2019-2020年人教A版高中數(shù)學(xué)必修二 2-3-3 直線與平面垂直的性質(zhì) 教案.doc

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2019-2020年人教A版高中數(shù)學(xué)必修二 2-3-3 直線與平面垂直的性質(zhì) 教案 教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)與技能： （1）理解并掌握直線與平面垂直的定義和性質(zhì)定理；能對(duì)定義與性質(zhì)定理進(jìn)行簡(jiǎn)單應(yīng)用 ； （2）通過(guò)對(duì)定義和性質(zhì)定理的探究和運(yùn)用，初步培養(yǎng)學(xué)生的幾何直觀能力和抽象概括能力； （3）通過(guò)對(duì)探究過(guò)程的引導(dǎo)，努力提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究的習(xí)慣. 2.過(guò)程與方法：經(jīng)歷位置關(guān)系判斷的推導(dǎo)過(guò)程，體驗(yàn)由特殊到一般、數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法。使學(xué)生初步學(xué)會(huì)把一些實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為直線和平面的問(wèn)題,關(guān)鍵是要使該問(wèn)題是否滿足直線和平面垂直的性質(zhì)定理，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力 3.情感態(tài)度價(jià)值觀： （1）空間教學(xué)的核心問(wèn)題是讓學(xué)生了解平面的特征，加強(qiáng)與實(shí)際生活的聯(lián)系，以科學(xué)的態(tài)度評(píng)價(jià)身邊的一些現(xiàn)象； （2）用有現(xiàn)實(shí)意義的實(shí)例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索，善于發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新思想。培養(yǎng)學(xué)生掌握“理論來(lái)源于實(shí)踐，并把理論應(yīng)用于實(shí)踐”的辨證思想 重點(diǎn)難點(diǎn) 1.教學(xué)重點(diǎn)：操作確認(rèn)并概括出直線與平面的定義和性質(zhì)定理的過(guò)程及初步應(yīng)用； 2.教學(xué)難點(diǎn)：操作確認(rèn)并概括出直線與平面的定義和性質(zhì)定理的過(guò)程. 教學(xué)過(guò)程： 復(fù)習(xí) 直線與平面垂直的定義：一條直線和平面內(nèi)的任何一條直線都垂直，我們說(shuō)這條直線和這個(gè)平面互相垂直，直線叫做平面的垂線，平面叫做直線的垂面.直線和平面垂直的畫(huà)法及表示如下： 圖1 如圖1，表示方法為：a⊥α. 由直線與平面垂直的定義不難得出：b⊥a. 導(dǎo)入新課 如圖2，長(zhǎng)方體ABCD—A′B′C′D′中，棱AA′、BB′、CC′、DD′所在直線都垂直所在的平面ABCD，它們之間具有什么位置關(guān)系？ 圖2 提出問(wèn)題 ①回憶空間兩直線平行的定義. ②判斷同垂直于一條直線的兩條直線的位置關(guān)系？ ③找出恰當(dāng)空間模型探究同垂直于一個(gè)平面的兩條直線的位置關(guān)系. ④用三種語(yǔ)言描述直線與平面垂直的性質(zhì)定理. ⑤如何理解直線與平面垂直的性質(zhì)定理的地位與作用？ 討論結(jié)果：①如果兩條直線沒(méi)有公共點(diǎn)，我們說(shuō)這兩條直線平行.它的定義是以否定形式給出的，其證明方法多用反證法. ②如圖3，同垂直于一條直線的兩條直線的位置關(guān)系可能是：相交、平行、異面. 圖3 ③如圖4，長(zhǎng)方體ABCD—A′B′C′D′中，棱AA′、BB′、CC′、DD′所在直線都垂直于所在的平面ABCD，它們之間具有什么位置關(guān)系？ 圖4 圖5 棱AA′、BB′、CC′、DD′所在直線都垂直所在的平面ABCD，它們之間互相平行. ④直線和平面垂直的性質(zhì)定理用文字語(yǔ)言表示為： 垂直于同一個(gè)平面的兩條直線平行，也可簡(jiǎn)記為線面垂直、線線平行. 直線和平面垂直的性質(zhì)定理用符號(hào)語(yǔ)言表示為：b∥a. 直線和平面垂直的性質(zhì)定理用圖形語(yǔ)言表示為：如圖5. ⑤直線與平面垂直的性質(zhì)定理不僅揭示了線面之間的關(guān)系，而且揭示了平行與垂直之間的內(nèi)在聯(lián)系. 應(yīng)用示例 例1 證明垂直于同一個(gè)平面的兩條直線平行. 解:已知a⊥α,b⊥α. 求證：a∥b. 圖6 證明：（反證法）如圖6，假定a與b不平行，且b∩α=O,作直線b′，使O∈b′,a∥b′. 直線b′與直線b確定平面β，設(shè)α∩β=c,則O∈c. ∵a⊥α,b⊥α,∴a⊥c,b⊥c. ∵b′∥a,∴b′⊥c.又∵O∈b,O∈b′,bβ,b′β, a∥b′顯然不可能，因此b∥a. 例2 如圖7，已知α∩β=l,EA⊥α于點(diǎn)A,EB⊥β于點(diǎn)B,aα,a⊥AB. 求證:a∥l. 圖7 證明：l⊥平面EAB. 又∵aα,EA⊥α,∴a⊥EA. 又∵a⊥AB,∴a⊥平面EAB. ∴a∥l. 例2 如圖8,已知直線a⊥b，b⊥α，aα. 求證：a∥α. 圖8 證明：在直線a上取一點(diǎn)A，過(guò)A作b′∥b，則b′必與α相交，設(shè)交點(diǎn)為B，過(guò)相交直線a、b′作平面β，設(shè)α∩β=a′, ∵b′∥b，a⊥b,∴a⊥b′.∵b⊥α，b′∥b, ∴b′⊥α. 又∵a′α,∴b′⊥a′. 由a，b′，a′都在平面β內(nèi)，且b′⊥a，b′⊥a′知a∥a′.∴a∥α. 例3 如圖9，已知PA⊥矩形ABCD所在平面，M、N分別是AB、PC的中點(diǎn). （1）求證：MN⊥CD； （2）若∠PDA=45，求證:MN⊥面PCD. 圖9 證明：(1)取PD中點(diǎn)E,又N為PC中點(diǎn),連接NE,則NE∥CD,NE=CD. 又∵AM∥CD,AM=CD, ∴AMNE. ∴四邊形AMNE為平行四邊形. ∴MN∥AE. ∵CD⊥AE. (2)當(dāng)∠PDA=45時(shí),Rt△PAD為等腰直角三角形, 則AE⊥PD.又MN∥AE, ∴MN⊥PD,PD∩CD=D. ∴MN⊥平面PCD. 變式訓(xùn)練 已知a、b、c是平面α內(nèi)相交于一點(diǎn)O的三條直線，而直線l和平面α相交，并且和a、b、c三條直線成等角.求證：l⊥α. 證明：分別在a、b、c上取點(diǎn)A、B、C并使AO=BO=CO.設(shè)l經(jīng)過(guò)O，在l上取一點(diǎn)P，在△POA、△POB、△POC中， ∵PO=PO=PO，AO=BO=CO，∠POA=∠POB=∠POC， ∴△POA≌△POB≌△POC. ∴PA=PB=PC.取AB的中點(diǎn)D, 連接OD、PD，則OD⊥AB，PD⊥AB. ∵PD∩OD=D,∴AB⊥平面POD. ∵PO平面POD,∴PO⊥AB. 同理,可證PO⊥BC. ∵ABα，BCα，AB∩BC=B,∴PO⊥α，即l⊥α. 若l不經(jīng)過(guò)點(diǎn)O時(shí)，可經(jīng)過(guò)點(diǎn)O作l′∥l.用上述方法證明l′⊥α， ∴l(xiāng)⊥α. 課堂練習(xí)： 1．若表示直線，表示平面，下列條件中，能使的是 （ ） 2．已知與是兩條不同的直線，若直線平面，①若直線，則；②若，則；③若，則；④，則。上述判斷正確的是 （ ） ①②③ ②③④ ①③④ ②④ 3．在直四棱柱中，當(dāng)?shù)酌嫠倪呅螡M足條件 時(shí)，有（注：填上你認(rèn)為正確的一種條件即可，不必考慮所有可能的情況） 4、如圖，直三棱柱中，，側(cè)棱，側(cè)面的兩條對(duì)角線交于點(diǎn)，的中點(diǎn)為， 求證：平面 課堂小結(jié) 知識(shí)總結(jié)：利用線面垂直的性質(zhì)定理將線面垂直問(wèn)題轉(zhuǎn)化為線線平行，然后解決證明垂直問(wèn)題、平行問(wèn)題、求角問(wèn)題、求距離問(wèn)題等. 思想方法總結(jié)：轉(zhuǎn)化思想，即把面面關(guān)系轉(zhuǎn)化為線面關(guān)系，把空間問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面問(wèn)題. 作業(yè) 課本習(xí)題2.3 B 組1、2.