直线和平面垂直的性质定理
成都理工大学专业-樱知叶留学
直线和平面垂直的性质定理
(1课时) 李忠志
三维目标:
知识与技能
1、 掌握直线与平面垂直的性质。
2、
能运用性质定理解决一些简单问题。
3、 了解垂直的判定定理与性质定理间的相互联系。
过程与方法
培养学生的直观能力,让学生在观察物体模型的基础上,进行<
br>操作确认,获得对性质定理正确性的认识,通过探索发现线面垂直的
性质定理,培养学生的空间想
象能力、发散思维和类比的能力。
情感、态度与价值观
通过实物模型或学生自己制作模型进
行操作演示,让学生参与
到教学活动中来,激发学生的学习欲望和探究精神。
教学重点
直线与平面垂直的性质。
教学难点
性质定理的探求及证明中反证法的学习和掌握。
教学过程
一、问题引入:
问1:垂直于同一条直线的两条直线是否平行?为什么?
问2:平行于同一条直线的两条直线是否平行?为什么?
问3:平行于同一平面的两条直线是否平行?为什么?
问4:垂直于同一平面的两条直线是否平行?为什么?
问5:若
a
,
b
,则
ab
吗?
问6:若
a∥b<
br>,
a
,则
b
吗?
问7:问5的逆命题成立吗?即
a
,
b
,
则
a∥b
吗?
二、推进新课:
直线和平面垂直的性质定理:如果两条
直线同垂直于一个平面,那麽这两条直线平
行。
已知:如图,
a
,b
求证:
ab
证明:(反证法)假定
b
不平行于
a
,则
b
与
a
相交或异面;
(1)若
a
与
b
相交,设
abA
,
∵
a
,b
∴过点
A
有两条直线与平面
垂直,
此与“过一点有且只有一条直线垂直于已知平面”矛盾,
∴
a
与
b
不相交;
(2)若
a
与
b
异面,设
b
O
,过
O
作
b
a
,
∵
a
∴
b
又∵
b
且
bb
O
,
∴过点<
br>O
有直线
b
和
b
垂直于
与过一
点有且只有一条直线一已知平
面垂直矛盾,
∴
b
与
a
不异面,综上假设不成立,
∴
ab
.
三、讲解范例:
例1 已知直线
l
平面
,垂足为
A
,直线
APl
,求证:
AP
在
平面
内
证明:设
AP
与
l
确定的平面为
,
如果
AP
不在
内,则可设
AM
,
∵
l
,∴
lAM
,又∵
APl
,
于是在平面
内过点
A
有两条直线垂直于
l
, <
br>
l
A
P
M
这与过一点有且只有一条直线一已知平面垂直矛盾
,
所以
AP
一定在平面
内
例2 已知一条直线l
和一个平面
平行,求证直线
l
上各点到平
面
的距离相等
证明:过直线
l
上任意两点A、B分别引
平面
的垂线
AA
,BB
,垂足分别为
A
,B
∵
AA
,
BB
∴
AA
BB
设经过直线
AA
,BB
的平面为
,
A<
br>
B
B
B
∵
l
∴
lA
B
∴四边形
AA
为平行四边形
∴
AA
BB
由A、B是直线
l<
br>上任意的两点,可知直线
l
上各点到这个平面距离相
等
问8:如何定义点到平面的距离?直线和平面的距离?
点到平面的距离的定义:从平面外一点
引一个平面的垂线,这个点和
垂足间的距离叫做这个点到这个平面的距离.
直
线和平面的距离的定义:一条直线和一个平面平行,这条直线上任
意一点到平面的距离,叫做这条直线和
平面的距离.
例3.已知:a,b是两条异面直线,a,b,∩=
l
,
AB
是a,b公垂线,交a于A,交b于B
求证:AB∥
l
证明方法一:(利用线面垂直的性质
定理)
过A作
b
∥
b,则a,
b
可确定一平
面γ
∵AB是异面垂线的公垂线,
即ABa,ABb
∴AB
b
∴ABγ
∵aα,bβ,∩=
l
∴
l
a,
l
b
∴
l
b
∴
l
γ
∴AB∥
l
证明方法二:(利用同一平面内垂直于同一直线的两条直线互相平行)
∵AB是异面直线a,b的公垂线,过AB与a作平面γ,γ∩=m
∵a
∴am
又aAB,ABγ
γ
m
a
l
B
n
b
g
α
A
β
∴m∥AB
又过AB作平面g,g∩β=n
同理:n∥AB
∴m∥n,于是有m∥β
又∩=
l
∴m∥
l
∴AB∥
l
例4.在棱长为a正方体ABCDA
1
B
1
C
1
D
1
中,求
点A到下列平面的
距离:
(1)平面A
1
B
1
C
1
D
1
(2)平面A
1
BCD
1
(3)平面A
1
BD(4)平面B
1
CD
1
结论与规律:若
a∥
,则
a
上各点到
的距离等于
a
到
的距离。
1、与空间四边形四顶点距离相等的平面有 个。
与正方体八顶点距离相等的平面有
个。
四、课堂小结:
1、归纳一下本节学习了什么性质定理,其内容个是什么?
2、类比两个性质定理,你发现他们之间有何联系?
五、布置作业:
教材习题2.3A组5,教材习题2.3B组3.
六、课后反思:
本
节课主要是让学生在观察物体模型的基础上,进行操作确
认,获得对性质定理正确性的认识,通过探索发
现线面垂直的性质定
理,学生主动性很强和老师配合的也很好,能积极的思考老师提出的
教学任
务。