约4430字 第11课时 异面直线(二)
教学目标:
会求异面直线所成的角和异面直线间的距离,培养学生的空间想象能力、分析问题、解决问题的能力、逻辑推理能力,使学生初步掌握将空间问题转化为平面问题的数学思想;渗透事物互相转化和理论联系实际的辩证唯物主义观点.
教学重点:
异面直线所成角的计算和异面直线间距离的计算.
教学难点:
异面直线所成角的计算和异面直线间距离的计算.
教学过程:
Ⅰ.复习回顾
[师]上节课我们学习了异面直线所成的角,异面直线间的距离两个概念,请一位同学来叙述一下异面直线所成角的定义.
[生]过空间任意一点O,与异面直线a和b分别平行的直线所成的锐角(或直角)叫做两条异面直线所成的角.
[师]定义不但告诉我们怎样的角叫做异面直线所成的角,而且告诉了我们两异面直线所成角的范围是什么?
[生](0,π2 ]
[师]当两条异面直线所成的角为π2 时,这两条直线______.
[生]垂直、异面垂直.
[师]所以,今后谈到两条直线垂直时,它们可能共面垂直,也可能异面垂直.在学习异面直线间的距离时,首先涉及到一个概念——异面直线的公垂线.怎样的直线称为异面直线的公垂线呢?
[生]与两条异面直线都垂直相交的直线称为异面直线的公垂线.
[师]定义中的要点是什么?
[生]“垂直”“相交”二者缺一不可!
[师]好!把握好公垂线的概念,异面直线间距离的定义就容易掌握了.谁来表述一下异面直线间距离的定义?
[生]两条异面直线的公垂线段的长叫做两条异面直线的距离.
[师]上节课求异面直线所成的角与求两条异面直线的距离,我们讨论了一个比较简单的例子.这节课我们继续来研究两条异面直线所成的角和距离的计算方法.
Ⅱ.新课讨论
[例1]在正方体ABCD—A1B1C1D1中,O1为上底中心,求下列异面直线所成的角.
(1)AB1与BC1;(2)A1B与B1D.
分析:求异面直线所成的角,关键是选择恰当的点,通过平移找到两条异面直线所成的角,找到的这个角还要较好的联系已知,对于(1),同学们看一下,过哪条上的一点,平移另一条好呢?
[生]过A点平移BC1较好,过C1平移AB1也行,但前者
较后者从图形上看更直观.
[师]怎样平移BC1呢?(学生考虑)
[师]连结AD1,则AD1∥BC1,对吗?为什么?
[生]连结AD1,则四边形ABC1D1是平行四边形,所以
AD1∥BC1.
[生]∠D1AB1是异面直线AB1与BC1所成的角.
[师]怎样求其大小呢?
[生]在△D1AB1中求,因为△D1AB1是正三角形,所以∠D1AB1是60°,即AB1与BC1所成的角是60°.
[师]请大家写出此题的解答过程(并请一位同学在黑板上写出).
(1)解:连结AD1,则AD1∥BC1
∴∠D1AB1是异面直线AB1与BC1所成的角
∵△D1AB1是正三角形
∴∠D1AB1=60°
即AB1与BC1所成的角是60°.
[师]下面我们来分析(2),仍然是先平移将异面直线所成的角转化为相交直线所成的角.
(同学试着平移,怎样也不能奏效)
[师]我们来做一个辅助图形:在这个正方体上面放一个同样大小的正方体.(教师在黑板上画一画,或者在投影片上画也行),这样能找到两条异面直线所成的角了吗?
[生]连结B1A2,则B1A2平行于A1B,B1A2与B1D所成的锐角(或直角)是异面直线A1B与B1D所成的角.
[师]怎样求其大小呢?
[生]在△A2B1D中求.
[师]在△A2B1D中怎样求呢?
[生]△A2B1D中,B1D=3 a,B1A2=2 a,A2D=5 a.(如果学生答不来,教师再予以提示),用余弦定理可求得∠A2B1D的大小.
[生甲]知道△A2B1D的三边长度后,通过观察,心算,知A2D2=B1D2+B1A22,所以∠A2B1D=90°,即A1B与B1D所成的角为90°.
[师]请同学们写出解答过程.
(2)解:在这个正方体上面放一个同样大小的正方体如图(黑板上的
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