《空间中的垂直关系》教案
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约3000字。
空间中的垂直关系
一. 教学内容:
空间中的垂直关系
二、学习目标
1、掌握直线与平面垂直的定义、判定定理和性质定理,并能运用它们进行论证和解决有关的问题;
2、掌握平面与平面垂直的概念和判定定理、性质定理,并能运用它们进行推理论证和解决有关问题;
3、在研究垂直问题时,要善于应用“转化”和“降维”的思想,通过线线、线面、面面平行与垂直关系的转化,从而使问题获得解决。
三、知识要点
1、直线与平面垂直的定义:如果一条直线和一个平面内的任何一条直线都垂直,那么就称这条直线和这个平面垂直。
2、直线与平面垂直的判定:常用方法有:
①判定定理: .
② b⊥α, a∥b a⊥α;(线面垂直性质定理)
③α∥β,a⊥β a⊥α(面面平行性质定理)
④α⊥β,α∩β=l,a⊥l,a β a⊥α(面面垂直性质定理)
3、直线与平面垂直的性质定理:
①如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直线平行。( a⊥α,b⊥α⇒a∥b)
②直线和平面垂直时,那么该直线就垂直于这个平面内的任何直线( )
4、点到平面的距离的定义: 从平面外一点引这个平面的垂线,这个点和垂足间的线段的长度叫做这个点到平面的距离。
特别注意:点到面的距离可直接向面作垂线,但要考虑垂足的位置,如果垂足的位置不能确定,往往采取由点向面上某一条线作垂线,再证明此垂足即为面的垂足。
5、平面与平面垂直的定义及判定定理:
(1)定义:如果两个相交平面的交线与第三个平面垂直,又这两个平面与第三个平面相交所得的两条交线互相垂直,就说这两个平面互相垂直。
记作:平面α⊥平面β
(2)判定定理:如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直。
(简称:线面垂直,面面垂直)
6、两个平面垂直的性质定理:如果两个平面垂直,那么在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面。(简称:面面垂直,线面垂直。)
思维方式:判定两相交平面垂直的常用方法是:线面垂直,面面垂直;有时用定义也是一种办法。
【典型例题】
例1、(1)对于直线m、n和平面α、β,α⊥β的一个充分条件是( )
A、m⊥n,m∥α,n∥β B、m⊥n,α∩β=m,n α
∥n,n⊥β,m α D、m∥n,n⊥β,m⊥α
(2)设a、b是异面直线,给出下列命题:
①经过直线a有且仅有一个平面平行于直线b;
②经过直线a有且仅有一个平面垂直于直线b;
③存在分别经过直线a和b的两个平行平面;
④存在分别经过直线a和b的两个平面互相垂直。
其中错误的命题为( )
A、①与② B、②与③ C、③与④ D、仅②
(3)已知平面α⊥平面β,m是α内一条直线,n是β内一条直线,且m⊥n,那么,
甲:m⊥β;乙:n⊥α丙:m⊥β或n⊥α;丁:m⊥β且n⊥α。这四个结论中,不正确的三个是( )
解:(1)对于A,平面α与β可以平行,也可以相交,但不垂直。
对B,平面α内直线n垂直于两个平面的交线m,直线n与平面β不一定垂直,平面α、β也不一定垂直。
对D,m⊥α,m∥n则n⊥α,又n⊥β,所以α∥β。
只有∥n,n⊥β则m⊥β又m α,由平面与平面垂直的判定定理得α⊥β。
故选C。
(2)①正确,过a上任一点作b的平行线b′,则ab′确定唯一平面。
②错误,假设成立则b⊥该平面,而a 该平面,∴a⊥b,但a、b异面却不一定垂直。
③正确,分别过a、b上的任一点作b、a的平行线,由各自相交直线所确定的平面即为所求。
④正确,换角度思考两个垂直的平面内各取一直线会出现各种异面形式
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