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直线与平面垂直的性质

作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,高中教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,使高中教师有一个简单易懂的教学思路。怎么才能让高中教案写的更加全面呢?下面的内容是小编为大家整理的直线与平面垂直的性质,相信能对大家有所帮助。

1.6.3直线与平面垂直的性质,平面与平面垂直的性质
一、教学目标
1、知识与技能:(1)使学生掌握直线与平面垂直,平面与平面垂直的性质定理;(2)能运用性质定理解决一些简单问题;(3)了解直线与平面、平面与平面垂直的判定定理和性质定理间的相互联系。
2、过程与方法:(1)让学生在观察物体模型的基础上,进行操作确认,获得对性质定理正确性的认识;(2)性质定理的推理论证。
3、情态与价值:通过“直观感知、操作确认,推理证明”,培养学生空间概念、空间想象能力以及逻辑推理能力。
二、教学重点、难点:两个性质定理的证明。
三、学法与教法
1、学法:直观感知、操作确认,猜想与证明。2、教法:探究讨论法。
四、教学设计
(一)创设情景,揭示课题
问题:若一条直线与一个平面垂直,则可得到什么结论?若两条直线与同一个平面垂直呢?
让学生自由发言,教师不急于下结论,而是继续引导学生:欲知结论怎样,让我们一起来观察、研探。(自然进入课题内容)
(二)研探新知
1、操作确认:观察长方体模型中四条侧棱与同一个底面的位置关系。如图2.3—4,在长方体ABCD—A1B1C1D1中,棱AA1、BB1、CC1、DD1所在直线都垂直于平面ABCD,它们之间是有什么位置关系?(显然互相平行)然后进一步迁移活动:已知直线a⊥α、b⊥α、那么直线a、b一定平行吗?(一定)我们能否证明这一事实的正确性呢?

图2.3-4图2.3-5
2、推理证明
引导学生分析性质定理成立的条件,介绍证明性质定理成立的特殊方法——反证法,
然后师生互动共同完成该推理过程,最后归纳得出:垂直于同一个平面的两条直线平行。
(三)应用巩固
例子:课本P.74例4
做法:教师给出问题,学生思考探究、判断并说理由,教师最后评议。
(四)类比拓展,研探新知
类比上面定理:若在两个平面互相垂直的条件下,又会得出怎样的结论呢?例如:如何在黑板面上画一条与地面垂直的直线?
引导学生观察教室相邻两面墙的交线,容易发现该交线与地面垂直,这时,只要在黑板上画出一条与这交线平行的直线,则所画直线必与地面垂直。然后师生互动,共同完成性质定理的确认与证明,并归纳性质定理:
两个平面垂直,则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直。
(五)巩固深化、发展思维
思考1、设平面α⊥平面β,点P在平面α内,过点P作平面β的垂线a,直线a与平面α具有什么位置关系?(答:直线a必在平面α内)
思考2、已知平面α、β和直线a,若α⊥β,a⊥β,aα,则直线a与平面α具有什么位置关系?
(六)归纳小结,课后巩固
小结:(1)请归纳一下本节学习了什么性质定理,其内容各是什么?
(2)类比两个性质定理,你发现它们之间有何联系?
作业:(1)求证:两条异面直线不能同时和一个平面垂直;
(2)求证:三个两两垂直的平面的交线两两垂直。
五、教后反思:

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直线与平面垂直


经验告诉我们,成功是留给有准备的人。作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,帮助高中教师掌握上课时的教学节奏。你知道怎么写具体的高中教案内容吗?为满足您的需求,小编特地编辑了“直线与平面垂直”,供您参考,希望能够帮助到大家。

第三课时直线与平面垂直、平面与平面垂直的性质

(一)教学目标
1.知识与技能
(1)使学生掌握直线与平面垂直,平面与平面垂直的性质定理;
(2)能运用性质定理解决一些简单问题;
(3)了解直线与平面、平面与平面垂直的判定定理和性质定理间的相互关系.
2.过程与方法
(1)让学生在观察物体模型的基础上,进行操作确认,获得对性质定理正确性的认识;
3.情感、态度与价值观
通过“直观感知、操作确认、推理证明”,培养学生空间概念、空间想象能力以及逻辑推理能力.
(二)教学重点、难点
两个性质定理的证明.
(三)教学方法
学生依据已有知识和方法,在教师指导下,自主地完成定理的证明、问题的转化.
教学过程教学内容师生互动设计意图
新课导入问题1:判定直线和平面垂直的方法有几种?
问题2:若一条直线和一个平面垂直,可得到什么结论?若两条直线与同一个平面垂直呢?师投影问题.学生思考、讨论问题,教师点出主题复习巩固以旧带新
探索新知一、直线与平面垂直的性质定理
1.问题:已知直线a、b和平面,如果,那么直线a、b一定平行吗?
已知
求证:b∥a.
证明:假定b不平行于a,设=0
b′是经过O与直线a平行的直线
∵a∥b′,
∴b′⊥a
即经过同一点O的两线b、b′都与垂直这是不可能的,
因此b∥a.
2.直线与平面垂直的性质定理
垂直于同一个平面的两条直线平行
简化为:线面垂直线线平行生:借助长方体模型AA′、BB′、CC′、DD′所在直线都垂直于平面ABCD,它们之间相互平行,所以结论成立.
师:怎么证明呢?由于无法把两条直线a、b归入到一个平面内,故无法应用平行直线的判定知识,也无法应用公理4,有这种情况下,我们采用“反证法”
师生边分析边板书.
借助模型教学,培养几何直观能力.,反证法证题是一个难点,采用以教师为主,能起到一个示范作用,并提高上课效率.
探索新知二、平面与平面平行的性质定理
1.问题
黑板所在平面与地面所在平面垂直,你能否在黑板上画一条直线与地面垂直?
2.例1设,=CD,,AB⊥CD,AB⊥CD=B求证AB
证明:在内引直线BE⊥CD,垂足为B,则∠ABE是二面角的平面角.由知,AB⊥BE,又AB⊥CD,BE与CD是内的两条相交直线,所以AB⊥
3.平面与平面垂直的性质定理
两个平面垂直,则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直
简记为:面面垂直线面垂直.教师投影问题,学生思考、观察、讨论,然后回答问题
生:借助长方体模型,在长方体ABCD–A′B′C′D′中,面A′ADD′⊥面ABCD,A′A⊥AD,AB⊥A′A

∴A′A⊥面ABCD
故只需在黑板上作一直线与两个平面的交线垂直即可.
师:证明直线和平面垂直一般都转化为证直线和平面内两条交线垂直,现AB⊥CD,需找一条直线与AB垂直,有条件还没有用,能否利用构造一条直线与AB垂直呢?
生:在面内过B作BE⊥CD即可.
师:为什么呢?
学生分析,教师板书

本例题的难点是构造辅助线,采用分析综合法能较好地解决这个问题.
典例分析例2如图,已知平面,,直线a满足,,试判断直线a与平面的位置关系.
解:在内作垂直于与交线的直线b,
因为,所以
因为,所以a∥b.
又因为,所以a∥.
即直线a与平面平行.
例3设平面⊥平面,点P作平面的垂线a,试判断直线a与平面的位置关系?
证明:如图,设=c,过点P在平面内作直线b⊥c,根据平面与平面垂直的性质定理有.
因为过一点有且只有一条直线与平面垂直,所以直线a与直线b垂合,因此.师投影例2并读题
生:平行
师:证明线面平行一般策略是什么?
生:转证线线平行
师:假设内一条直线b∥a则b与的位置关系如何?
生:垂直
师:已知,怎样作直线b?
生:在内作b垂直于、的交线即可.
学生写出证明过程,教师投影.
师投影例3并读题,师生共同分析思路,完成证题过程,然后教师给予评注.
师:利用“同一法”证明问题主要是在按一般途径不易完成问题的情形下,所采用的一种数学方法,这里要求做到两点.一是作出符合题意的直线不易想到,二是证直线b与直线a重合,相对容易一些,本题注意要分类讨论,其结论也可作性质用.巩固所学知识,训练化归能力.

巩固所学知识,训练分类思想化归能力及思维的灵活性.
随堂练习1.判断下列命题是否正确,正确的在括号内画“√”错误的画“×”.
(1)a.垂直于同一条直线的两个平面互相平行.(√)
b.垂直于同一个平面的两条直线互相平行.(√)
c.一条直线在平面内,另一条直线与这个平面垂直,则这两条直线互相垂直.(√)
(2)已知直线a,b和平面,且a⊥b,a⊥,则b与的位置关系是.
答案:b∥或b.
2.(1)下列命题中错误的是(A)
A.如果平面⊥平面,那么平面内所有直线垂直于平面.
B.如果平面⊥平面,那么平面内一定存在直线平行于平面.
C.如果平面不垂直平面,那么平面内一定不存在直线垂直于平面.
D.如果平面⊥平面,平面⊥平面,,那么.
(2)已知两个平面垂直,下列命题(B)
①一个平面内已积压直线必垂直于另一平面内的任意一条直线.
②一个平面内的已知直线必垂直于另一个平面的无数条直线.
③一个平面内的任意一条直线必垂直于另一个平面.
④过一个平面内任意一点作交线的垂线,则此垂线必垂直于另一个平面.
其中正确命题的个数是()
A.3B.2C.1D.0
3.设直线a,b分别在正方体ABCD–A′B′C′D′中两个不同的面所在平面内,欲使a∥b,a,b应满足什么条件?
答案:不相交,不异面
4.已知平面,,直线a,且,,a∥,a⊥AB,试判断直线a与直线的位置关系.
答案:平行、相交或在平面内学生独立完成

巩固、所学知识
归纳总结1.直线和平面垂直的性质
2.平面和平面垂直的性质
3.面面垂直线面垂直线线垂直学生归纳总结,教材再补充完善.回顾、反思、归纳知识提高自我整合知识的能力.
课后作业2.3第三课时习案学生独立完成固化知识
提升能力
备选例题
例1把直角三角板ABC的直角边BC放置桌面,另一条直角边AC与桌面所在的平面垂直,a是内一条直线,若斜边AB与a垂直,则BC是否与a垂直?
【解析】
【评析】若BC与垂直,同理可得AB与也垂直,其实质是三垂线定理及逆定理,证明过程体现了一种重要的数学转化思想方法:“线线垂直→线面垂直→线线垂直”.
例2求证:如果两个平面都垂直于第三个平面,则它们的交线垂直于第三个平面.已知⊥r,⊥r,∩=l,求证:l⊥r.
【分析】根据直线和平面垂直的判定定理可在r内构造两相交直线分别与平面、垂直.或由面面垂直的性质易在、内作出平面r的垂线,再设法证明l与其平行即可.
【证明】法一:如图,设∩r=a,∩r=b,在r内任取一点P.过点P在r内作直线m⊥a,n⊥b.
∵⊥r,⊥r,
∴m⊥a,n⊥(面面垂直的性质).
又∩=l,
∴l⊥m,l⊥n.又m∩n=P,m,nr
∴l⊥r.
法二:如图,设∩r=a,∩r=b,在内作m⊥a,在内作n⊥b.
∵⊥r,⊥r,
∴m⊥r,n⊥r.
∴m∥n,又n,m,
∴m∥,又∩=l,m,
∴m∥l,
又m⊥r,∴l⊥r.
【评析】充分利用面面垂直的性质构造线面垂直是解决本题的关键.证法一充分利用面面垂直、线面垂直、线线垂直相互转化;证法二涉及垂直关系与平行关系之间的转化.此题是线线、面面垂直转化的典型题,通过一题多解,对沟通知识和方法,开拓解题思路是有益的.

直线与平面垂直的判定


第一课时直线与平面垂直的判定

(一)教学目标
1.知识与技能
(1)使学生掌握直线和平面垂直的定义及判定定理;
(2)使学生掌握直线和平面所成的角求法;
(3)培养学生的几何直观能力,使他们在直观感知,操作确认的基础上学会归纳、概括结论.
2.过程与方法
(1)通过教学活动,使学生了解,感受直线和平面垂直的定义的形成过程;
(2)探究判定直线与平面垂直的方法.
3.情态、态度与价值观
培养学生学会从“感性认识”到“理性认识”过程中获取新知.
(二)教学重点、难点
重点:(1)直线与平面垂直的定义和判定定理;
(2)直线和平面所成的角.
难点:直线与平面垂直判定定理的探究.
教学过程教学内容师生互动设计意图
新课导入问题:直线和平面平行的判定方法有几种?师投影问题,学生回答.
生:可用定义可判断,也可依判定定理判断.复习巩固
探索新知一、直线和平面垂直的定义、画法
如果直线l与平面内的任意一条直线都垂直,我们说直线l与平面互相垂直,记作l⊥.直线l叫做平面的垂线,平面叫做直线l的垂面.直线与平面垂直时,它们惟一的公共点P叫做垂足.
画直线与平面垂直时,通常把直线画成与表不平面的平行四边形的一边垂直,如图.
师:日常生活中我们对直线与平面垂直有很多感性认识,如旗杆与地面,桥柱与水面等,你能举出更多的例子来吗?
师:在阳光下观察,直立于地面的旗杆及它在地面的影子,它们的位置关系如何?
生:旗杆与地面内任意一条经B的直线垂直.
师:那么旗杆所在直线与平面内不经过B点的直线位置关系如何,依据是什么?(图)
生:垂直,依据是异面直线垂直的定义.
师:你能尝试给线面垂直下定义吗?
……
师:能否将任意直线改为无数条直线?学生找一反例说明.培养学生的几何直观能力使他们在直观感知,操作确认的基础上学会归纳概括结论.
探索新知二、直线和平面垂直的判定
1.试验如图,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置在桌面上(BD、DC与桌面接触).
(1)折痕AD与桌面垂直吗?
(2)如何翻折才能使折痕AD与桌面所在平面垂直?
2.直线与平面垂直的判定定理:
一条直线与一个平面内两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直.
思考:能否将直线与平面垂直的判定定理中的“两条相交直线”改为一条直线或两条平行直线?师:下面请同学们准备一块三角形的小纸片,我们一起来做一个实验,(投影问题).
学生动手实验,然后回答问题.
生:当且仅当折痕AD是BC边上的高时,AD所在直线与桌面所在平面垂直.
师:此时AD垂直上的一条直线还是两条直线?
生:AD垂直于桌面两条直线,而且这两条直线相交.
师:怎么证明?
生:折痕AD⊥BC,翻折之后垂直关系不变,即AD⊥CD,AD⊥BD
……
师:直线和平面垂直的判定定理体现了“直线与平面垂直”与“直线与直线垂直”互相转化的数学思想.培养学生的几何直观能力使他们在直观感知,操作确认的基础上学会归纳概括结论.
典例剖析例1如图,已知a∥b,a⊥,求证:b⊥.
证明:在平面内作两条相交直线m、n.
因为直线a⊥,根据直线与平面垂直的定义知
a⊥m,a⊥n.
又因为b∥a,
所以b⊥m,b⊥n.
又因为,m、n是两条相交直线,
b⊥.
师:要证b⊥,需证b与内任意一条直线的垂直,又a∥b,问题转化为a与面内任意直线m垂直,这个结论显然成立.
学生依图及分析写出证明过程.
……
师:此结论可以直接利用,判定直线和平面垂直.巩固所知识培养学生转化化归能力、书写表达能力.
探索新知二、直线和平面所成的角
如图,一条直线PA和一个平面相交,但不与这个平面垂直,这条直线叫做这个平面的斜线,斜线的平面的交点A叫做斜足.过斜线上斜足以外的一点向平面引垂线PO,过垂足O和斜足A的直线AO叫做斜线在这个平面上的射影.平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角,叫做这条直线和这个平面所成的角.
一条直线垂直于平面,我们说它们所成的角是直角;一条直线和平面平行,或在平面内,我们说它们所成的角是0°的角.教师借助多媒体直接讲授,注意直线和平面所成的角是分三种情况定义的.借助多媒体讲授,提高上课效率.
典例剖析例2如图,在正方体ABCD–A1B1C1D1中,求A1B和平面A1B1CD所成的角.
分析:找出直线A1B在平面A1B1CD内的射影,就可以求出A1B和平面A1B1CD所成的角.
解:连结BC1交B1C于点O,连结A1O.
设正方体的棱长为a,因为A1B1⊥B1C1,A1B1⊥B1B,所以A1B1⊥平面BCC1B1.
所以A1B1⊥BC1.
又因为BC1⊥B1C,所以B1C⊥平面A1B1CD.
所以A1O为斜线A1B在平面A1B1CD内的射影,∠BA1O为A1B与平面A1B1CD所成的角.
在Rt△A1BO中,
,,
所以,
∠BA1O=30°
因此,直线A1B和平面A1B1CD所成的角为30°.师:此题A1是斜足,要求直线A1B与平面A1B1CD所成的角,关键在于过B点作出(找到,面A1B1CD的垂线,作出(找到)了面A1B1CD的垂线,直线A1B在平面A1B1CD内的射影就知道了,怎样过B作平面A1B1CD的垂线呢?
生:连结BC1即可.
师:能证明吗?
学生分析,教师板书,共同完成求解过程.点拔关键点,突破难点,示范书写及解题步骤.
随堂练习1.如图,在三棱锥V–ABC中,VA=VC,AB=BC,求证:VB⊥AC.
2.过△ABC所在平面外一点P,作PO⊥,垂足为O,连接PA,PB,PC.
(1)若PA=PB=PC,∠C=90°,则点O是AB边的心.
(2)若PA=PB=PC,则点O是△ABC的心.
(3)若PA⊥PB,PB⊥PC,PB⊥PA,则点O是△ABC的.心.
3.两条直线和一个平面所成的角相等,这两条直线一定平行吗?
4.如图,直四棱柱A′B′C′D′–ABCD(侧棱与底面垂直的棱柱称为直棱柱)中,底面四边形ABCD满足什么条件时,A′C⊥B′D′?
学生独立完成
答案:
1.略
2.(1)AB边的中点;(2)点O是△ABC的外心;(3)点O是△ABC的垂心.
3.不一定平行.
4.AC⊥BD.巩固所学知识
归纳总结1.直线和平面垂直的定义判定
2.直线和平面所成的角定义与解答步骤、完善.
3.线线垂直线面垂直学生归纳总结教师补充巩固学习成果,使学生逐步养成爱总结,会总结的习惯和能力.
课后作业2.7第一课时习案学生独立完成强化知识
提升能力
备选例题
例1如图,在空间四边形ABCD中,AB=AD,CB=CD,M为BD中点,作AO⊥MC,交MC于O.求证:AO⊥平面BCD.
【解析】连结AM
∵AB=AD,CB=CD,M为BD中点.
∴BD⊥AM,BD⊥CM.
又AM∩CM=M,∴BD⊥平面ACM.
∵AO平面ACM,∴BD⊥AO.
又MC⊥AO,BD∩MC=M,∴AO⊥平面貌BCD.
【评析】本题为了证明AO⊥平面BCD,先证明了平面BCD内的直线垂直于AO所在的平面.这一方法具有典型性,即为了证明线与面的垂直,需要转化为线与线的垂直;为了解决线与线的垂直,又需转化为另一个线与面的垂直,再化为新的线线垂直.这样互相转化,螺旋式往复,最终使问题得到解决.
例2已知棱长为1的正方体ABCD–A1B1C1D1中,E是A1B1的中点,求直线AE与平面ABC1D1所成的角的正弦值.
【解析】取CD的中点F,连接EF交平面ABC1D1于O,连AO.
由已知正方体,易知EO⊥ABC1D1,所以∠EAO为所求.
在Rt△EOA中,


sin∠EAO=.
所以直线AE与平面ABC1D1所成的角的正弦值为.
【评析】求直线和平面所成角的步骤:
(1)作——作出斜线和平面所成的角;
(2)证——证明所作或找到的角就是所求的角;
(3)求——常用解三角形的方法(通常是解由垂线、斜线、射影所组成的直角形)
(4)答.

直线与平面、平面与平面平行的性质


1.5.3直线与平面、平面与平面平行的性质
一、教学目标
1、知识与技能:(1)掌握直线与平面平行的性质定理及其应用;(2)掌握两个平面平行的性质定理及其应用。
2、过程与方法:学生通过观察与类比,借助实物模型理解性质及应用。
3、情感、态度与价值观:(1)进一步提高学生空间想象能力、思维能力;(2)进一步体会类比的作用;(3)进一步渗透等价转化的思想。
二、教学重点、难点:重点:两个性质定理。难点:(1)性质定理的证明;(2)性质定理的正确运用。
三、学法与教法
1、学法:学生借助实物,通过类比、交流等,得出性质及基本应用。
2、教法:探究讨论法
四、教学过程
(一)、创设情景、引入新课
思考题:教材第60页,思考(1)(2)。学生思考、交流,得出
(1)一条直线与平面平行,并不能保证这个平面内的所有直线都与这个直线平行;
(2)直线a与平面α平行,过直线a的某一平面,若与平面α相交,则直线a就平行于这条交线。
(二)、探究新知
知识探究(一):直线与平面平行的性质分析
思考1:如果直线a与平面α平行,那么直线a与平面α内的直线有哪些位置关系?
思考2:若直线a与平面α平行,那么在平面α内与直线a平行的直线有多少条?这些直线的位置关系如何?
思考3:如果直线a与平面α平行,那么经过直线a的平面与平面α有几种位置关系?
思考4:如果直线a与平面α平行,经过直线a的平面与平面α相交于直线b,那么直线a、b的位置关系如何?为什么?【平行】
思考5:如果直线a与平面α平行,那么经过平面α内一点P且与直线a平行的直线怎样定位?
知识探究(二):直线与平面平行的性质定理
思考1:综上分析,在直线与平面平行的条件下可以得到什么结论?并用文字语言表述之.
定理:一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行。
简记为:线面平行则线线平行。
符号表示:
a∥α
aβ则a∥b
α∩β=b作用:利用该定理可解决直线间的平行问题。作平行线的方法,判断线线平行的依据.
在教师的启发下,师生共同完成该结论的证明过程。
例1、如图所示的一块木料中,棱BC平行于面A′C′.(1)要经过面A′C′内一点P和棱BC将木料锯开,应怎样画线?(2)所画的线与平面AC是什么位置关系?
学生练习,教师准对问题讲评。

例2已知平面外的两条平行直线中的一条平行于这个平面,求证另一条也平行于这个平面.
学生练习,教师准对问题讲评。
知识探究(三):平面与平面平行的性质定理
思考:如果两个平面平行,那么一个平面内的直线与另一个平面内的直线具有什么样的位置关系?
学生借助长方体模型思考、交流得出结论:异面或平行。
再问:平面AC内哪些直线与BD平行?怎么找?

在教师的启发下,师生共同完成该结论及证明过程,
于是得到两个平面平行的性质定理。

定理:如果两个平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行。
符号表示:
α∥β
α∩γ=a则a∥b
β∩γ=b教师指出:可以由平面与平面平行得出直线与直线平行。
例3、课本例4.以讲授为主,引导学生共同完成,逐步培养学生应用定理解题的能力。
(三)自主学习、巩固知识:练习:课本第63页;学生独立完成,教师进行纠正。
(四)归纳整理、整体认识
1、通过对两个性质定理的学习,大家应注意些什么?2、本节课涉及到哪些主要的数学思想方法?
(五)布置作业:课本第65页习题2.2A组第6题。
五、教后反思:

直线与平面垂直的判定(一)


一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备,高中教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,帮助高中教师提高自己的教学质量。写好一份优质的高中教案要怎么做呢?下面是小编帮大家编辑的《直线与平面垂直的判定(一)》,仅供参考,希望能为您提供参考!

一、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,并能正确理解直线与平面垂直的定义。

2.通过直观感知,操作确认,归纳直线与平面垂直判定的定理,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。

3.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。

二、教学重点、难点

1.教学重点:操作确认并概括出直线与平面垂直的定义和判定定理。

2.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、课前准备

1.教师准备:教学课件

2.学生自备:

三角形纸片、铁丝(代表直线)、纸板(代表平面)、三角板

四、教学过程设计

1.直线与平面垂直定义的建构

(1)动体的特征,对“线面垂直”有了一些初浅认识和感知,在高中阶段,创设情境

①请同学们观察图片,说出旗杆与地面、高楼的侧棱与地面的位置有什么关系?

②请把自己的数学书打开直立在桌面上,观察书脊与桌面的位置有什么关系?

③请将①中旗杆与地面的位置关系画出相应的几何图形。

(2)观察归纳

①思考:一条直线与平面垂直时,这条直线与平面内的直线有什么样的位置关系?

②多媒体演示:旗杆与它在地面上影子的位置变化。

③归纳出直线与平面垂直的定义及相关概念。

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。

用符号语言表示为:

(3)辨析(完成下列练习):

①如果一条直线垂直于一个平面内的无数条直线,那么这条直线就与这个平面垂直。

②若a⊥α,bα,则a⊥b。

在创设情境中,学生练习本上画图,教师针对学生出现的问题,如不直观、不标字母等加以强调,并指出这就叫直线与平面垂直,引出课题。

在多媒体演示时,先展示动画1使学生感受到旗杆AB所在直线与过点B的直线都垂直。再展示动画2使学生明确旗杆AB所在直线与地面内任意一条不过点B的直线B1C1也垂直,进而引导学生归纳出直线与平面垂直的定义。

在辨析问题中,解释“无数”与“任何”的不同,并说明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,给出常用命题:

2.直线与平面垂直的判定定理的探究

(1)设置问题情境

提出问题:学校广场上树了一根新旗杆,现要检验它是否与地面垂直,你有什么好办法?

(2)折纸试验

如图,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置在桌面上,(BD、DC与桌面接触).观察并思考:

①折痕AD与桌面垂直吗?

②如何翻折才能使折痕AD与桌面所在的平面垂直?

③多媒体演示翻折过程。

(3)归纳直线与平面垂直的判定定理

①思考: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?

②归纳出直线与平面垂直的判定定理。

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:

在讨论实际问题时,学生同桌合作进行试验(将铁丝当旗杆,桌面当地面)后交流方案,如用直角三角板量一次,量两次等。教师不作点评,说明完成下面的折纸试验后就有结论。

在折纸试验中,学生会出现“垂直”与“不垂直”两种情况,引导这两类学生进行交流,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。

在归纳直线与平面垂直的判定定理时,先让学生叙述结论,不完善的地方教师引导、补充完整,并结合“两条相交直线确定一个平面”的事实,简要说明直线与平面垂直的判定定理。然后,学生试用图形语言表述,练习本上画图,可能出现垂足与两相交直线交点重合的情况(如图),教师加以说明,同时给出符号语言表述。

在理解直线与平面垂直的判定定理时,强调“两条”、“相交”缺一不可,并结合前面“检验旗杆与地面垂直”问题再进行确认。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,这充分体现了“直线与平面垂直”与“直线与直线垂直”相互转化的数学思想。

3.直线与平面垂直的判定定理的初步应用

(1)尝试练习:

求证:与三角形的两条边同时垂直的直线必与第三条边垂直。

学生根据题意画图,将其转化为几何命题:不妨设

请三位同学板演,其余同学在练习本上完成,师生共同评析,明确运用线面垂直判定定理时的具体步骤,防止缺少条件,同时指出:这为证明“线线垂直”提供了一种方法。

(2)尝试练习:如图,有一根旗杆AB高8m,它的顶端A挂有两条长10m的绳子,拉紧绳子并把它的下端放在地面上的两点(和旗杆脚不在同一条直线上)C、D。如果这两点都和旗杆脚B的距离是6m,那么旗杆就和地面垂直.为什么?

本题需要通过计算得到线线垂直。学生练习本上完成后,对照课本P69例1,完善自己的解题步骤。

(3)尝试练习:如图,已知a∥b,a⊥α,求证:b⊥α。

此题有一定难度,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,学生练习本上完成,对照课本P69例2,完善自己的解题步骤。

4.总结反思

(1)通过本节课的学习,你学会了哪些判断直线与平面垂直的方法?

(2)在证明直线与平面垂直时应注意哪些问题?

(3)本节课你还有哪些问题?

学生发言,互相补充,教师点评,归纳出判断直线与平面垂直的方法,给出框图(投影展示),同时,说明本课蕴含着转化、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,并鼓励学生反思,大胆质疑,教师作好记录,以便查缺补漏。

5.布置作业

(1)如图,点P是平行四边形ABCD所在平面外一点,O是对角线AC与BD的交点,且PA=PC,PB=PD.

求证:PO⊥平面ABCD

(2)课本P70练习2

(3)探究:如图,PA⊥圆O所在平面,AB是圆O的直径,C是圆周上一点,则图中有几个直角三角形?由此你认为三棱锥中最多有几个直角三角形?四棱锥呢?

【板书设计】

教学设计说明

在这次新课程数学教学内容中,立体几何不论从教材编排还是教学要求上都发生了很大变化,因而,我在本节课的处理上也作了相应调整,借助多媒体辅助教学,采用“引导—探究式”教学方法。整个教学过程遵循“直观感知—操作确认—归纳总结”的认知规律,注重发展学生的合情推理能力,降低几何证明的难度,同时,加强空间观念的培养,注重知识产生的过程性,具体体现在以下几个方面:

1.线面垂直的定义没有直接给出,而是让学生在对图形、实例的观察感知基础上,借助动画演示帮助学生概括得出,并通过辨析问题深化对定义的理解。这样就避免了学生死记硬背概念,有利于理解数学概念的本质。

2.线面垂直的判定定理不易发现,在教学中,通过创设问题情境引起学生思考,安排折纸试验,讨论交流,给学生充分活动的时间与空间,帮助学生从自己的实践中获取知识。教师尽量少讲,学生能做的事就让他们自己去做,使学生更好的参与教学活动,展开思维,体验探索的乐趣,增强学习数学的兴趣。

3.本节中教师不作例题示范,而是让学生先尝试完成,后讲评明晰。为更好地巩固判定定理,设置了有梯度的练习,其中练习(1)是补充题,是判定定理的最简单的运用。作业中增加了基础题(第1题)和开放性题目(第3题),这样,有助于培养学生的发散思维,使学生在不同的几何体中体会线面垂直关系,发展学生的几何直观能力与一定的推理论证能力。同时,在教学中,始终注重训练学生准确地进行三种语言(文字语言、图形语言和符号语言)的转换,培养运用图形语言进行交流的能力。

4.以问题讨论的方式进行小结,培养学生反思的习惯,鼓励学生对问题多质疑、多概括。

文章来源:http://m.jab88.com/j/12285.html

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