人教A版（2019）高一數(shù)學(xué)必修第二冊(cè)-平面與平面垂直性質(zhì)及應(yīng)用-1教案

教案教學(xué)基本信息課題平面與平面垂直性質(zhì)及應(yīng)用學(xué)科數(shù)學(xué)學(xué)段：高一年級(jí)高一教材書(shū)名：普通高中教科書(shū)數(shù)學(xué)必修第二冊(cè)出版社：人民教育出版社出版日期：2019年6月姓名單位設(shè)計(jì)者陳義明北京市順義牛欄山第一中學(xué)實(shí)施者陳義明北京市順義牛欄山第一中學(xué)指導(dǎo)者孫楓李淑敬、趙賀北京市順義牛欄山第一中學(xué)北京市順義區(qū)教育研究和教師研修中心課件制作者陳義明北京市順義牛欄山第一中學(xué)其他參與者教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)本節(jié)課主要掌握平面與平面垂直的性質(zhì)定理并能夠初步運(yùn)用性質(zhì)定理解決問(wèn)題；對(duì)“垂直”關(guān)系進(jìn)行梳理，理解直線(xiàn)與直線(xiàn)垂直、直線(xiàn)與平面垂直、平面與平面垂直的判定與性質(zhì)之間的關(guān)系，體會(huì)“降維”思想在立體幾何中的應(yīng)用.教學(xué)過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生直觀想象、邏輯推理能力的發(fā)展.教學(xué)過(guò)程(表格描述)教學(xué)環(huán)節(jié)主要教學(xué)活動(dòng)設(shè)置意圖引入前面我們研究了平面與平面垂直的判定，下面我們來(lái)研究平面與平面垂直的性質(zhì).也就是在兩個(gè)平面互相垂直的條件下，能推出哪些結(jié)論.如果兩個(gè)平面互相垂直，根據(jù)以往的研究經(jīng)驗(yàn)，我們從哪兒入手開(kāi)始研究呢？我們可以先研究一個(gè)平面內(nèi)的直線(xiàn)與另一個(gè)平面具有怎樣的位置關(guān)系.平面與平面垂直的判定與性質(zhì)是我們研究的兩個(gè)方面，性質(zhì)的出發(fā)點(diǎn)是已知兩個(gè)平面垂直，那么按照立體幾何中“降維”的思想，很自然想到可以從“直線(xiàn)與平面”的位置關(guān)系入手進(jìn)行研究.新課【探究】如圖，設(shè).則內(nèi)任意一條直線(xiàn)與是什么關(guān)系？相應(yīng)地，與有什么位置關(guān)系？為什么？顯然，與平行或相交.（1）當(dāng)時(shí)，；（2）當(dāng)與相交時(shí)，與也相交.平行關(guān)系我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)研究過(guò)了，下面我們來(lái)研究特殊的相交情況，即的情況.【思考】當(dāng)時(shí)，與是什么位置關(guān)系？設(shè)與的交點(diǎn)為，過(guò)點(diǎn)在內(nèi)作直線(xiàn)，則直線(xiàn)所成的角就是二面角的平面角.由，則.（平面與平面垂直的定義）又因?yàn)椋?則有.由此，我們得到平面與平面垂直的性質(zhì)定理：定理兩個(gè)平面垂直，如果一個(gè)平面內(nèi)有一條直線(xiàn)垂直于這兩個(gè)平面的交線(xiàn)，那么這條直線(xiàn)與另一個(gè)平面垂直.用符號(hào)語(yǔ)言表示如下：已知平面，直線(xiàn).若，且，則有用圖形表示如下圖：這個(gè)定理說(shuō)明，由平面與平面垂直可以得到直線(xiàn)與平面垂直.這個(gè)定理可以用于解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題.例如，裝修房子時(shí)，要在墻壁上畫(huà)出與地面垂直的直線(xiàn)，只需在墻面上畫(huà)出地面與墻面交線(xiàn)的垂線(xiàn)即可.【探究2】設(shè)，點(diǎn)在平面內(nèi)，過(guò)點(diǎn)作平面的垂線(xiàn)，直線(xiàn)與平面具有什么位置關(guān)系？設(shè)，過(guò)點(diǎn)在平面內(nèi)作直線(xiàn)，根據(jù)平面與平面的性質(zhì)定理知，.因?yàn)檫^(guò)一點(diǎn)有且只有一條直線(xiàn)與平面垂直，所以直線(xiàn)與直線(xiàn)重合，因此有.此結(jié)論說(shuō)明，若兩個(gè)平面垂直，則過(guò)一個(gè)平面內(nèi)的點(diǎn)且垂直于另一個(gè)平面的直線(xiàn)必在此平面內(nèi).（垂直于兩個(gè)平面的交線(xiàn)）對(duì)于兩個(gè)平面互相垂直的性質(zhì)，我們前面探究了一個(gè)平面內(nèi)的直線(xiàn)與另一個(gè)平面的特殊位置關(guān)系.如果直線(xiàn)不在平面內(nèi)，或者把直線(xiàn)換成平面，你又能得到哪些結(jié)論？希望同學(xué)們能在課下進(jìn)行探究.本探究問(wèn)題的方法包含了兩個(gè)層次：1.將面面關(guān)系轉(zhuǎn)化為線(xiàn)面關(guān)系；2.在一個(gè)平面內(nèi)研究線(xiàn)線(xiàn)關(guān)系，再?gòu)木€(xiàn)線(xiàn)關(guān)系出發(fā)研究線(xiàn)面關(guān)系.這樣做更加易于學(xué)生接受.進(jìn)一步熟悉平面與平面垂直的概念以及線(xiàn)面垂直的判定定理.實(shí)現(xiàn)定理三種語(yǔ)言之間的統(tǒng)一，便于學(xué)生直觀理解.此結(jié)論一定程度上可以看做是平面與平面垂直性質(zhì)定理的逆定理，它也實(shí)現(xiàn)了從“面面關(guān)系”到“線(xiàn)線(xiàn)關(guān)系”的“降維”過(guò)程.例題例題如圖，已知，直線(xiàn)判斷與的關(guān)系.例題已知,,求證：.例題如圖，已知PA⊥平面ABC，平面PAB⊥平面PBC．求證：BC⊥平面PAB．例題如圖，四棱錐V-ABCD的底面是矩形，側(cè)面VAB⊥底面ABCD，又VB⊥平面VAD．求證：平面VBC⊥平面VAC．例題如圖，三棱柱ABC-A'B'C'的側(cè)棱與底面垂直，AC=9，BC=12，AB=15，AA'=12，點(diǎn)D是AB的中點(diǎn)．（1）求證：AC⊥B'C；（2）求證：AC'∥平面CDB'．例題如圖，已知平面α⊥平面β，直線(xiàn)a⊥β，aα，判斷a與α的位置關(guān)系．例題已知平面α⊥平面β，平面γ∥平面α．求證：γ⊥β．例題如圖，已知平面滿(mǎn)足，求證：.課堂練習(xí)如圖，在三棱錐A-BCD中，AB⊥AD，BC⊥BD，平面ABD⊥平面BCD．求證：AD⊥AC．課堂練習(xí)如圖，已知四棱錐P-ABCD中，底面ABCD為正方形，側(cè)面PDC是正三角形，且側(cè)面PDC⊥底面ABCD，E是PC的中點(diǎn)．（1）求證：平面BDE⊥平面PBC；（2）求二面角B-DE-C的余弦值．課堂練習(xí)如圖，在矩形ABCD中，AB=2AD，E為DC的中點(diǎn)．以AE為折痕將△ADE折起，使D到達(dá)點(diǎn)P的位置，且平面PAE⊥平面ABCE．（1）求證：BE⊥PA；（2）對(duì)于線(xiàn)段PB上任意一點(diǎn)M，是否都有PA⊥EM成立？請(qǐng)證明你的結(jié)論．課堂練習(xí)如圖所示，正方形ABCD和四邊形ACEF所在的平面互相垂直，EF∥AC，AB=，CE=EF=1．（1）求證：AF∥平面BDE；（2）求證：CF⊥平面BDE．進(jìn)一步熟悉平面與平面垂直的性質(zhì)定理，體會(huì)直線(xiàn)、平面之間位置關(guān)系的相互轉(zhuǎn)化；在證明過(guò)程中要厘清證明的思路，強(qiáng)調(diào)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗鸵?guī)范的書(shū)寫(xiě)，進(jìn)一步提高學(xué)生的邏輯推理能力.前面采用是“在一個(gè)平面內(nèi)找一條直線(xiàn)，研究它與另一個(gè)平面的特殊位置關(guān)系”的方法，此處幾個(gè)例題是從另一個(gè)角度進(jìn)行研究：即如果直線(xiàn)不在平面內(nèi)或者直線(xiàn)變成平面的情況.從而深化對(duì)平面與平面垂直性質(zhì)定理的理解.總結(jié)至此，直線(xiàn)、平面間的垂直關(guān)系我們就討論完了.由我們的討論知道：1.由直線(xiàn)與直線(xiàn)垂直可以判定直線(xiàn)與平面垂直；由直線(xiàn)與平面的垂直的定義可以得到直線(xiàn)與直線(xiàn)垂直；2.由直線(xiàn)與平面垂直可以判定平面與平面垂直；而由平面與平面垂直的性質(zhì)可以得到直線(xiàn)與平面垂直.這進(jìn)一步揭示了直線(xiàn)、平面之間的位置關(guān)系可以互相轉(zhuǎn)化.性質(zhì)性質(zhì)判定判定直線(xiàn)與直線(xiàn)垂直直線(xiàn)與平面垂直平面與平面垂直將直線(xiàn)、平面之間的垂直關(guān)系進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)一步體會(huì)直線(xiàn)、平面之間位置關(guān)系的相互轉(zhuǎn)化.作業(yè)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）如果，那么平面內(nèi)所有直線(xiàn)都垂直于平面.（）（2）如果，那么平面內(nèi)一定存在直線(xiàn)平行于平面.（）（3）如果平面不垂直于平面，那么平面垂直于內(nèi)一定不存在直線(xiàn)平面.（）2.若，且，則下列命題中正確的個(gè)數(shù)是（）（1）平面內(nèi)的直線(xiàn)必垂直于平面內(nèi)的任意一條直線(xiàn).（2）平面內(nèi)的已知直線(xiàn)必垂直于平面內(nèi)的無(wú)數(shù)條直線(xiàn).（3）平面內(nèi)的任一條直線(xiàn)必垂直于平面.（4）過(guò)平面內(nèi)任意一點(diǎn)作交線(xiàn)的垂線(xiàn)，則此垂線(xiàn)必垂直于平面.（A）3