.教学重点:直线与平面的位置关系;直线与平面平行的判定定理. 2.教学难点:掌握直线与平面平行的判定定理的证明及应用.
3.教学疑点:除直线在平面内的情形外,空间的直线和平面,不平行就相交,课本中用记号a≮α统一表示a‖α,a∩α=A两种情形,统称直线a在平面α外.
三、课时安排
1.7直线和平面的位置关系与1.8直线和平面平行的判定与性质这两个课题安排为2课时.本节课为
注意,如图1-58画法就不明显我们不提倡这种画法.
下面请同学们完成P.19.练习1.
1.观察图中的吊桥,说出立柱和桥面、水面,铁轨和桥面、水面的位置关系:(图见课本)
答:立柱和桥面、水面都相交;铁轨在桥面内,铁轨与水面平行.
(二)直线和平面平行的判定
师:直线和平面平行的判定不仅可以根据定义,一般用反证法,还有以下的方法.我们先来观察:门框的对边是平行的,如图1-59,a∥b,当门扇绕着一边a转动时,另一边b始终与门扇不会有公共点,即b平行于门扇.由此我们得到:
直线和平面平行的判定定理:如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行.
求证:a∥α.
师提示:要证明直线与平面平行,只有根据定义,用反证法,并结合空间直线和平面的位置关系来证明.
∴ a∥α或 a∩α=A. 下面证明a∩α=A不可能. 假设a∩α=A ∵a∥b,在平面α内过点A作直线c∥b.根据公理4,a∥c.这和a∩c=A矛盾,所以a∩α=A不可能.
∴a∥α.
师:从上面的判定定理可以知道,今后要证明一条直线和一个平面平行,只要在这个平面内找出一条直线和已知直线平行,就可断定这条已知直线必和这个平面平行,即可由线线平行推得线面平行.
下面请同学们完成例题和练习.
(三)练习
例1 空间四边形相邻两边中点的连线,平行于经过另外两边的平面. 已知:空间四边形ABCD中,E、F分别是AB、AD的中点. 求证:EF∥平面BCD.
师提示:根据直线与平面平行的判定定理,要证明EF∥平面BCD,只要在平面BCD内找一直线与EF平行即可,很明显原平面BCD内的直线BD∥EF.
证明:连结BD.
性,这三个条件是证明直线和平面平行的条件,缺一不可. 练习(P.22练习1、2.)
1.使一块矩形木板ABCD的一边AB紧靠桌面α,并绕AB转动,AB的对边CD在各个位置时,是不是都和桌面α平行?为什么?(模型演示)
答:不是.
2.长方体的各个面都是矩形,说明长方体每一个面的各边及对角线为什么都和相对的面平行?(模型演示)
答:因为长方体每一个面的对边及对角线都和相对的面内的对应部分平行,所以,它们都和相对的面平行.
(四)总结
这节课我们学习了直线和平面的三种位置关系及直线和平面平行的两种判定方法.学习直线和平面平行的判定定理,关键是要会把线面平行转化为线线平行来解题.
五、作业
P.22中习题三1、2、3、4.
六、板书设计
一、直线和平面的位置关系直线在平面内——有无数个公共点. 直线在平面外
二、直线和平面平行的判定 1.根据定义:一般用反证法.
2.根据判定定理:如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行.
直线和平面的位置关系:
直线和平面平行的判定定理
求证:a∥α 例:
著名的美国数学家、数学教育家波利亚指出:“对于学习数学的学生和从事数学工作的教师来说, 猜想是一个重要的方面, 因为:在证明一个数学定理之前, 你先得猜测这个定理的内容;在你完全做出详细的证明之前, 你先得猜测证明的思路;你既要把观察到的结果进行综合, 然后加以类比;又要一次一次地进行尝试……我们通常得到的那个证明 (或解答) , 就是这样通过合情推理、通过猜想发现的.”由此可见, 数学是伴随着猜想而发展的, 从这个意义上来说“怎么强调猜想的重要性都不为过!”立体几何教学所倡导的“直观感知、思辨论证、度量计算”的教学理念, 从某种意义上来说可以理解为让学生经历操作、实验、观察, 通过分析、综合, 提出猜想, 再对猜想进行计算验证和证明, 最终形成结构优良的知识体系.基于上述理解, 我校高二数学备课组在2011学年上学期的集体备课、教研活动中以“用行动阐释课程理念, 向课堂要效益”为主题, 在立体几何教学中进行了一些有益的尝试, 其中不乏精彩的案例, 现择其一例“人教A版必修2‘平面与平面平行的性质’”实录如下, 并附上个人的一些思考.
1 课例实录
1.1 引入新课——教学生猜想策略
教师打开PPT, 依次展示牛顿和波利亚的图片 (如图1) , 并简单介绍:牛顿Isaac newton (1643—1727) 英国科学家, 人类历史上最伟大的科学家之一, 其名言:没有大胆的猜想, 就不可能有伟大的发明和发现!
波利亚George Polya (1887—1985) 美籍匈牙利数学家, 当代最著名的数学家之一, 法国科学院、美国科学院、匈牙利科学院院士, 其名言:数学既要证明, 又要猜想!
师:由此可见猜想的重要性, 这节课让我们一起来进行一次猜想之旅!我们猜想的主题是:两个平面平行有哪些性质?如何猜想呢?猜想的常见策略之一是:适当增加条件.
1.2 操作感知——运用猜想策略
师:如图2, 两个平面放在这儿能发现什么吗?
生:发现不了什么.
师:那怎么办呢?
生1:可以增加一条直线.
师:你比划给大家看看.
生1: (在黑板上边比划边说) 当直线l与平面α相交时, 也必定与平面β相交, 当l在α内时, 必与平面β平行, 当l与α平行时, l与平面β平行或在β内. (教师板书记录)
生2:可以添加两条直线, (以两只笔代替直线摆弄了一小会儿, 在教师的提示下发现) 如果两条直线平行, 那么夹在两平行平面间的线段长度相等.
师:上面两位同学通过添加直线, 发现了4个结论, 其他同学还有想法吗?
生3:还可以添加平面, 如果一个平面和两平行平面中的一个平行, 也必定平行于另一个平面;如果一个平面和两平行平面中的一个相交也必定和另一个相交.
(此时, 有学生在小声议论, 认为学生3发现的第二个结论没什么意义)
师:大家在议论什么?认为第二个结论没什么意义是吗?可别忘了平面相交有交线哦!……
生4:这两条交线是平行的, 比如这两本书平行摆放, 第三本书与这两本书无论怎么样相交, 上下两条边总是平行的.
师:你能用语言表述出来吗?
生4:如果一个平面和两个平行平面相交, 那么两条交线平行.
1.3 思辨论证——在证明中学会推理
师:通过增加直线或者是平面, 同学们发现了7个结论, 严格来讲, 这7个结论只能算7个猜想, 猜想是否正确还需要严格的证明, 要证明这7个猜想, 我们先要做哪些工作?哪位同学说说看.
生5:先要画出图形, 再根据猜想写出已知、求证, 然后才是证明.
师:对, 我们先要根据猜想的条件、结论画出图形, 再用符号语言写出已知、求证, 这就是我们常说的文字语言、图形语言、符号语言三者之间的转换, 下面请第一组同学证明结论1, 2, 3, 第二组同学证明结论5, 第三组同学证明结论7.
学生独立完成证明后, 教师每组挑选一个同学的证明, 通过投影引导大家一起分析图形画的是否正确、符号语言表示是否准确、推理过程是否合乎逻辑, 订正错误, 并对照检查自己的证明过程.
1.4 整理结论——在反思中建构
师:数学在其发展过程中发现的结论不计其数, 但是能够作为定理、性质的却不多, 同学们想想, 要是从上面7个命题中选择一个作为“平面与平面平行的性质”, 你会选择哪一个?理由是什么?
生6:我会选择第2个, 即:“若两平面平行, 那么一个平面内的任何一条直线必定与另一个平面平行.”因为由线面平行可以判定面面平行, 反过来由面面平行可以得到线面平行, 前后呼应.
生7:我会选择第7个, 即:“如果两个平行平面都和第三个平面相交, 那么所得的两条交线互相平行.”理由是:线线平行是所有平行的基础, 能够由最复杂的面面平行得到最基本的线线平行是一种回归, 揭示了知识间的关联, 应用更加广泛.
……
师:同学们说得很有道理, 受大家刚才的启发, 我个人认为作为定理、性质必须具备这样几个条件: (1) 表述简洁、明了; (2) 应用广泛; (3) 能贯通前后知识间的联系.以上仅是我个人的一点看法, 就我所知还没有看到有关这方面的一些论述, 有兴趣的同学不妨就这个问题做些研究, 我期待将来有一天能看到在座某位同学的研究结果, 课本上是把第7个结论作为性质, 第2个结论也可以作为性质, 到今天为止, 我们研究了线线平行、线面平行、面面平行的判定与性质, 请大家画一个知识框图揭示三种平行间的关系.
引导学生得到图3的知识结构框图, 教师小结:由左至右, 研究的问题越来越复杂, 复杂的问题都是转化为简单问题进行研究, 这体现了数学中的“化归与转化”的思想, 由右至左是性质, 可以看出, 复杂的问题中蕴含着简单性质.
1.5 习题训练——实战中提炼方法
问题:如图4, 在正方体ABCD-A1B1C1D1中, E, F分别为AB1, BD的中点, 求证:EF∥平面BB1C1C.
师:请大家结合知识结构框图从方法的角度分析:证EF∥平面BB1C1C有哪些思路? (思考了大约一分钟)
学生8:有两个思路, 从判定的角度看只需证明直线EF与平面BB1C1C内的一条直线平行即可, 从性质的角度来看, 只需要证明经过直线EF的某个平面与平面BB1C1C平行就好了.
师:分析得很对, 做题先要分析思路, 再动手寻找方法, 这叫“宏观上把握方向, 微观上探寻路径”, 下面请大家沿着刚才的思路写出具体的证明过程.
两个学生板演, 其他学生在草稿本上完成, 再集体批改学生的板演, 交流不同的证明方法.
2 几点思考
平面与平面平行的性质是中学阶段从形的角度研究平行关系的最后一节内容, 学生由线线平行到线面平行, 再到面面平行, 图形渐次复杂, 但是研究的问题是不变的:如何判定?有何性质?研究的方法一以贯之的转化与化归, 既然是平行关系的收官课, 教学不能仅仅定位在性质定理的教学上, 还要凸显研究的思想方法, 构建平行关系的知识网络, 如何把这三者有机的融合是上好这一节课的关键.
2.1 性质教学——起于猜想, 提升于选择
命题教学是数学教学的重要内容之一, 命题的获得有两种形式:呈现式和发生式两种, 前者是教师直接给出命题, 后者是在揭示命题发生、发展的过程中使学生感悟命题发现的方法.平面与平面平行的性质, 图形简洁、直观, 具有较强的操作性, 易于学生探究, 利于采用发生式引导学生获得命题, 能较好的践行新课程理念, 在新课引入就阐明:这节课我们要进行猜想之旅;猜想的常见策略是增加条件, 以确保后续的猜想得以顺利进行.学生在动手操作过程中提出了7个猜想, 教师没有一一证明, 而是在7个猜想之后, 明确提出要求:画出图形、写出已知求证, 分组完成证明.很好的做到了自然语言、图像语言、符号语言之间的转换, 7个命题的证明对学生来说并不困难, 而作为性质不可能面面俱到, 选哪个命题作为性质呢?把选择权教给学生, 让学生在选择的过程中阐明理由, 深化对知识体系的认识, 这种取舍不是简单、随意的选择, 而是通过对知识前后关联的思考、比较中, 选取联系最紧密、应用最广泛的命题作为性质.
2.2 在梳理过程中建构知识网络, 凸显思想方法
平面与平面平行的性质是几何意义上研究平行关系的收官课, 关于平行的梳理学生可以自主完成, 用框图形式勾勒出知识发生发展的逻辑结构、研究的问题、研究的方法, 聚三者于一图, 易于学生从整体上构建知识网络, 感悟数学研究的方法.在例题教学中, 教师不急于给出证明, 而是要求学生结合问题条件、结论和知识框图, 宏观上分析证明的思路, 在应用中深化对数学思想方法的理解.
参考文献
[1]陈继理, 江建国.“生”动的课堂才是高效的课堂[J].中国数学教育 (高中版) , 2012 (1-2) :43-45.
[2]喻平.数学教育心理学[M].南宁:广西教育出版社, 2004.
1.1教材的地位和作用
本节课内容选自普通高中新课程标准实验教科书人教A版数学《必修2》的第三章第一节第二小节,介绍的是平面解析几何的知识.通过本章知识的学习可以让学生重新认识平面几何的知识,又可以为选修里面的圆锥曲线知识的学习打下重要的基础,起到承上启下的作用.本节课内容是在学习了直线的倾斜角和斜率的基础上,重点学习直线与直线在平面中的特殊位置关系.只有掌握了两条直线的位置关系,才能更进一步的来学习后面的理论知识.
1.2教学重点与难点
教学重点:根据直线的斜率判定两条直线平行和垂直的位置关系
教学难点:两条直线平行与垂直的判定方法
2课标分析
《普通高中数学课程标准》关于直线与方程的内容标准指出:
将直线的倾斜角代数化,探索确定直线位置的几何要素,建立直线的方程,把直线问题转化为代数问题;分析代数结果的几何含义,最终解决几何问题.这种思想贯穿本章教学的始终,帮助学生不断地体会数形结合的思想方法.
从课标中这部分内容标准的要求,可以知道直角坐标系使几何研究又一次飞跃,几何从此跨入了一个新的时代.在平面直角坐标系中,给直线插上方程的“翅膀”,通过直线的方程研究直线之间的位置关系:平行、垂直,以及两条直线的交点坐标,点到直线的距离公式等等.可以让学生既对几何产生兴趣,又让学生可以轻松的学习几何.在教学中应注意引导学生将所学知识与现实实际联系,提高学生解决问题的能力.
3学情分析
3.1学生的知识、技能的基础
学生已经知道在直角坐标系中,点可以用有序实数对(x,y)表示,但没有系统接受过解析几何研究问题的思想方法,因此要对本章内容作简要说明,我要研究的是什么?用什么样的方法来研究?在第一节的教学中学生学习了直线的倾斜角和斜率,奠定了一定的知识、技能和心理基础,但学生对解析几何的分析能力、思维能力、探究能力有待进一步培养和提高.学生在初中已经学习过一些一次函数的知识,在教学中应多加考虑新旧知识的相互衔接.
3.2学生认知心理特点及认知发展水平
高一学生对几何有很高兴趣,尤其对直线的位置关系很感兴趣,因此创设教学情境,激发学习兴趣显得尤为重要,但学生的动机水平往往较低,意志力不强,学习主动性还有待于调动.
3.3学生的社会背景
我们的学生数学的学习基础较差,学生中还有一些中考数学成绩不高,没有形成好的学习习惯,还有的初中没有培养成良好的数学思维,给教学上带来一定困难.在教学中要多注重培养学生良好的数学思维.
4教学目标的设计
4.1知识与技能目标
4.1.1让学生掌握直线与直线的位置关系
4.1.2让学生掌握用代数的方法判定直线与直线之间的平行与垂直
4.2过程与方法目标
4.2.1利用“两直线平行,倾斜角相等”这一性质,得到了两直线平行的判定方法,即l1∥l2k1=k2,并且对特殊情况进行了研究
4.2.2利用两直线垂直时,倾斜角的关系满足“α1=α1+90°”,得到了两直线垂直的判定方法,即l1⊥l2k1k2=-1,并且对于特殊情况进行了研究
4.3情感态度和价值观
4.3.1通过本节课的学习让学生感到了几何与代数有着密切的联系,对解析几何有了感性的认识
4.3.2通过本节课的学习,培养了学生用“联系”的观点看问题,提高学习数学的兴趣
4.3.3通过课堂上的启发教学,培养了学生勇于去探索、创新的精神
5教学媒体的选择
课堂教学中,教学媒体的选择和使用是否合理,直接影响到各个知识点的教学目标达到程度,从而影响到整个课堂的教学质量,因此,必须重视教学媒体使用方法的设计.本节课教学通过课件、板书、投影等多媒体的综合运用,使知识呈现方式更直观、更形象具体.
6教学模式的选择
本节课是直线间的位置关系知识课型,新课程强调要以数学问题为基础,通过问题预设→知识生成的建构过程学习知识,使学生亲历知识的生成过程,体验学习知识的方法,使学生的情意和能力得到和谐的发展.因此,本节课的教学模式设计如下:
7教学过程
活动环节师生活动设计意图一、 复习回顾
(1) 直线的倾斜角是怎样定义的?其取值范围是怎样的?
(2) 直线的斜率是怎样定义的?它随直线的倾斜角是怎样变化的?
(3) 经过两点P1(x1, y1), P2(x2, y2)( x1 ≠x2)的直线的斜率公式是怎样的?学生思考并回答(找三名中等成绩的学生分别回答),教师点评,并作补充复习旧知,并为本节课做铺垫二、 引入(情境展示)
问题:平面内两条直线的位置关系有哪几种?学生思考并回答(找一名学生在黑板上画出来),
教师点评,并作补充创设情境,激发学生学习兴趣三、 新课(板书课题)
【探究1】
(1) 若两条直线l1和l2互相平行,则其倾斜角α1和α2的关系如何?(多媒体演示两条平行的直线)
(2) 若两条直线l1和l2互相平行,则当斜率都存在时,斜率k1和k2的关系如何?
(3) 当两条直线l1和l2 的斜率都不存在时,两条直线l1和l2位置关系如何?
(4)直线l1和l2的斜率k1=k2,在两条直线可能重合的情况下,两条直线位置关系怎样?学生分小组讨论、动手实践操作,总结汇报,教师给出指导、评价,并且整理、板书知识点让学生通过主动探究、合作学习获取知识,并且让学生学会用分类的思想解决相关数学问题,培养学生思考、交流、表达能力【知识点1应用】
例1
例2学生利用【探究1】得出的结论,自主完成例1、例2,并找两位学生在黑板上写出解题过程,教师对学生的解题过程进行点评、强调规范解题的重要性培养学生审题、解决问题的能力,并且检查学生对知识点的掌握程度活动环节师生活动设计意图【探究2】
(1) 若两条直线l1和l2互相垂直,则其倾斜角α1α2的关系如何?(多媒体演示两条垂直的直线)
(2) 若两条直线l1和l2互相垂直,则当斜率都存在时,斜率k1和k2的关系如何?
(3) 两条垂直的直线(斜率可能不存在)斜率有怎样的关系?学生根据【探究1】中解决问题的思想方法,分小组讨论、动手实践操作,总结汇报,教师给出指导、评价,并且整理、板书知识点让学生通过主动探究、合作学习获取知识,并且让学生学会用分类的思想解决相关数学问题,培养学生思考、交流、表达能力【知识点2应用】
例3
例4学生利用【探究2】得出的结论,自主完成例3、例4,并口头表述解决问题的思想方法和解题过程,教师对学生的回答进行点评、整理(投影学生的解题过程)培养学生审题、解决问题的能力,并且检查学生对知识点的掌握程度四、 归纳总结
1.两条直线平行的判定方法:
(1) 直线斜率存在的情况
(2) 直线斜率不存在的情况
2.两条直线垂直的判定方法:
(1) 直线斜率存在的情况
(2) 直线斜率不存在的情况学生思考、交流,表述自己的想法和体会,教师评价、肯定,并作补充使学生对直线的位置关系的理解有一个整体、全面的认识五、 布置作业
教材89页习题3.1第3,4题学生整理本节课的知识点,教师巡视、答疑巩固课堂上所学的知识和思想方法8教学评价
通过本节课的学习,学生在学习方式上有所变化,课堂上能积极主动参与学习活动,提高了对解析几何问题的解决能力,能从教学目标的要求出发,较顺利地完成学习任务.
9教学反思
新课程改革倡导学生主动参与、乐于探究、培养学生分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力.本节课从学生已有的立体几何学习经验和一次函数的图像出发,认识解析几何和代数的关系,培养学生的学习解析几何的方法,同时通过以问题探究活动,促进学习方式的转变,在学习中锻炼了学生的学习数学的方法和技能,提高了学生的创新思维和利用所学知识解决数学问题的能力.
一、教材分析
本节课是在人教版数学必修二第二章第二节直线与平面平行的判定。主要学习直线和平面平行的判定定理,以及初步应用。它与前面所学习的平面几何中两条直线的位置关系以及立体几何中直线与平面的位置关系等知识都有密切的关系,而其本身就是判断直线与平面平行的的一个重要的方法;同时又是后面将要学习的平面与平面位置关系的基础,又是连接线线平行和面面平行的纽带!
二、教学目标
考虑到学生的接受能力和课容量以及《课程标准》的要求,本节课只要求学生在线面平行定义的基础上探究线面平行的判定定理并进行定理的初步运用。故而本节课教学目标为:
知识方面:通过对图片,实例的观察以及实践操作,初步感知直线与平面平行的判定定理。
能力方面:通过直观感知操作确认归纳线面平行的判定定理,并将归纳用客观论证说明,并能运用判定定理证明一些空间位置关系的简单命题,进一步培养学生的空间观念 情感方面:让学生亲身经历数学研究的过程,体验探索的乐趣,增强学习数学的兴趣
三、教学难点与重点
由于学生的抽象概括能力,空间想象力还有待提高,线面平行的定义比较抽象,要让学生体会“直线与平面无公共点”有一定困难,线面平行的判定的发现有一定隐蔽性,所以我确定本节的重点是:通过观察和操作确认直观感知概括出线面平行的判定定理
难点是:应用反证法客观证明直观感知及确认定理。
四、教学过程
(一)、复习空间直线的位置关系及空间直线与平面的位置关系,为课程的进展做好必备知识的准备
(二).定理的探求
本环节是教学的第一个重点,分四步
a创设情境,感知概念
用多媒体展示日常生活中的常见线面平行的实例提出思考问题:如何判定一条直线与一个平面平行?
b观察归纳,猜想定理
将事例转化为具体的直线与平面,通过提问逐渐引导学生思考平外一条直线与平面内的一条直线平行是否可以得到直线与平面平行。教师用准备好的直角梯形演示平面外一条直线与平面内的一条直线平行时,该直线与平面给人平行的印象,引导学生有直观感受猜想出当直线与平面内一条直线平行时,该直线与平面平行。
c客观证明,确认定理
教师带领学生将猜想出的结果用反证法进行客观的论证说明,确认猜想正确并给出定理的文字描述,及符号描述。这一环节深化猜想,是其具有较强的确定性,使学生经历从实际背景中抽象出几何概念的全过程,从而形成完整和正确的概念,最后通过客观证明,加紧学生对定理形成,这种立足于感性认识的归纳过程,即由特殊到一般,由具体到抽象,既有利于学生对定理本质的理解,又使学生的抽象思维得到发展,培养学生几何直观能力。d质疑反思,深化定理
强调定理中的条件以及应注意的问题。
判断正误:如果a,b是两条直线,并且a平行于b,那么a平行于经过b的任何平面
(突出一条线在面内,一条线在面外)
强调深化平面与直线平行的必须条件a在平面内,b在平面外,a平行于b
(三)定理初步应用
课本例一
空间四边形相邻两边中点的连线,平行于经过另外两边的平面
考虑到学生处于初学阶段,此题可以帮助学生由线面的感性认识上升的理性认识。练习,第一题,找出长方体ABCD-A’B’C’D’与AB平行的面及与AA’平行的面,与AD平行的面。让学生对定理的条件进一步理解加深巩固。
(四)反思提高,小结课程
教师给出问题:
1.通过这节课的学习,你学会了哪些线面平行的方法?
2.证明线面平行时,注意哪些问题?
侧重三点:
(1)归纳线面平行的判断方法
一、定义
二、判定定理
(2)说明本课蕴含转化、类比、归纳、猜想等数学思想方法,强调“平面化”是解决立体几何问题的一般思路
(五)布置作业
在学习定理之后,让学生自己应用定理自主做题,通过运用更深刻的掌握定理,加深巩固。
五、板书设计(略)
六、教学媒体使用
在教学过程中,用多媒体展示复习的知识,以及教学过程中的图片,使学生在较短的时间内回顾所学知识,并直观感受生活中直线与平面平行的例子,将抽象的想象用多媒体展示图片具体化,并提高课堂时间的利用率。
七、教法学法
教法:通过对大量实例、图片的观察感知,模型的分析猜想,实验直观感知发现线面平行的判定定理。学生在问题的带动下,进行主动的思维活动,经历从现实生活中抽象出几何图形和几何问题的过程,体会转化、归纳、猜想等数学思想方法在解决问题中的作用,发展学生的合情推理能力和空间想象力,培养学生的质疑、思辨、创新的精神。并在课程结束时,对整堂课的内容进行归纳总结,使学生能够系统的掌握所学知识。
学法:课前安排学生列举生活中线面平行的实例,从中体现出学生活跃的思维,浓厚的兴趣,强烈的参与意识和自主探究能力,在初中学生已经掌握了平面内证明线线平行的方法,前面又刚刚学过在空间中直线的位置关系,以及直线与平面的位置关系,对空间概念的建立有一定基础,因而以采用观察归纳猜想论证的方法学习本课。
八、教学反思
班级:姓名:
【学习目标】
1.理解直线与平面平行的性质定理的含义.2.会用图形、文字、符号语言准确地描述直线与平面平行的性质定理,并知道其
地位和作用,证明一些空间线面平行关系的简单问题.【重点、难点】
直线与平面平行的性质定理的应用.【课前自主学案】
一、(看书本P58—P59)
探究(1)如果一条直线与一个平面平行,那
么这条直线与这个平面内的直线有哪些位置
关系?
(2)如果一条直线与一个平面平行,那么这
条直线与这个平面内的所有直线平行吗?把“所有”改成“无数”呢?
(3)教室内日光灯管所在的直线与地面平行,如何在地面上作一条直线与灯管所
在的直线平行?
二、直线与平面平行的性质定理:。
符号表示为:
图形表示:
三、例题自学P59例3例4
【知能优化训练】
如图,空间四边形ABCD被一平面所截,截面EFGH是平行四边形,求证:
(1)EF//平面BCD; A(2)DC//平面EFGH.F BD
课题:§ 3.1.2 两条直线平行与垂直的判定
教材:普通高中课程标准实验教科书(人教A版)必修(二)第三章第一节第二部分内容
课时:1课时
下面,我从背景分析、教学目标设计、课堂结构设计、教学媒体设计、教学过程设计及教学评价设计六个方面对本节课的思考进行说明。
一、背景分析:
1、学习任务分析:
直线与方程是平面解析几何初步的第一章,主要内容是用坐标法研究平面上最基本、最简单的几何图形——直线。学习本章,既能为进一步学习解析几何的圆、圆锥曲线、线性规划、以及导数、微分等做好知识上的必要准备,又能为今后灵活运用解析几何的基本思想和方法打好坚实的基础。
本节课是在学生学习了直线的倾斜角、斜率概念和斜率公式等知识的基础上,进一步探究如何用直线的斜率判定两条直线平行与垂直的位置关系。核心内容是两条直线平行与垂直的判定。它既是直线斜率概念的深化和简单应用,也是后续内容学习的重要基础。因此,我认为本节课的教学重点为:根据两条直线斜率判定两条直线平行与垂直。
用斜率判定两条直线的位置关系,体现了用代数方法研究几何问题的思想,这是贯穿于本节乃至本章内容始终的一种思想方法,它是解析几何研究问题的基本思想,本质还是数形结合。因此体会数形结合的数学思想也是本节课的教学任务之一。
2、学情分析:
在初中数学中,学生已学习过两条直线平行与垂直的判定。对两条直线平行与垂直的几何判断方法并不陌生,并且具备了一些初步推理能力。但用两条直线的斜率判定两条直线平行与垂直,是用代数方法研究几何问题,学生面对的是一种全新的思维方法,首次接触会感到不习惯。按说要学好本节内容,学生还需具备三角函数的有关知识,但此前学生并没有这方面的知识储备。尤其是对诱导公式的认识是有一定困难的。因而要导出两条直线垂直的斜率条件,学生会感到困难。因此,我以为本节课的教学难点为:探究两条直线斜率与两条直线垂直的关系。
二、教学目标设计:
《课程标准》指出本节课的学习目标是:能根据斜率判定两条直线平行或垂直。根据《课标》要求和本节教学内容,并考虑学生的接受能力,我把本节课的教学目标确定为:
1、能根据斜率判定两条直线平行或垂直。
2、体验、经历用斜率研究两条直线的位置关系的过程与方法,通过两条直线斜率之间的.关系解释几何含义即初步体会数形结合思想。
3、感受坐标法对沟通代数与几何、数与形之间联系的重要作用。
三、课堂结构设计:
本节课从总体上讲是一节原理及简单的应用教学,诱思探究教学理论认为高中的数学课堂应该是学生在自主探究、动手实践、合作交流、阅读自学等学习方式下,师生之间、学生之间进行愉快而有效的多边互动。结合本节课知识的逻辑关系,我按照以下顺序安排本节课的教学:
即先让学生回顾上节课学习的内容创设问题情景,通过学生自主探究,归纳和抽象得出两条直线平行与垂直的判定条件。然后通过例题和练习使学生巩固判定条件,接着通过拓展提升,使学生进一步加深对判定条件的理解,最后通过课堂小结提高学生的认识,形成知识体系。
四、教学媒体设计:
根据本节课的教学任务以及学生学习的需要,教学媒体的设计如下:
1、多媒体辅助教学:
制作高效实用的多媒体课件。其一,在探索两条直线垂直的判定条件时,利用几何画板展示探究的过程,让学生直观感知、操作确认自己的猜想是正确的,加深学生对判定条件的理解。其二,改变相关内容的呈现方式,节约课时,增加课堂容量。
2、设计科学合理的板书:为使学生对本节课所学习的内容有一个整体的认识,教学时将重要内容进行板书,如:
§3.1.2两条直线平行与垂直的判定
结论1: 结论2、例1、例2、变式训练1: 变式训练2:
五、教学过程设计:
下面我就课堂教学的各个环节的设计做简单的说明。
(一)创设情景,引入新课:
活动一:
1、什么叫倾斜角?它的范围是什么?
2、什么叫斜率?如何计算呢?
3、已知直线 经过A(1,3)、B(-1,-1),直线 经过C(2,2)、D(1,0)①计算直线 的斜率; ②在直角坐标系中画出直线。
给学生约30秒的时间思考问题1、2,请学生口述答案,老师强调注意的条件。通过解决问题3,学生发现k1= k2,并观察出 是平行的,学生很自然发现两条直线的斜率与位置有着某种联系,从而引出本节课的课题。
设计意图:一方面通过回顾,巩固上节课的教学内容,并为本节课做好知识方面的准备。另一方面也为引出本节课的课题。同时也是为了培养学生发现问题,提出问题的能力,激发学生运用旧知探求新知的欲望。也是为了体现由特殊到一般的认知规律。
(二)新知的探究与应用:
1、两条直线平行的判定:
说明:为了降低难度,设定两条直线不重合且有斜率存在。
(1)设置问题,归纳结论
设两条直线 与 的斜率分别为 与。
活动二:
1、当 时,与 满足怎样的关系?
给学生约30秒的时间思考、整理,请学生表述推导过程,教师板演。
归纳:。
2、反之,当 时,两条直线 与 有怎样的位置关系?
学生通过思考,很快得出直线,但要明确其中的原理势必受到三角函数基础知识的限制,教师可给予适当的讲解。
归纳:
结论:两条直线有斜率且不重合,如果它们平行,那么它们的斜率相等;反之,如果它们的斜率相等,那么它们平行,即
设计意图:(1)培养学生运用已有知识解决新问题的能力;(2)培养学生自主探究问题的习惯;(3)让学生体验探究两条直线斜率与直线的位置关系的过程,更好的理解两直线平行的条件。
(2)应用举例:
例1、已知A(2,3),B(-4,0)P(-3,2),Q(-1,3),试判断直线AB与直线PQ的位置关系,并证明你的结论.给学生约1分钟的时间思考,然后老师进行简要的分析,最后由师生共同完成证明过程。
设计意图:直接应用新知解决数学问题,同时也为学生规范表达数学过程做出示范。体会用代数方法解决几何问题的思想方法。
变式训练1:已知四边形ABCD的四个顶点分别为A(-7,0)、B(2,-3)、C(5,6)、D(-4,9),试判断四边形ABCD的形状,并给出证明。
由学生独立完成,其中一人上黑板板演,教师巡视并给予必要的指导.在做完此题时,细心的学生会发现它可能还是一个正方形,如何判断呢?引出下一个探究的问题:斜率之间有何关系时两条直线垂直?
设计意图:(1)培养学生应用新知独立解决数学问题的能力。(2)为了发现问题,提出问题。也为下一环节做好铺垫。
2、两条直线垂直的判定:
说明:为了降低难度,设定两条直线的斜率是存在。
(1)设置问题,归纳结论
活动三:
1、当 时,它们的斜率k1与k2有何关系?
探究:(1)直线 且 的倾斜角为300,的倾斜角为1200,k1与k2的关系.(2)直线 且 的倾斜角为600,的倾斜角为1500,k1与k2的关系
由学生自主探究,得出。
猜想:任意两条直线垂直时,此时老师利用几何画板直观演示任意两条相互垂直时直线斜率之积为-1.,验证猜想的可靠性。
提出问题:我们能否证明上述结论呢?
该结论的证明过程涉及到三角函数的相关知识,学生无法完成。教师通过分析、讲解,完成证明过程。
归纳:
2、反之,当 时,直线 与 有怎样的位置关系?
学生思考后得出 与 是垂直的。由于结论的证明涉及三角函数的相关知识,完成证明很困难,老师利用几何画板直观演示,验证两条直线的斜率之积为-1,它们是相互垂直的即可。
归纳:
结论:如果两条直线有斜率,且它们互相垂直,那么它们的斜率之积等于-1;反之,如果它们的斜率之积等于-1,那么它们互相垂直,即
设计意图:(1)为了更容易突破本节课的教学难点,更好的理解两直线垂直的条件。(2)为了使学生的认识符合从具体到抽象,从特殊到一般的认知规律。(3)充分渗透了数形结合的数学思想。
(2)应用举例:
例2:已知A(-6,0)、B(3,6)、P(0,3)、Q(6,-6),试判断直线AB与直线PQ的位置关系。
给学生约30秒的时间思考,然后老师进行简要的分析,最后由师生共同完成证明过程。接着与学生一同解决变式训练1提出的判断平行四边形ABCD是否是正方形,前后呼应,给学生留下一个完整的影响。
设计意图:直接应用新知解决数学问题,同时也为学生规范表达数学过程做出示范。体会用代数方法解决几何问题的思想方法。
变式训练2: 判断下面两条直线的位置关系:
直线 经过两点A(3,1),B(-2,0),直线 经过点P(1,-4),且斜率为-5,则 __。(学生思考,口答即可)。
变式训练3:已知A(5,-1)、B(1,1)、C(2,3)三点,试判断△ABC的形状。
由学生独立完成,其中一人上黑板板演,教师巡视并给予必要的指导.设计意图:(1)培养学生应用新知独立解决数学问题的能力。(2)体会用代数方法解决几何问题的思想方法。
(三)拓展提升:
1、若直线 的斜率不存在,则直线 的斜率为多少时?直线 和 :
(1)平行;(2)垂直。
给学生约30秒的时间思考,请一位学生口述答案,教师在黑板上画出相应结论的图像。
归纳(一般情况):
2.若直线 与 的斜率相等,则 与 一定平行吗?
给学生约30秒的时间思考,请一位学生口述答案,教师出示结果。
(此结论是利用斜率证明三点共线的)
变式训练3:
已知A(1,-1)、B(2,1)、C(0,-3),这三点是否在同一条直线上,为什么?
设计意图:对特殊情况做出补充:即直线的斜率不存在时,两条直线平行与垂直的判定方法。使得学生对平行与垂直的判定有更全面的认识。拓宽学生的知识面,使所学的知识系统化。
(四)课堂小结:
1、本节课我们学习了哪些新知识?新方法?
2、在应用这些新知识时应注意哪些问题?
3、在本节课的学习中运用了哪些数学思想?
学生发言,相互补充,教师点评,然后师生共同概括总结:
知识:
1.两条直线有斜率且不重合,如果它们平行,那么它们的斜率相等;反之,如果它们的斜率相等,那么它们平行,即
2.如果两条直线有斜率,且它们互相垂直,那么它们的斜率之积等于-1;反之,如果它们的斜率之积等于-1,那么它们互相垂直,即
方法:代数方法研究几何问题。
思想:数行结合思想。
设计意图:通过对所学内容进行小结,使学生既学习了知识又培养了能力,并对所学内容有一个更全面的认识。
(五)、布置作业:
1、课本p89习题3.1 a组 6、72、思考题:
已知三个点A(2,2),B(-5,1),C(3,-5),试求第四个点d的坐标,使这四个点构成平行四边形。
设计意图:(1)作业1是直接应用,模仿练习。
(2)作业2是供学有余力的学生选做。旨在培养学生创造性的能力。
六、教学评价设计:
评价方式的转变是课程改革的一大亮点。课标指出:相对于结果,过程更能反映每个学生的发展变化,体现出学生成长的历程。因此,数学学习的评价既要重视结果,也要重视过程。结合“课标”对数学学习的评价建议,对本节课的教学我主要通过以下几种方式进行:
1、通过学生的自主探究、合作交流、以及与学生的问答交流,发现其思维过程,在鼓励的基础上,纠正偏差,并对其进行定性的评价。
2、在学生讨论、交流、合作时,教师通过观察,就个别或整体参与活动的态度和表现做出评价,以此来调动学生参与活动的积极性。
3、通过应用来检验学生学习的效果,并在讲评中,肯定优点,指出不足。
4、通过作业,反馈信息,再次对本节课做出评价,以便查漏补缺。
以上是我对本节课的一些说明,不妥之处,敬请各位老师批评指正。谢谢﹗
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[基础练习]
1.下列命题正确的是()
A 一直线与平面平行,则它与平面内任一直线平行
B 一直线与平面平行,则平面内有且只有一个直线与已知直线平行
C 一直线与平面平行,则平面内有无数直线与已知直线平行,它们在平面内彼此平行
D 一直线与平面平行,则平面内任意直线都与已知直线异面
2.若直线l与平面α的一条平行线平行,则l和α的位置关系是()
AlB l//C l或l//D l和相交
3.若直线a在平面α内,直线a,b是异面直线,则直线b和α平面的位置关系是()
A.相交B。平行C。相交或平行D。相交且垂直
4.下列各命题:
(1)经过两条平行直线中一条直线的平面必平行于另一条直线;
(2)若一条直线平行于两相交平面,则这条直线和交线平行;
(3)空间四边形中三条边的中点所确定平面和这个空间四边形的两条对角线都平行。
其中假命题的个数为()
A0B 1C 2D
35.E、F、G分别是四面体ABCD的棱BC、CD、DA的中点,则此四面体中与过E、F、G的截面平
行的棱的条数是()
A.0B 1C 2D
36.直线与平面平行的充要条件是
A.直线与平面内的一条直线平行B。直线与平面内的两条直线不相交
C.直线与平面内的任一直线都不相交D。直线与平行内的无数条直线平行
7.若直线上有两点P、Q到平面α的距离相等,则直线l与平面α的位置关系是()
A平行B相交C平行或相交D 或平行、或相交、或在内
8.a,b为两异面直线,下列结论正确的是()
A 过不在a,b上的任何一点,可作一个平面与a,b都平行
B 过不在a,b上的任一点,可作一直线与a,b都相交
C 过不在a,b上任一点,可作一直线与a,b都平行
D 过a可以并且只可以作一个平面与b平行
9.判断下列命题是否正确:
(1)过平面外一点可作无数条直线与这个平面平行()
(2)若直线l,则l不可能与α内无数条直线相交()
(3)若直线l与平面α不平行,则l与α内任一直线都不平行()
(4)经过两条平行线中一条直线的平面平行于另一条直线()
(5)若平面α内有一条直线和直线l异面,则l()
10.过直线外一点和这条直线平行的平面有个。
11.直线a//b,a//平面α,则b与平面α的位置关系是。
12.A是两异面直线a,b外一点,过A最多可作个平面同时与a,b平行。
13.A、B两点到平面α的距离分别是3、5,M是的AB中点,则M到平面α的距离是。
14.P为平行四边形ABCD外一点,E是PA的中点,O是AC和BD的交点,求证:OE//平面PBC。
15.求证:如果一条直线和两相交平面平行,那么这条直线就和它们的交线平行。
[深化练习]
16.ABCD是空间四边形,E、F、G、H分别是四边上的点,它们共面,并且AC//平面EFGH,BD//平面EFGH,AC=m,BD=n当EFGH为菱形时,AE:EB=.17.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AB=CD=a,求证:四边形MNPQ的周长为定值。
C
18.已知P、Q是单位正方体ABCD-A1B1C1D1的面AA1D1D、面A1B1C1D1中心。
(1)求线段PQ的长;
(2)证明:PQ//平面AA1B1B。
DD
[参考答案]
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
例题3,如图,E、F是平行四边形ABCD对角线AC上两点,BE∥DF,求证:AFCE.A DB
例题
7、如图,E,F是ABCD的对角线AC上两点,AF=CE.
求证:(1)△AFD≌△CEB.
(2)四边形DFBE是平行四边形.(利用两种不同的方法)
例题8.如图,已知在▱ABCD中,E、F是对角线BD上的两点,BE=DF,点G、H分别在BA和DC的延长线上,且AG=CH,连接GE、EH、HF、FG.
(1)求证:四边形GEHF是平行四边形;
(2)若点G、H分别在线段BA和DC上,其余条件不变,则(1)中的结论是否成立?(不用说明理由)
例题9.(2011•资阳)如图,已知四边形ABCD为平行四边形,AE⊥BD于E,CF⊥BD于F.(1)求证:BE=DF;
(2)若 M、N分别为边AD、BC上的点,且DM=BN,试判断四边形MENF的形状(不必说明理由).
F
数学必修21.2.2直线与平面平行(预习案)
【学习目标】:1.通过预习,初步掌握空间直线与平面的位置关系,直线与
平面平行的判定定理。
2.记录自己在预习过程中遇到的疑难问题和困惑的知识点,学习正课时有的放矢。
【课前预习】
一、知识链接,温故知新:
1,在空间中,两条直线的位置关系有哪几种?
2,我们学习过的证明两直线平行的依据有哪些?
二、自主学习
1、在空间中,直线与平面的位置关系有哪几种?如何分类?
2、数学来源于生活,你能举出哪些在日常生活中给我们直线与平面平行
形象的例子?
【我的收获】:
一、背景分析:
直线与平面垂直是直线和平面相交中的一种特殊情况,它是空间中线线垂直位臵关系的拓展,又是面面垂直的基础,是空间中垂直位臵关系间转化的重心,同时它又是直线和平面所成的角等内容的基础,因而它是点、直线、平面间位臵关系中的核心概念之一.
对直线与平面垂直的定义的研究遵循“直观感知、抽象概括”的认知过程展开,而对直线与平面垂直的判定定理的研究则遵循“直观感知、操作确认、归纳总结、初步运用”的认知过程展开,通过该内容的学习,能进一步培养学生空间想象能力,发展学生的合情推理能力和一定的推理论证能力,同时体会“平面化”思想和“降维”思想.
教学重点:直观感知、操作确认,概括出直线与平面垂直的定义和判定定理.
二、学情分析:
学生已经学习了直线、平面平行的判定及性质,学习了两直线(共面或异面)互相垂直的位臵关系,有了“通过观察、操作并抽象概括等活动获得数学结论”的体会,有了一定的空间想象能力、几何直观能力和推理论证能力.
在直线与平面垂直的判定定理中,为什么至少要两条直线,并且是两条相交直线,学生的理解有一定的困难,因为定义中“任一条直线”指的是“所有直线”,这种用“有限”代替“无限”的过程导致学生形成理解上的思维障碍.同时,由于学生的空间想象能力、推理论证能力有待进一步加强,在直线与平面垂直判定定理的运用中,不知如何选择平面内的两条相交直线证线面垂直(抑或选择平面证线面垂直从而得到线线垂直)导致证明过程中无从着手或发生错误. 教学难点:操作确认并概括出直线与平面垂直的判定定理及初步运用.
三、教学目标:
1.借助对图片、实例的观察,抽象概括出直线与平面垂直的定义.
2.通过直观感知、操作确认,归纳、概括出直线与平面垂直的判定定理.
3.能运用直线与平面垂直的判定定理,证明与直线和平面垂直有关的简单命题。
四、教学过程:
环节一:(复习引入)
1.直线和平面的位臵关系是什么?
(1)直线在平面内(无数个公共点)(2)直线和平面相交(有且只有一个公共点)(3)直线和平面平行(没有公共点)2.线面平行的判定定理的内容是什么?
如果平面外的一条直线和平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行.3.线面平行的性质定理的内容是什么?
如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行
设计意图:通过对所学知识的提问与回答能使学生较快的进入到课堂情景 环节二:观察归纳直线与平面垂直的定义 1.直观感知
问题1:请同学们观察图片,说出旗杆与地面、大桥桥柱与水面是什么位臵关系?你能举出一些类似的例子吗?
设计意图:从实际背景出发,直观感知直线和平面垂直的位臵关系,使学生在头脑中产生直线与地面垂直的初步印象,为下一步的数学抽象做准备.
师生活动:观察图片,引导学生举出更多直线与平面垂直的例子,如教室内直立的墙角线和地面位臵关系,桌子腿与地面的位臵关系,直立书的书脊与桌面的位臵关系等,由此引出课题.
2.探究:什么叫做直线和平面垂直呢?当直线与平面垂直时,此直线与平面内的所有直线的关系又怎样呢?
我们已经学过直线和平面平行的判定和性质,知道直线和平面平行的问题可转化为考察直线和平面内直线平行的关系, 直线和平面垂直的问题同样可以转化为考察一条直线和一个平面内直线的关系,然后加以解决.
问题2:(1)如图1,在阳光下观察直立于地面旗杆AB及它在地面的影子BC,旗杆所在的直线与影子所在直线位臵关系是什么?
(2)旗杆AB与地面上任意一条不过旗杆底部B的直线B1C1的位臵关系又是什么?
随着时间的变化,尽管影子的位臵在移动,但是旗杆所在的直线始终与影子所在的直线垂直(如图),事实上,旗杆AB所在直线与地面内任意一条不过点B的直线也是垂直的。设计意图:引导学生用“平面化”的思想来思考问题,通过观察,感知直线与平面垂直的本质属性.
师生活动:教师用多媒体课件演示旗杆在地面上的影子随着时间的变化而移动的过程,引导学生得出旗杆所在直线与地面内的直线都垂直.
3.抽象概括
问题
3、通过上述观察分析,你认为应该如何定义一条直线与一个平面垂直?
设计意图:让学生归纳、概括出直线与平面垂直的定义.
师生活动:学生思考作答,教师补充完善,指出定义中的“任意一条直线”与“所有直线”是同意词,定义是说这条直线和平面内所有直线垂直.同时给出线面垂直的记法与画法.
定义:如果直线l与平面α内的任意一条直线都垂直,我们就说直线 l与平面α互相垂直,记作: l⊥α.直线l叫做平面α的垂线,平面α叫做直线l的垂面.直线与平面垂直时,它们唯一的公共点P叫做垂足.
画法:画直线与平面垂直时,通常把直线画成与表示平面的平行四边形的一边垂直,4.辩析举例
辨析:下列命题是否正确,为什么?
(1)如果一条直线垂直于一个平面内的无数条直线,那么这条直线与这个平面垂直.
(2)如果一条直线垂直一个平面,那么这条直线就垂直于这个平面内的任一直线.
设计意图:通过问题辨析,加深概念的理解,掌握概念的本质属性.由(1)使学生明确定义中的“任意一条直线”是“所有直线”的意思,定义的实质就是直线与平面内所有直线都垂直.由(2)使学生明确,线面垂直的定义既是线面垂直的判定又是性质,线线垂直与线面垂直可以相互转化.
师生活动:命题(1)判断中引导学生用三角板两直角边表两垂直直线,桌面表平面举出反例.教师利用三角板和教鞭进行演示,将一块大直角三角板的一条直角边AC放在讲台上演示,这时另一 条直角边BC就和讲台上的一条直线(即三角板与桌面的交线AC)垂直,但它不一定和讲台桌面垂直.在此基础上在讲台上放一根和AC平行的教鞭EF并平行移动,那么BC始终和EF垂直,但它不一定和讲台桌面垂直,如图3.
对命题(2)的判断 归纳常用命题。
利用定义,我们得到了判定线面垂直的最基本方法,同时也得到了线面垂直的最基本的性质
环节三:探究发现直线与平面垂直的判定定理
1.观察猜想
虽然可以根据定义判定直线与平面垂直,但这种方法实际上难以实施.有没有比较方便可行的方法来判断直线和平面垂直呢?
问题
4、(1)如果直线与平面内一条直线垂直,则直线和平面是否垂直?
(2)如果直线 与平面内两条直线垂直,则直线与平面是否垂直?
如果两条直线平行 如果两条直线相交?
设计意图:采用类比思想将线面关系引导到线线关系。
问题5:观察跨栏、简易木架等实物,你能猜想出判断一条直线与一个平面垂直的方法吗?
设计意图:通过问题思考与实例分析,寻找具有可操作性的判定方法,体验有限与无限之间的辩证关系.
师生活动:引导学生观察思考,给出猜想:一条直线与一个平面内两相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直.
2.操作确认
问题6:如图4,请同学们拿出准备好的一块(任意)三角形的纸片,我们一起来做一个实验:过△ABC的顶点A翻折纸片,得到折痕AD,将翻折后的纸片竖起放臵在桌面上,(BD、DC与桌面接触).观察并思考:
(1)折痕AD与桌面垂直吗?如何翻折才能使折痕AD与桌面所在的平面垂直?
(2)由折痕AD⊥BC,翻折之后垂直关系,即AD⊥CD,AD⊥BD发生变化吗?由此你能得到什么结论? 设计意图:通过实验,引导学生独立发现直线与平面垂直的条件,培养学生的动手操作能力和几何直观能力.
师生活动:在折纸试验中,学生会出现“垂直”与“不垂直”两种情况,引导学生进行交流,根据直线与平面垂直的定义分析“不垂直”的原因.学生再次折纸,进而探究直线与平面垂直的条件,经过讨论交流,使学生发现只要保证折痕AD是BC边上的高,即AD⊥BC,翻折后折痕AD就与桌面垂直,再利用多媒体演示翻折过程,增强几何直观性.
3.合情推理
问题7:根据上面的试验,结合两条相交直线确定一个平面的事实,你能给出直线与平面垂直的判定方法吗?
设计意图:引导学生根据直观感知及已有知识经验,进行合情推理,获得判定定理.
师生活动:教师引导学生回忆出“两条相交直线确定一个平面”,以及直观过程中获得的感知,将“与平面内所有直线垂直”逐步归结到“与平面内两条相交直线垂直”,进而归纳出直线与平面垂直的判定定理.同时指出要判断一条直线与一个平面是否垂直,取决于在这个平面内能否找到两条相交直线和已知直线垂直,至于这两条相交直线是否和已知直线有公共点是无关紧要的.定理充分体现了“直线与平面垂直”与“直线与直线垂直”相互转化的数学思想.
定理:一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直.
用符号语言表示为:
环节四:例题示范,巩固新知
例
1、如图,已知a∥b,a⊥α 求证:b⊥α
师生活动:教师引导学生分析思路,可利用线面垂直的定义证,也可用判定定理证,提示辅助线的添法,将思路集中在如何在平面内α内找到两条与直线b垂直的相交直线上.另外,再引导学生将已知条件具体化的过程中,逐步明确根据异面直线所成角的概念解决问题.学生练习本上完成,对照课本完善自己的解题步骤.同时指出:本例结果可以作为直线和平面垂直的又一个判定定理.这样判定一条直线与已知平面垂直,可以用这条直线垂直于平面两条相交直线来证明,也可以用这条直线的平行直线垂直于平面来证明.设计意图:初步感受如何运用直线与平面垂直的判定定理与定义解决问题,明确运用线面垂直判定定理的条件.
环节五:巩固练习,强化新知
巩固练习1:如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,(1)请找出与平面ABCD垂直的棱所在的直线 ;(2)请列举与直线A1A垂直的平面 ;
(3)你能找出一条与平面D1DBB1垂直的直线吗?
设计意图:进一步感受如何运用直线与平面垂直的判定定理证明线面垂直,体会转化思想在证题中的作用,发展学生的几何直观能力与一定的推理论证能力,同时教师板书证明格式。
巩固练习2:若把正方体切成四棱锥(1)
吗?
吗?
吗?
(2)若在PC的中点为E,则(3)若AD中点为M,PB的中点为N,则设计意图:围绕正方体的切割,通过一系列有梯度问题的设计,给学生一种既熟悉又陌生的感觉,让学生动脑,进一步围绕判定定理来解决问题,使知识升华。
环节六:小结升华: 小结:
1、思路引领:要证明线面垂直的问题,可以通过证明线线垂直来实现.2、友情提示:平面内的这两条直线必须相交;
3、学习重点:直线与平面垂直的定义及判定定理
4、数学思想及方法:
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