人教版高中数学 2.1.2空间中直线与直线之间的位置关系课件 北师大必修2.ppt

2.1.2空间中直线与直线之间的位置关系2021/8/9 星期一1课标新理念课标新理念一、知识与技能一、知识与技能1、理解掌握异面直线的概念，并了解空间两直线的位置关系。、理解掌握异面直线的概念，并了解空间两直线的位置关系。2、理解异面直线所成角及掌握其求法。、理解异面直线所成角及掌握其求法。3、了解何为异面垂直。、了解何为异面垂直。二、过程与方法二、过程与方法 通过研究空间直线的位置关系，体验异面垂直、异面直线所成通过研究空间直线的位置关系，体验异面垂直、异面直线所成角的探究过程。角的探究过程。三、情感、态度与价值观三、情感、态度与价值观 通过实例，充分开拓自己的视野，发展空间观念，培养我们的通过实例，充分开拓自己的视野，发展空间观念，培养我们的空间想象力。空间想象力。重难点解读重难点解读【重点重点】空间中直线与直线间的三种关系及判断。空间中直线与直线间的三种关系及判断。【难点难点】异面直线的垂直与所成角的判断、求解。异面直线的垂直与所成角的判断、求解。2021/8/9 星期一2ABCD复习与准备：平面内两条直线的位置关系复习与准备：平面内两条直线的位置关系相交直线相交直线平行直线平行直线相交直线相交直线（有一个公共点）（有一个公共点）平行直线平行直线（无公共点）（无公共点）两路相交两路相交立交桥立交桥立交桥中立交桥中,两条路线两条路线AB,CDaboab既不平行，又不相交既不平行，又不相交NEXTBACK2021/8/9 星期一32021/8/9 星期一4六 角 螺 母abcdef2021/8/9 星期一5NEXTBACK2021/8/9 星期一6练习练习1：在教室里找出几对异面直线的例子。：在教室里找出几对异面直线的例子。2021/8/9 星期一7NEXTBACK 两直线异面的判别二两直线异面的判别二:两条直线两条直线不同在任何一个平面内不同在任何一个平面内.1.异面直线的定义异面直线的定义:不同在不同在 任何任何 一个平面内的两条直线叫做异面直线。一个平面内的两条直线叫做异面直线。两直线异面的判别一两直线异面的判别一:两条直线两条直线 既不相交、又不平行既不相交、又不平行.注注12021/8/9 星期一8a与与b是是相交相交直线直线a与与b是是平行平行直线直线a与与b是是异面异面直线直线abM答：不一定：它们可能异面，可能相交，也可能平行。答：不一定：它们可能异面，可能相交，也可能平行。分别在两个平面内的两条直线是否一定异面？分别在两个平面内的两条直线是否一定异面？abab合作探究一合作探究一NEXTBACK2021/8/9 星期一92.异面直线的画法异面直线的画法说明说明:画异面直线时画异面直线时,为了为了体现体现 它们不共面的特点。它们不共面的特点。常借常借 助一个或两个平面来衬托助一个或两个平面来衬托.如图：aabaAbb(1)(3)(2)NEXTBACK2021/8/9 星期一10合作探究二合作探究二如图是一个正方体的展开图如图是一个正方体的展开图,如果将它如果将它还原为正方体还原为正方体,那么那么 AB,CD,EF,GH 这四条线段所在直线是异面直线的有这四条线段所在直线是异面直线的有 对对?FHCBEDGA3NEXTBACK2021/8/9 星期一113.异面直线所成的角异面直线所成的角 在平面内在平面内,两条直线相交成四两条直线相交成四个角个角,其中不大于其中不大于90度的角称为它度的角称为它们的夹角们的夹角,用以刻画一条直线相对用以刻画一条直线相对另一条直线的倾斜程度另一条直线的倾斜程度,如图如图.在空间在空间,如图所示如图所示,正方体正方体ABCDEFGH中中,异面直线异面直线AB相相对于对于HF的倾斜程度可以怎样来的倾斜程度可以怎样来刻画呢刻画呢?ABGFHEDCO(2)问题提出问题提出(1)复习回顾复习回顾NEXTBACK2021/8/9 星期一12(3)解决问题解决问题异面直线所成角的定义异面直线所成角的定义:如图如图,已知两条异面直线已知两条异面直线 a,b,经过空间任一点经过空间任一点O作作 直线直线 a a,b b 则把则把 a 与与 b 所成的锐角所成的锐角(或直角或直角)叫做异面直线所成的角叫做异面直线所成的角(或或夹角夹角).abb aO思想方法思想方法:平移转化成相交直线所成的角平移转化成相交直线所成的角,即化空间图形问题为平面图形问题即化空间图形问题为平面图形问题思考思考:这个角的大小与这个角的大小与O点的位置有关吗点的位置有关吗?即即O点位置点位置不同时不同时,这一角的大小是否改变这一角的大小是否改变?NEXTBACK异面直线所成的角的范围异面直线所成的角的范围(0,90 oo如果两条异面直线如果两条异面直线 a,b 所成的角为直所成的角为直角，我们就称这两角，我们就称这两条直线互相垂直条直线互相垂直,记为记为a b注2a 2021/8/9 星期一13(4)理论支持理论支持abced：我们知道我们知道,在同一平面内在同一平面内,如果两条直线都和第三条直线平行如果两条直线都和第三条直线平行,那么这两条直线互相平行那么这两条直线互相平行.在空间这一规律是否还成立呢在空间这一规律是否还成立呢?观察观察:将一张纸如图进行折叠将一张纸如图进行折叠,则各折痕及边则各折痕及边 a,b,c,d,e,之间有何关系？之间有何关系？a b c d e 公理：公理：在空间平行于同一条直线的两条直线互相平行在空间平行于同一条直线的两条直线互相平行平行线的传递性平行线的传递性NEXTBACK推广推广：在空间平行于一条已知直线的所有直线都互相平行：在空间平行于一条已知直线的所有直线都互相平行2021/8/9 星期一14如果再加上条件AC=BD，那么四边形EFGH是什么图形？答案：菱形例例1：如图：空间四边形ABCD中，E，F，G，H分别是AB，BC，CD，DA的中点。求证：四边形EFGH是平行四边形。证明：连接BD，因为 EH是ABD的中位线，因为 EHFG，且EH=FG，所以四边形EFGH为平行四边形。同理，FGBD，且FG=BD。所以 EHBD，且EH=BD。2021/8/9 星期一15定理（等角定理）：定理（等角定理）：空间中，如果两个角的两边分别对应平行，空间中，如果两个角的两边分别对应平行，那么这两个角相等或互补那么这两个角相等或互补观察观察:如图所示如图所示,长方体长方体ABCD-A1B1C1D1中中,ADC与与A1D1C1,ADC与与A1B1C1两边分别对应平行两边分别对应平行,这两组角的大小这两组角的大小 关系如何关系如何?答答:从图中可看出从图中可看出,ADC=A1D1C1,ADC+A1B1C1=180OD1C1B1A1CABDNEXTBACK：在平面内：在平面内,我们可以证明我们可以证明“如果一个角的两边与另一个角的两如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行，那么这两个角相等或互补边分别平行，那么这两个角相等或互补”空间中这一结论是否仍空间中这一结论是否仍然成立呢？然成立呢？2021/8/9 星期一16定理（等角定理）定理（等角定理）：空间中如果两个角的两边分别平：空间中如果两个角的两边分别平行，那么这两个角相等或互补。行，那么这两个角相等或互补。1232021/8/9 星期一17例例22021/8/9 星期一18ABGFHEDC 如图，正方体如图，正方体ABCD-EFGHABCD-EFGH中中,O,O为侧面为侧面ADHEADHE的中心，求的中心，求 (1)BE(1)BE与与CGCG所成的角？所成的角？(2)FO(2)FO与与BDBD所成的角？所成的角？解解:(1)如图如图:BF CG，EBF(或其补角或其补角)为异面直线为异面直线 BE与与CG所成的角，所成的角，又又 BEF中中 EBF=45 ，所以所以BE与与CG所成的角是所成的角是45ooNEXTBACKO连接连接HA、AF，依题意知依题意知O为为AH中点中点,HFO=30o(2)连接连接FH，所以所以FO与与BD所成的夹角是所成的夹角是30o四边形四边形BFHD为平行四边形，为平行四边形，HF BDHFO(或其补角或其补角)为异面直线为异面直线 FO与与BD所成的角所成的角HD EA，EA FB HD FB=则则AH=HF=FA AFH为等边为等边例例3 32021/8/9 星期一19NEXTBACK 求异面直线所成的角的步骤是求异面直线所成的角的步骤是:一作一作(找找)：作（或找）平行线：作（或找）平行线 二证：证明所作的角为所求的异二证：证明所作的角为所求的异 面直线所成的角。面直线所成的角。三求：在一恰当的三角形中求出三求：在一恰当的三角形中求出角角注42021/8/9 星期一20（1）如上图，观察长方体ABCD-，有没有两条棱所在直线是互相垂直的异面直线？（2）如果两条平行直线中的一条与某一条直线垂直，那么，另一条直线是否也与这条直线垂直？（3）垂直于同一条直线的两条直线是否平行？有有垂直垂直不一定不一定思考思考:2021/8/9 星期一213相等或互补相等或互补课堂练习课堂练习2021/8/9 星期一222、右下图长方体、右下图长方体ABCD-EFGH中中平行平行相交相交异面异面 BD 和和FH是是 直线直线 EC 和和BH是是 直线直线BH 和和DC是是 直线直线BACDEFHG（2）与棱）与棱 A B 所在直线异面的棱共有所在直线异面的棱共有 条条?4分别是分别是：CG、HD、GF、HE课后思考课后思考:这个长方体的棱中共有多少对异面直线这个长方体的棱中共有多少对异面直线?（1）说出以下各对线段的位置关系）说出以下各对线段的位置关系?NEXTBACK2021/8/9 星期一23 如图如图,已知长方体已知长方体ABCD-EFGH中中,AB=,AD=,AE=2 (1)求求BC 和和EG 所成的角是多少度所成的角是多少度?(2)求求AE 和和BG 所成的角是多少度所成的角是多少度?解答：解答：(1)GF BC EGF（或其补角）为所求（或其补角）为所求.Rt EFG中，求得中，求得EGF=45o(2)BF AE FBG（或其补角）为所求（或其补角）为所求,Rt BFG中，求得中，求得FBG=60oNEXTBACKABGFHEDC22021/8/9 星期一24不同在不同在 任何任何 一个平面内的两条直线叫做异面直线。一个平面内的两条直线叫做异面直线。异面直线的定义异面直线的定义:相交直线相交直线 平行直线平行直线异面直线异面直线空间两直线的位置关系空间两直线的位置关系6.课堂小结课堂小结NEXTBACK公理：公理：在空间平行于同一条直线的两条直线互相平行在空间平行于同一条直线的两条直线互相平行异面直线的求法异面直线的求法:一作一作(找找)二证三求二证三求空间中，如果两个角的两边分别对应平行，空间中，如果两个角的两边分别对应平行，那么这两个角相等或互补那么这两个角相等或互补等角定理：等角定理：异面直线的画法异面直线的画法用平面来衬托用平面来衬托异面直线所成的角异面直线所成的角平移，转化为相交直线所成的角平移，转化为相交直线所成的角作业：课本P51页第3,6题;P54页4,6题2021/8/9 星期一252021/8/9 星期一26