高一数学下册《直线平面垂直的判定及其性质》知识点人教版.docx
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1、高一数学下册直线平面垂直的判定及其性质知识点人教版高一数学教案:直线与平面垂直的判定教学设计 高一数学教案:直线与平面垂直的判定教学设计 一、教学目标 1.借助对图片、实例的视察,抽象概括出直线与平面垂直的定义,并能正确理解直线与平面垂直的定义。 2.通过直观感知,操作确认,归纳直线与平面垂直判定的定理,并能运用判定定理证明一些空间位置关系的简洁命题,进一步培育学生的空间观念。 3.让学生亲身经验数学探讨的过程,体验探究的乐趣,增加学习数学的爱好。 二、教学重点、难点 1.教学重点:操作确认并概括出直线与平面垂直的定义和判定定理。 2.教学难点:操作确认并概括出直线与平面垂直的判定定理及初步运
2、用。 三、课前打算 1.老师打算:教学课件 2.学生自备: 三角形纸片、铁丝(代表直线)、纸板(代表平面)、三角板 四、教学过程设计 1.直线与平面垂直定义的建构 (1)创设情境 请同学们视察图片,说出旗杆与地面、高楼的侧棱与地面的位置有什么关系? 请把自己的数学书打开直立在桌面上,视察书脊与桌面的位置有什么关系? 请将中旗杆与地面的位置关系画出相应的几何图形。 (2)视察归纳 思索:一条直线与平面垂直时,这条直线与平面内的直线有什么样的位置关系? 多媒体演示:旗杆与它在地面上影子的位置改变。 归纳出直线与平面垂直的定义及相关概念。 定义:假如直线l与平面内的随意一条直线都垂直,我们就说直线l
3、与平面相互垂直,记作:l. 直线l叫做平面的垂线,平面叫做直线l的垂面直线与平面垂直时,它们唯一的公共点P叫做垂足。 用符号语言表示为: (3)辨析(完成下列练习): 假如一条直线垂直于一个平面内的多数条直线,那么这条直线就与这个平面垂直。 若a,b,则ab。 在创设情境中,学生练习本上画图,老师针对学生出现的问题,如不直观、不标字母等加以强调,并指出这就叫直线与平面垂直,引出课题。 在多媒体演示时,先展示动画1使学生感受到旗杆AB所在直线与过点B的直线都垂直。再展示动画2使学生明确旗杆AB所在直线与地面内随意一条不过点B的直线B1C1也垂直,进而引导学生归纳出直线与平面垂直的定义。 在辨析问
4、题中,说明“多数”与“任何”的不同,并说明线面垂直的定义既是线面垂直的判定又是性质,线线垂直与线面垂直可以相互转化,给出常用命题: 2.直线与平面垂直的判定定理的探究 (1)设置问题情境 提出问题:学校广场上树了一根新旗杆,现要检验它是否与地面垂直,你有什么好方法? (2)折纸试验 如图,请同学们拿出打算好的一块(随意)三角形的纸片,我们一起来做一个试验:过ABC的顶点A翻折纸片,得到折痕AD,将翻折后的纸片竖起放置在桌面上,(BD、DC与桌面接触).视察并思索: 折痕AD与桌面垂直吗? 如何翻折才能使折痕AD与桌面所在的平面垂直? 多媒体演示翻折过程。 (3)归纳直线与平面垂直的判定定理 思
5、索:由折痕ADBC,翻折之后垂直关系,即ADCD,ADBD发生改变吗?由此你能得到什么结论? 归纳出直线与平面垂直的判定定理。 定理:一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直。 用符号语言表示为: 在探讨实际问题时,学生同桌合作进行试验(将铁丝当旗杆,桌面当地面)后沟通方案,如用直角三角板量一次,量两次等。老师不作点评,说明完成下面的折纸试验后就有结论。 在折纸试验中,学生会出现“垂直”与“不垂直”两种状况,引导这两类学生进行沟通,依据直线与平面垂直的定义分析“不垂直”的缘由。学生再次折纸,进而探究直线与平面垂直的条件,经过探讨沟通,使学生发觉只要保证折痕AD是BC边上的
6、高,即ADBC,翻折后折痕AD就与桌面垂直,再利用多媒体演示翻折过程,增加几何直观性。 在归纳直线与平面垂直的判定定理时,先让学生叙述结论,不完善的地方老师引导、补充完整,并结合“两条相交直线确定一个平面”的事实,简要说明直线与平面垂直的判定定理。然后,学生试用图形语言表述,练习本上画图,可能出现垂足与两相交直线交点重合的状况(如图),老师加以说明,同时给出符号语言表述。 在理解直线与平面垂直的判定定理时,强调“两条”、“相交”缺一不行,并结合前面“检验旗杆与地面垂直”问题再进行确认。指出要推断一条直线与一个平面是否垂直,取决于在这个平面内能否找到两条相交直线和已知直线垂直,这充分体现了“直线
7、与平面垂直”与“直线与直线垂直”相互转化的数学思想。 3.直线与平面垂直的判定定理的初步应用 (1)尝试练习: 求证:与三角形的两条边同时垂直的直线必与第三条边垂直。 学生依据题意画图,将其转化为几何命题:不妨设 请三位同学板演,其余同学在练习本上完成,师生共同评析,明确运用线面垂直判定定理时的详细步骤,防止缺少条件,同时指出:这为证明“线线垂直”供应了一种方法。 (2)尝试练习:如图,有一根旗杆AB高8m,它的顶端A挂有两条长10m的绳子,拉紧绳子并把它的下端放在地面上的两点(和旗杆脚不在同一条直线上)C、D。假如这两点都和旗杆脚B的距离是6m,那么旗杆就和地面垂直.为什么? 本题须要通过计
8、算得到线线垂直。学生练习本上完成后,比照课本P69例1,完善自己的解题步骤。 (3)尝试练习:如图,已知ab,a,求证:b。 此题有肯定难度,老师引导学生分析思路,可利用线面垂直的定义证,也可用判定定理证,提示协助线的添法,学生练习本上完成,比照课本P69例2,完善自己的解题步骤。 4.总结反思 (1)通过本节课的学习,你学会了哪些推断直线与平面垂直的方法? (2)在证明直线与平面垂直时应留意哪些问题? (3)本节课你还有哪些问题? 学生发言,相互补充,老师点评,归纳出推断直线与平面垂直的方法,给出框图(投影展示),同时,说明本课蕴含着转化、类比、归纳、猜想等数学思想方法,强调“平面化”是解决
9、立体几何问题的一般思路,并激励学生反思,大胆质疑,老师作好记录,以便查缺补漏。 五.布置作业 (1)如图,点P是平行四边形ABCD所在平面外一点,O是对角线AC与BD的交点,且PA=PC,PB=PD. 求证:PO平面ABCD (2)课本P70 练习2 (3)探究:如图,PA圆O所在平面,AB是圆O的直径,C是圆周上一点,则图中有几个直角三角形?由此你认为三棱锥中最多有几个直角三角形?四棱锥呢? 【板书设计】 教学设计说明 在这次新课程数学教学内容中,立体几何不论从教材编排还是教学要求上都发生了很大改变,因而,我在本节课的处理上也作了相应调整,借助多媒体协助教学,采纳“引导探究式”教学方法。整个
10、教学过程遵循“直观感知操作确认归纳总结”的认知规律,注意发展学生的合情推理实力,降低几何证明的难度,同时,加强空间观念的培育,注意学问产生的过程性,详细体现在以下几个方面: 1.线面垂直的定义没有干脆给出,而是让学生在对图形、实例的视察感知基础上,借助动画演示帮助学生概括得出,并通过辨析问题深化对定义的理解。这样就避开了学生死记硬背概念,有利于理解数学概念的本质。 2.线面垂直的判定定理不易发觉,在教学中,通过创设问题情境引起学生思索,支配折纸试验,探讨沟通,给学生充分活动的时间与空间,帮助学生从自己的实践中获得学问。老师尽量少讲,学生能做的事就让他们自己去做,使学生更好的参加教学活动,绽开思
11、维,体验探究的乐趣,增加学习数学的爱好。 3.本节中老师不作例题示范,而是让学生先尝试完成,后讲评明晰。为更好地巩固判定定理,设置了有梯度的练习,其中练习(1)是补充题,是判定定理的最简洁的运用。作业中增加了基础题(第1题)和开放性题目(第3题),这样,有助于培育学生的发散思维,使学生在不同的几何体中体会线面垂直关系,发展学生的几何直观实力与肯定的推理论证实力。同时,在教学中,始终注意训练学生精确地进行三种语言(文字语言、图形语言和符号语言)的转换,培育运用图形语言进行沟通的实力。 4.以问题探讨的方式进行小结,培育学生反思的习惯,激励学生对问题多质疑、多概括。 高一数学教案:直线与平面垂直的
12、判定优秀教学设计 高一数学教案:直线与平面垂直的判定优秀教学设计 一、内容和内容解析 直线与平面垂直的定义:假如直线与平面内的随意一条直线都垂直,就称直线与平面相互垂直。定义中的“随意一条直线”就是“全部直线”。 直线与平面垂直的判定定理:一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直。定理体现了转化的数学思想:将“直线与平面垂直”的问题转化为“直线与直线垂直”的问题。 直线与平面垂直是直线和平面相交中的一种特别状况,它是空间中线线垂直位置关系的拓展,又是面面垂直的基础,是空间中垂直位置关系间转化的重心,同时它又是直线和平面所成的角等内容的基础,因而它是点、直线、平面间位置关系
13、中的核心概念之一。 对直线与平面垂直的定义的探讨遵循“直观感知、抽象概括”的认知过程绽开,而对直线与平面垂直的判定的探讨则遵循“直观感知、操作确认、归纳总结、初步运用”的认知过程绽开,通过该内容的学习,能进一步培育学生空间想象实力,发展学生的合情推理实力和肯定的推理论证实力,同时体会“平面化”思想和“降维”思想。 教学重点:直观感知、操作确认,概括出直线与平面垂直的定义和判定定理。 二、目标和目标解析 目标:理解直线与平面垂直的意义,驾驭直线与平面垂直的判定定理。 目标解析: 1、借助对图片、实例的视察,抽象概括出直线与平面垂直的定义。 2、通过直观感知、操作确认,归纳、概括出直线与平面垂直的
14、判定定理。 3、能运用直线与平面垂直的判定定理,证明与直线和平面垂直有关的简洁命题:在平面内选择两条相交直线,证明它们与平面外的直线垂直。 4、能运用直线与平面垂直定义证明两条直线垂直,即证明一条直线垂直于另一条直线所在的平面。 三、教学问题诊断分析 学生已经学习了直线、平面平行的判定及性质,学习了两直线(共面或异面)相互垂直的位置关系,有了“通过视察、操作并抽象概括等活动获得数学结论”的体会,有了肯定的空间想象实力、几何直观实力和推理论证实力。 在直线与平面垂直的判定定理中,为什么至少要两条直线,并且是两条相交直线,学生的理解有肯定的困难,因为定义中“任一条直线”指的是“全部直线”,这种用“
15、有限”代替“无限”的过程导致学生形成理解上的思维障碍。同时,由于学生的空间想象实力、推理论证实力有待进一步加强,在直线与平面垂直判定定理的运用中,不知如何选择平面内的两条相交直线证线面垂直(抑或选择平面证线面垂直从而得到线线垂直)导致证明过程中无从着手或发生错误。 教学难点:操作确认并概括出直线与平面垂直的判定定理及初步运用。 四、教学支持条件分析 为了有效实现教学目标,条件许可打算投影仪,多媒体课件,三角板。学生自备学具:三角形纸片、铁丝、三角板。 五、教学过程设计 (一)、视察归纳直线与平面垂直的定义 1、直观感知 问题1:请同学们视察图片,说出旗杆与地面、大桥桥柱与水面是什么位置关系?你
16、能举出一些类似的例子吗? 设计意图:从实际背景动身,直观感知直线和平面垂直的位置关系,使学生在头脑中产生直线与地面垂直的初步印象,为下一步的数学抽象做打算。 师生活动:视察图片,引导学生举出更多直线与平面垂直的例子,如教室内直立的墙角线和地面位置关系,桌子腿与地面的位置关系,直立书的书脊与桌面的位置关系等,由此引出课题。 2、视察思索 思索:如何定义一条直线与一个平面垂直呢? 我们已经学过直线和平面平行的判定和性质,知道直线和平面平行的问题可转化为考察直线和平面内直线平行的关系, 直线和平面垂直的问题同样可以转化为考察一条直线和一个平面内直线的关系,然后加以解决。 问题2:(1)如图1,在阳光
17、下视察直立于地面旗杆AB及它在地面的影子BC,旗杆所在的直线与影子所在直线位置关系是什么? (2)旗杆AB与地面上随意一条不过旗杆底部B的直线B1C1的位置关系又是什么? 设计意图:引导学生用“平面化”的思想来思索问题,通过视察,感知直线与平面垂直的本质属性。 师生活动:老师用多媒体课件演示旗杆在地面上的影子随着时间的改变而移动的过程,引导学生得出旗杆所在直线与地面内的直线都垂直。 3、抽象概括 问题3、通过上述视察分析,你认为应当如何定义一条直线与一个平面垂直? 设计意图:让学生归纳、概括出直线与平面垂直的定义。 师生活动:学生思索作答,老师补充完善,指出定义中的“随意一条直线”与“全部直线
18、”是同意词,定义是说这条直线和平面内全部直线垂直。同时给出线面垂直的记法与画法。 定义:假如直线l与平面内的随意一条直线都垂直,我们就说直线 l与平面相互垂直,记作: l.直线l叫做平面的垂线,平面叫做直线l的垂面直线与平面垂直时,它们唯一的公共点P叫做垂足。 画法:画直线与平面垂直时,通常把直线画成与表示平面的平行四边形的一边垂直,如图2。 4、辩析举例 辨析:下列命题是否正确,为什么? (1)假如一条直线垂直于一个平面内的多数条直线,那么这条直线与这个平面垂直。 (2)假如一条直线垂直一个平面,那么这条直线就垂直于这个平面内的任始终线。 设计意图:通过问题辨析,加深概念的理解,驾驭概念的本
19、质属性。由(1)使学生明确定义中的“随意一条直线”是“全部直线”的意思,定义的实质就是直线与平面内全部直线都垂直。由(2)使学生明确,线面垂直的定义既是线面垂直的判定又是性质,线线垂直与线面垂直可以相互转化。 师生活动:命题(1)推断中引导学生用铁丝表直线,用三角板两直角边表两垂直直线,桌面表平面举出反例。老师利用三角板和教鞭进行演示,将一块大直角三角板的一条直角边AC放在讲台上演示,这时另一 条直角边BC就和讲台上的一条直线(即三角板与桌面的交线AC)垂直,但它不肯定和讲台桌面垂直.在此基础上在讲台上放一根和AC平行的教鞭EF并平行移动,那么BC始终和EF垂直,但它不肯定和讲台桌面垂直,最终
20、老师用多媒体课件展示反例的直观图,如图3。 由命题(2)给出下列常用命题: 这个命题体现了平行关系与垂直关系的联系,它是推断线线垂直的常用方法。 (二)、探究发觉直线与平面垂直的判定定理 1、视察猜想 思索:我们该如何检验学校广场上的旗杆是否与地面垂直? 虽然可以依据定义判定直线与平面垂直,但这种方法事实上难以实施。有没有比较便利可行的方法来推断直线和平面垂直呢? 问题4、视察跨栏、简易木架等实物,你能猜想出推断一条直线与一个平面垂直的方法吗? 设计意图:通过问题思索与实例分析,找寻具有可操作性的判定方法,体验有限与无限之间的辩证关系。 师生活动:引导学生视察思索,给出猜想:一条直线与一个平面
21、内两相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直。 2、操作确认 问题5:如图4,请同学们拿出打算好的一块(随意)三角形的纸片,我们一起来做一个试验:过ABC的顶点A翻折纸片,得到折痕AD,将翻折后的纸片竖起放置在桌面上,(BD、DC与桌面接触).视察并思索: (1)折痕AD与桌面垂直吗?如何翻折才能使折痕AD与桌面所在的平面垂直? (2)由折痕ADBC,翻折之后垂直关系,即ADCD,ADBD发生改变吗?由此你能得到什么结论? 设计意图:通过试验,引导学生独立发觉直线与平面垂直的条件,培育学生的动手操作实力和几何直观实力。 师生活动:在折纸试验中,学生会出现“垂直”与“不垂直”两种状况,引导学生进行沟
22、通,依据直线与平面垂直的定义分析“不垂直”的缘由。学生再次折纸,进而探究直线与平面垂直的条件,经过探讨沟通,使学生发觉只要保证折痕AD是BC边上的高,即ADBC,翻折后折痕AD就与桌面垂直,再利用多媒体演示翻折过程,增加几何直观性。 3、合情推理 问题6:依据上面的试验,结合两条相交直线确定一个平面的事实,你能给出直线与平面垂直的判定方法吗? 设计意图:引导学生依据直观感知及已有学问阅历,进行合情推理,获得判定定理。 师生活动:老师引导学生回忆出“两条相交直线确定一个平面”,以及直观过程中获得的感知,将“与平面内全部直线垂直”逐步归结到“与平面内两条相交直线垂直”,进而归纳出直线与平面垂直的判
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