直線與平面垂直

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高一 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
第三課時(shí) 直線與平面垂直、平面與平面垂直的性質(zhì)

(一)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)使學(xué)生掌握直線與平面垂直,平面與平面垂直的性質(zhì)定理;
(2)能運(yùn)用性質(zhì)定理解決一些簡(jiǎn)單問(wèn)題;
(3)了解直線與平面、平面與平面垂直的判定定理和性質(zhì)定理間的相互關(guān)系.
2.過(guò)程與方法
(1)讓學(xué)生在觀察物體模型的基礎(chǔ)上,進(jìn)行操作確認(rèn),獲得對(duì)性質(zhì)定理正確性的認(rèn)識(shí);
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)“直觀感知、操作確認(rèn)、推理證明”,培養(yǎng)學(xué)生空間概念、空間想象能力以及邏輯推理能力.
(二)重點(diǎn)、難點(diǎn)
兩個(gè)性質(zhì)定理的證明.
(三)教學(xué)方法
學(xué)生依據(jù)已有知識(shí)和方法,在教師指導(dǎo)下,自主地完成定理的證明、問(wèn)題的轉(zhuǎn)化.
教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容師生互動(dòng)設(shè)計(jì)意圖
新課導(dǎo)入問(wèn)題1:判定直線和平面垂直的方法有幾種?
問(wèn)題2:若一條直線和一個(gè)平面垂直,可得到什么結(jié)論?若兩條直線與同一個(gè)平面垂直呢?師投影問(wèn)題. 學(xué)生思考、討論問(wèn)題,教師點(diǎn)出主題復(fù)習(xí)鞏固以舊帶新
探索新知一、直線與平面垂直的性質(zhì)定理
1.問(wèn)題:已知直線a、b和平面 ,如果 ,那么直線a、b一定平行嗎?
已知
求證:b∥a.
證明:假定b不平行于a,設(shè) =0
b′是經(jīng)過(guò)O與直線a平行的直線
∵a∥b′,
∴b′⊥a
即經(jīng)過(guò)同一點(diǎn)O的兩線b、b′都與 垂直這是不可能的,
因此b∥a.
2.直線與平面垂直的性質(zhì)定理
垂直于同一個(gè)平面的兩條直線平行
簡(jiǎn)化為:線面垂直 線線平行生:借助長(zhǎng)方體模型AA′、BB′、CC′、DD′所在直線都垂直于平面ABCD,它們之間相互平行,所以結(jié)論成立.
師:怎么證明呢?由于無(wú)法把兩條直線a、b歸入到一個(gè)平面內(nèi),故無(wú)法應(yīng)用平行直線的判定知識(shí),也無(wú)法應(yīng)用公理4,有這種情況下,我們采用“反證法”
師生邊分析邊板書(shū).
借助模型教學(xué),培養(yǎng)幾何直觀能力.,反證法證題是一個(gè)難點(diǎn),采用以教師為主,能起到一個(gè)示范作用,并提高上課效率.
探索新知二、平面與平面平行的性質(zhì)定理
1.問(wèn)題
黑板所在平面與地面所在平面垂直,你能否在黑板上畫(huà)一條直線與地面垂直?
2.例1 設(shè) , =CD, ,AB⊥CD,AB⊥CD = B求證AB

證明:在 內(nèi)引直線BE⊥CD,垂足為B,則∠ABE是二面角 的平面角.由 知,AB⊥BE,又AB⊥CD,BE與CD是 內(nèi)的兩條相交直線,所以AB⊥
3.平面與平面垂直的性質(zhì)定理
兩個(gè)平面垂直,則一個(gè)平面內(nèi)垂直于交線的直線與另一個(gè)平面垂直
簡(jiǎn)記為:面面垂直 線面垂直.教師投影問(wèn)題,學(xué)生思考、觀察、討論,然后回答問(wèn)題
生:借助長(zhǎng)方體模型,在長(zhǎng)方體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線與兩個(gè)平面的交線垂直即可.
師:證明直線和平面垂直一般都轉(zhuǎn)化為證直線和平面內(nèi)兩條交線垂直,現(xiàn)AB⊥CD,需找一條直線與AB垂直,有條件 還沒(méi)有用,能否利用 構(gòu)造一條直線與AB垂直呢?
生:在面 內(nèi)過(guò)B作BE⊥CD即可.
師:為什么呢?
學(xué)生分析,教師板書(shū)

本例題的難點(diǎn)是構(gòu)造輔助線,采用分析綜合法能較好地解決這個(gè)問(wèn)題.
典例分析例2 如圖,已知平面 , ,直線a滿足 , ,試判斷直線a與平面 的位置關(guān)系.
解:在 內(nèi)作垂直于 與 交線的直線b,
因?yàn)?,所以
因?yàn)?,所以a∥b.
又因?yàn)?,所以a∥ .
即直線a與平面 平行.
例3 設(shè)平面 ⊥平面 ,點(diǎn)P作平面 的垂線a,試判斷直線a與平面 的位置關(guān)系?
證明:如圖,設(shè) = c,過(guò)點(diǎn)P在平面 內(nèi)作直線b⊥c,根據(jù)平面與平面垂直的性質(zhì)定理有 .
因?yàn)檫^(guò)一點(diǎn)有且只有一條直線與平面 垂直,所以直線a與直線b垂合,因此 .師投影例2并讀題
生:平行
師:證明線面平行一般策略是什么?
生:轉(zhuǎn)證線線平行
師:假設(shè)內(nèi)一條直線b∥a則b與 的位置關(guān)系如何?
生:垂直
師:已知 ,怎樣作直線b?
生:在 內(nèi)作b垂直于 、 的交線即可.
學(xué)生寫(xiě)出證明過(guò)程,教師投影.
師投影例3并讀題,師生共同分析思路,完成證題過(guò)程,然后教師給予評(píng)注.
師:利用“同一法”證明問(wèn)題主要是在按一般途徑不易完成問(wèn)題的情形下,所采用的一種數(shù)學(xué)方法,這里要求做到兩點(diǎn).一是作出符合題意的直線不易想到,二是證直線b與直線a重合,相對(duì)容易一些,本題注意要分類(lèi)討論,其結(jié)論也可作性質(zhì)用.鞏固所學(xué)知識(shí),訓(xùn)練化歸能力.

鞏固所學(xué)知識(shí),訓(xùn)練分類(lèi)思想化歸能力及思維的靈活性.
隨堂練習(xí)1.判斷下列命題是否正確,正確的在括號(hào)內(nèi)畫(huà)“√”錯(cuò)誤的畫(huà)“×”.
(1)a.垂直于同一條直線的兩個(gè)平面互相平行. ( √ )
b.垂直于同一個(gè)平面的兩條直線互相平行. ( √ )
c.一條直線在平面內(nèi),另一條直線與這個(gè)平面垂直,則這兩條直線互相垂直. ( √ )
(2)已知直線a,b和平面 ,且a⊥b,a⊥ ,則b與 的位置關(guān)系是 .
答案:b∥ 或b .
2.(1)下列命題中錯(cuò)誤的是( A )
A.如果平面 ⊥平面 ,那么平面 內(nèi)所有直線垂直于平面 .
B.如果平面 ⊥平面 ,那么平面 內(nèi)一定存在直線平行于平面 .
C.如果平面 不垂直平面 ,那么平面 內(nèi)一定不存在直線垂直于平面 .
D.如果平面 ⊥平面 ,平面 ⊥平面 , ,那么 .
(2)已知兩個(gè)平面垂直,下列命題( B )
①一個(gè)平面內(nèi)已積壓直線必垂直于另一平面內(nèi)的任意一條直線.
②一個(gè)平面內(nèi)的已知直線必垂直于另一個(gè)平面的無(wú)數(shù)條直線.
③一個(gè)平面內(nèi)的任意一條直線必垂直于另一個(gè)平面.
④過(guò)一個(gè)平面內(nèi)任意一點(diǎn)作交線的垂線,則此垂線必垂直于另一個(gè)平面.
其中正確命題的個(gè)數(shù)是( )
A.3 B.2 C.1 D.0
3.設(shè)直線a,b分別在正方體ABCD ? A′B′C′D′中兩個(gè)不同的面所在平面內(nèi),欲使a∥b,a,b應(yīng)滿足什么條件?
答案:不相交,不異面
4.已知平面 , ,直線a,且 , ,a∥ ,a⊥AB,試判斷直線a與直線 的位置關(guān)系.
答案:平行、相交或在平面 內(nèi)學(xué)生獨(dú)立完成

鞏固、所學(xué)知識(shí)
歸納總結(jié)1.直線和平面垂直的性質(zhì)
2.平面和平面垂直的性質(zhì)
3.面面垂直 線面垂直 線線垂直學(xué)生歸納總結(jié),教材再補(bǔ)充完善.回顧、反思、歸納知識(shí)提高自我整合知識(shí)的能力.
課后作業(yè)2.3 第三課時(shí) 習(xí)案學(xué)生獨(dú)立完成固化知識(shí)
提升能力
備選例題
例1 把直角三角板ABC的直角邊BC放置桌面,另一條直角邊AC與桌面所在的平面 垂直,a是 內(nèi)一條直線,若斜邊AB與a垂直,則BC是否與a垂直?
【解析】

【評(píng)析】若BC與 垂直,同理可得AB與 也垂直,其實(shí)質(zhì)是三垂線定理及逆定理,證明過(guò)程體現(xiàn)了一種重要的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想方法:“線線垂直→線面垂直→線線垂直” .
例2 求證:如果兩個(gè)平面都垂直于第三個(gè)平面,則它們的交線垂直于第三個(gè)平面.已知 ⊥r, ⊥r, ∩ = l,求證:l⊥r.
【分析】根據(jù)直線和平面垂直的判定定理可在r內(nèi)構(gòu)造兩相交直線分別與平面 、 垂直.或由面面垂直的性質(zhì)易在 、 內(nèi)作出平面r的垂線,再設(shè)法證明l與其平行即可.
【證明】法一:如圖,設(shè) ∩r = a , ∩r = b,在r內(nèi)任取一點(diǎn)P.過(guò)點(diǎn)P在r內(nèi)作直線m⊥a,n⊥b.
∵ ⊥r, ⊥r,
∴m⊥a,n⊥ (面面垂直的性質(zhì)).
又 ∩ = l,
∴l(xiāng)⊥m,l⊥n.又m∩n = P,m,n r
∴l(xiāng)⊥r.
法二:如圖,設(shè) ∩r = a, ∩r = b,在 內(nèi)作m⊥a,在 內(nèi)作n⊥b.
∵ ⊥r, ⊥r,
∴m⊥r,n⊥r.
∴m∥n,又n ,m ,
∴m∥ ,又 ∩ = l,m ,
∴m∥l,
又m⊥r,∴l(xiāng)⊥r.
【評(píng)析】充分利用面面垂直的性質(zhì)構(gòu)造線面垂直是解決本題的關(guān)鍵.證法一充分利用面面垂直、線面垂直、線線垂直相互轉(zhuǎn)化;證法二涉及垂直關(guān)系與平行關(guān)系之間的轉(zhuǎn)化.此題是線線、面面垂直轉(zhuǎn)化的典型題,通過(guò)一題多解,對(duì)溝通知識(shí)和方法,開(kāi)拓解題思路是有益的.

本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoyi/54981.html

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