高中數學(2.1.1平面)示范教案新人教A版必修2

1、文檔供參考，可復制、編制，期待您的好評與關注！ 第二章 點、直線、平面之間的位置關系本章教材分析 本章將在前一章整體觀察、認識空間幾何體的基礎上，以長方體為載體，使學生在直觀感知的基礎上，認識空間中點、直線、平面之間的位置關系；通過大量圖形的觀察、實驗和說理，使學生進一步了解平行、垂直關系的基本性質以及判定方法，學會準確地使用數學語言表述幾何對象的位置關系，初步體驗公理化思想，培養(yǎng)邏輯思維能力，并用來解決一些簡單的推理論證及應用問題. 本章主要內容：2.1點、直線、平面之間的位置關系，2.2直線、平面平行的判定及其性質，2.3直線、平面垂直的判定及其性質.2.1節(jié)的核心是空間中直線和平面間的位

2、置關系.從知識結構上看，在平面基本性質的基礎上，由易到難順序研究直線和直線、直線和平面、平面和平面的位置關系.本章在培養(yǎng)學生的辯證唯物主義觀點、公理化的思想、空間想象力和思維能力方面，都具有重要的作用.2.2和2.3節(jié)內容的編寫是以“平行”和“垂直”的判定及其性質為主線展開，依次討論直線和平面平行、平面和平面平行的判定和性質；直線和平面垂直、平面和平面垂直的判定和性質. “平行”和“垂直”在定義和描述直線和直線、直線和平面、平面和平面的位置關系中起著重要作用.在本章它集中體現在：空間中平行關系之間的轉化、空間中垂直關系之間的轉化以及空間中垂直與平行關系之間的轉化. 本章教學時間約需12課時，具

3、體分配如下（僅供參考）：2.1.1平面約1課時2.1.2空間中直線與直線之間的位置關系約1課時2.1.3空間中直線與平面之間的位置關系約1課時2.1.4平面與平面之間的位置關系約1課時2.2.1直線與平面平行的判定約1課時2.2.3直線與平面平行的性質約1課時2.2.22.2.4平面與平面平行的判定平面與平面平行的性質約1課時2.3.1直線與平面垂直的判定約1課時2.3.2平面與平面垂直的判定約1課時2.3.3直線與平面垂直的性質約1課時2.3.4平面與平面垂直的性質約1課時本章復習約1課時2.1 空間點、直線、平面之間的位置關系2.1.1 平面整體設計教學分析 平面是最基本的幾何概念,教科書

4、以課桌面、黑板面、海平面等為例,對它只是加以描述而不定義.立體幾何中的平面又不同于上面的例子,是上面例子的抽象和概括,它的特征是無限延展性.為了更準確地理解平面,教材重點介紹了平面的基本性質,即教科書中的三個公理,這也是本節(jié)的重點.另外,本節(jié)還應充分展現三種數學語言的轉換與翻譯,特別注意圖形語言與符號語言的轉換.三維目標1.正確理解平面的幾何概念,掌握平面的基本性質.2.熟練掌握三種數學語言的轉換與翻譯,結合三個公理的應用會證明共點、共線、共面問題.3.通過三種語言的學習讓學生感知數學語言的美,培養(yǎng)學生學習數學的興趣.重點難點 三種數學語言的轉換與翻譯,利用三個公理證明共點、共線、共面問題.課

5、時安排 1課時教學過程導入新課思路1.(情境導入) 大家都看過電視劇西游記吧，如來佛對孫悟空說：“你一個跟頭雖有十萬八千里，但不會跑出我的手掌心”.結果孫悟空真沒有跑出如來佛的手掌心，孫悟空可以看作是一個點，他的運動成為一條直線，大家說如來佛的手掌像什么？對，像一個平面，今天我們開始認識數學中的平面.思路2.(事例導入)觀察長方體（圖1），你能發(fā)現長方體的頂點、棱所在的直線，以及側面、底面之間的關系嗎？圖1 長方體由上、下、前、后、左、右六個面圍成.有些面是平行的，有些面是相交的；有些棱所在的直線與面平行，有些棱所在的直線與面相交；每條棱所在的直線都可以看成是某個面內的直線等等.空間中的點、直

6、線、平面之間有哪些位置關系呢？本節(jié)我們將討論這個問題.推進新課新知探究提出問題怎樣理解平面這一最基本的幾何概念;平面的畫法與表示方法;如何描述點與直線、平面的位置關系？直線與平面有一個公共點，直線是否在平面內？直線與平面至少有幾個公共點才能判斷直線在平面內？根據自己的生活經驗，幾個點能確定一個平面？如果兩個不重合的平面有一個公共點，它們的位置關系如何？請畫圖表示;描述點、直線、平面的位置關系常用幾種語言？自己總結三個公理的有關內容.活動：讓學生先思考或討論，然后再回答，經教師提示、點撥，對回答正確的學生及時表揚，對回答不準確的學生提示引導考慮問題的思路.對有困難的學生可提示如下：回憶我們學過的

7、最基本的概念（原始概念），如點、直線、集合等.我們的桌面看起來像什么圖形？表示平面和表示點、直線一樣，通常用英文字母或希臘字母表示.點在直線上和點在直線外；點在平面內和點在平面外.確定一條直線需要幾個點？引導學生觀察教室的門由幾個點確定.兩個平面不可能僅有一個公共點，因為平面有無限延展性.文字語言、圖形語言、符號語言.平面的基本性質小結.討論結果：平面與我們學過的點、直線、集合等概念一樣都是最基本的概念（不加定義的原始概念），只能通過對它描述加以理解，可以用它定義其他概念，不能用其他概念來定義它，因為它是不加定義的.平面的基本特征是無限延展性，很像如來佛的手掌(吳承恩的立體幾何一定不錯).我們

8、的桌面看起來像平行四邊形，因此平面通常畫成平行四邊形，有些時候我們也可以用圓或三角形等圖形來表示平面，如圖2.平行四邊形的銳角通常畫成45°，且橫邊長等于其鄰邊長的2倍.如果一個平面被另一個平面遮擋住，為了增強它的立體感，我們常把它遮擋的部分用虛線畫出來，如圖3. 圖2 圖3 平面的表示法有如下幾種：（1）在一個希臘字母、的前面加“平面”二字，如平面、平面、平面等，且字母通常寫在平行四邊形的一個銳角內(圖4)；（2）用平行四邊形的四個字母表示，如平面ABCD（圖5）；（3）用表示平行四邊形的兩個相對頂點的字母來表示，如平面AC（圖5）. 圖4 圖5下面我們總結點與直線、平面的位置關系

9、如下表：點A在直線a上（或直線a經過點A）Aa元素與集合間的關系點A在直線a外（或直線a不經過點A）Aa點A在平面內（或平面經過點A）A點A在平面外（或平面不經過點A）A直線上有一個點在平面內，直線沒有全部落在平面內(圖7)，直線上有兩個點在平面內，則直線全部落在平面內.例如用直尺緊貼著玻璃黑板，則直尺落在平面內.公理1：如果一條直線上的兩個點在一個平面內，那么這條直線上所有的點都在這個平面內.這是用文字語言描述，我們也可以用符號語言和圖形語言（圖6）描述. 空間圖形的基本元素是點、直線、平面.從運動的觀點看，點動成線，線動成面，從而可以把直線、平面看成是點的集合，因此它們之間的關系除了用文字

10、和圖形表示外，還可借用集合中的符號語言來表示.規(guī)定直線用兩個大寫的英文字母或一個小寫的英文字母表示，點用一個大寫的英文字母表示，而平面則用一個小寫的希臘字母表示.公理1也可以用符號語言表示：若Aa,Ba,且A,B,則a. 圖6 圖7請同學們用符號語言和圖形語言描述直線與平面相交.若Aa,Ba,且A,B,則a.如圖（圖7）.在生活中，我們常?？梢钥吹竭@樣的現象：三腳架可以牢固地支撐照相機或測量用的平板儀等等. 上述事實和類似的經驗可以歸納為下面的公理.公理2：經過不在同一直線上的三點，有且只有一個平面.如圖（圖8）.圖8公理2刻畫了平面特有的性質，它是確定一個平面位置的依據之一.我們用平行四邊形

11、來表示平面，那么平面是不是只有平行四邊形這么個范圍呢？不是，因為平面是無限延展的.直線是可以落在平面內的，因為直線是無限延伸的，如果平面是有限的，那么無限延伸的直線又怎么能在有限的平面內呢？所以平面具有無限延展的特征.現在我們根據平面的無限延展性來觀察一個現象（課件演示給學生看）.問：兩個平面會不會只有一個公共點？不會，因為平面是無限延展的，應當有很多公共點.正因為平面是無限延展的，所以有一個公共點，必有無數個公共點.那么這無數個公共點在什么位置呢？可見，這無數個公共點在一條直線上. 這說明，如果兩個平面有一個公共點，那么它們有且只有一條通過這個點的公共直線.此時，就說兩平面相交，交線就是公共

12、點的集合，這就是公理3.如圖（圖9），用符號語言表示為：P,且P=l,且Pl.圖9 公理3告訴我們，如果兩個不重合的平面有一個公共點，那么這兩個平面一定相交，且其交線一定過這個公共點.也就是說，如果兩個平面有一個公共點，那么它們必定還有另外一個公共點，只要找出這兩個平面的兩個公共點，就找出了它們的交線. 由此看出公理3不僅給出了兩個平面相交的依據，還告訴我們所有交點在同一條直線上，并給出了找這條交線的方法.描述點、直線、平面的位置關系常用3種語言:文字語言、圖形語言、符號語言.“平面的基本性質”小結：名稱作用公理1判定直線在平面內的依據公理2確定一個平面的依據公理3兩平面相交的依據應用示例思路

13、1例1 如圖10，用符號語言表示下列圖形中點、直線、平面之間的位置關系.圖10活動：學生自己思考或討論，再寫出（最好用實物投影儀展示寫的正確的答案）.教師在學生中巡視，發(fā)現問題及時糾正，并及時評價.解：在（1）中，=l,a=A,a=B.在（2）中，=l,a,b,al=P,bl=P.變式訓練1.畫圖表示下列由集合符號給出的關系：(1)A,B,Al,Bl;(2)a,b,ac,bc=P,=c.解：如圖11.圖112.根據下列條件，畫出圖形.（1）平面平面=l，直線AB，ABl，EAB，直線EF=F，Fl;（2）平面平面=a，ABC的三個頂點滿足條件:Aa，B，Ba，C，Ca.答案：如圖12.圖12點

14、評：圖形語言與符號語言的轉換是本節(jié)的重點，主要有兩種題型：(1)根據圖形，先判斷點、直線、平面的位置關系，然后用符號表示出來.(2)根據符號，想象出點、直線、平面的位置關系，然后用圖形表示出來.例2 已知直線a和直線b相交于點A.求證：過直線a和直線b有且只有一個平面.圖13證明：如圖13,點A是直線a和直線b的交點,在a上取一點B，b上取一點C，根據公理2經過不在同一直線上的三點A、B、C有一個平面，因為A、B在平面內，根據公理1，直線a在平面內,同理直線b在平面內，即平面是經過直線a和直線b的平面.又因為A、B在a上，A、C在b上，所以經過直線a和直線b的平面一定經過點A、B、C.于是根據

15、公理2，經過不共線的三點A、B、C的平面有且只有一個，所以經過直線a和直線b的平面有且只有一個.變式訓練求證：兩兩相交且不共點的四條直線在同一平面內.證明：如圖14，直線a、b、c、d兩兩相交，交點分別為A、B、C、D、E、F,圖14直線a直線b=A,直線a和直線b確定平面設為，即a,b.B、Ca，E、Fb,B、C、E、F.而B、Fc，C、Ed,c、d,即a、b、c、d在同一平面內.點評：在今后的學習中經常遇到證明點和直線共面問題，除公理2外，確定平面的依據還有：(1)直線與直線外一點.(2)兩條相交直線.(3)兩條平行直線.思路2例1 如圖15，已知=EF,A,C、B,BC與EF相交，在圖中

16、分別畫出平面ABC與、的交線.圖15活動：讓學生先思考或討論，然后再回答，經教師提示、點撥，對回答正確的學生及時表揚，對作圖不準確的學生提示引導考慮問題的思路.解：如圖16所示，連接CB，C,B,直線CB.圖16直線CB平面ABC，平面ABC=直線CB.設直線CB與直線EF交于D,=EF,D,D平面ABC.A,A平面ABC，平面ABC=直線AD.變式訓練1.如圖17，AD平面=B,AE平面=C，請畫出直線DE與平面的交點P，并指出點P與直線BC的位置關系.圖17解：AD和AC是相交直線，它們確定一個平面ABC，它與平面的交線為直線BC，DE平面ABC，DE與的交點P在直線BC上.2.如圖18，

17、正方體ABCDA1B1C1D1的棱長為8 cm，M、N、P分別是AB、A1D1、BB1的中點，圖18(1)畫出過M、N、P三點的平面與平面A1B1C1D1的交線，以及與平面BB1C1C的交線.(2)設過M、N、P三點的平面與B1C1交于點Q，求PQ的長.解：(1)設M、N、P三點確定的平面為，則與平面AA1B1B的交線為直線MP，設MPA1B1=R，則RN是與平面A1B1C1D1的交線，設RNB1C1=Q，連接PQ，則PQ是所要畫的平面與平面BB1C1C的交線.如圖18.(2)正方體棱長為8 cm，B1R=BM=4 cm，又A1N=4 cm，B1Q=A1N,B1Q=×4=（cm）.在

18、PB1Q中，B1P=4 cm，B1Q=cm，PQ=cm.點評：公理3給出了兩個平面相交的依據，我們經常利用公理3找兩平面的交點和交線.例2 已知ABC三邊所在直線分別與平面交于P、Q、R三點，求證：P、Q、R三點共線.解：如圖19,A、B、C是不在同一直線上的三點,圖19過A、B、C有一個平面.又AB=P，且AB,點P既在內又在內.設=l,則Pl,同理可證：Ql,Rl,P、Q、R三點共線.變式訓練 三個平面兩兩相交于三條直線，若這三條直線不平行，求證：這三條直線交于一點. 已知平面、兩兩相交于三條直線l1、l2、l3，且l1、l2、l3不平行.求證：l1、l2、l3相交于一點.證明：如圖20，=l1，=l2，=l3，圖20l1，l2，且l1、l2不平行,l1與l2必相交.設l1l2=P，則Pl1,Pl2,P=l3.l1、l2、l3相交于一點P.點評：共點、共線問題是本節(jié)的重點，在高考中也經常考查，其理論依據是公理3.知能訓練 畫一個正方體ABCDABCD，再畫出平面ACD與平面BDC的交線，并