内容正文:
1.1 空间几何体
1.1.1 构成空间几何体的基本元素
学 习 目 标
核 心 素 养
1.以长方体的构成为例,认识构成几何体的基本元素,体会空间中的点、线、面与几何体之间的关系.(重点)
2.初步了解空间中直线与直线、直线与平面、平面与平面间的位置关系.(重点)
3.理解平面的无限延展性,学会判断平面的方法.(难点)
1.通过认识构成几何体的基本元素的学习,体现了数学抽象的核心素养.
2.借助空间中直线与直线、直线与平面、平面与平面间的位置关系,培养直观想象的核心素养.
1.几何体
如果只考虑一个物体占有空间部分的形状和大小,而不考虑其他因素,则这个空间部分叫做一个几何体.
2.长方体
长方体可以看作由六个矩形(包括它的内部)所围成的几何体.
(1)长方体的面:围成长方体的各个矩形,叫做长方体的面,它共有6个面.
(2)长方体的棱:相邻两个面的公共边,叫做长方体的棱,它共有12条棱.
(3)长方体的顶点:棱和棱的公共点,叫做长方体的顶点,它共有8个顶点.
3.构成空间几何体的基本元素
点、线、面是构成空间几何体的基本元素.
4.平面及其表示方法
(1)平面的概念:
平面是处处平直的面,它是向四面八方无限延展的.
(2)平面的表示方法:
图形
表示
在立体几何中,通常画一个平行四边形表示一个平面,并把它想象成无限延展的
符号
表示
平面一般用希腊字母α,β,γ…来命名,还可以用表示它的平行四边形对角顶点的字母来命名
5.用运动的观点理解空间基本图形之间的关系
(1)
(2)
(3)面动成体:面运动的轨迹(经过的空间部分)可以形成一个几何体.
6.空间中直线与直线的位置关系
空间中直线与直线有相交、平行与既不相交也不平行三种位置关系.
7.空间中直线与平面的位置关系
(1)直线在平面内;
(2)直线与平面平行:直线与平面没有公共点;
(3)直线与平面相交:直线与平面有且只有一个公共点.
①直线与平面垂直:
图1
如图1,观察直线AA1和平面AC,我们看到直线AA1和平面内的两条相交直线AB和AD都垂直,容易想象,当AD在平面AC内绕点A旋转到任何位置时,都会与AA1垂直.直线AA1给我们与平面AC垂直的形象,这时我们说直线AA1和平面AC垂直,点A为垂足.记作直线AA1⊥平面AC.直线AA1称作平面AC的垂线,平面AC称作直线AA1的垂面.
②点到平面的距离:
在上图1中,容易验证,线段AA1为点A1到平面AC内的点所连线段的最短的一条.线段AA1的长称作点A1到平面AC的距离.
8.空间中平面与平面的位置关系
(1)两个平面相交:
两个平面相交于一条直线,此时我们说这两个平面相交.如果两个平面相交,并且其中一个平面通过另一个平面的一条垂线,这两个平面就给我们互相垂直的形象,这时,我们就说两个平面互相垂直.
(2)两个平面平行:
如果两个平面没有公共点,则说这两个平面平行.
如图1,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,如果面ABCD和面A1B1C1D1分别作为长方体的底面,则棱AA1,BB1,CC1,DD1都与底面垂直且等长,我们知道它们都是这个底面上的高,它们的长度称作两个底面间的距离.
1.下列说法:
①任何一个几何体都必须有顶点、棱和面;
②一个几何体可以没有顶点;
③一个几何体可以没有棱;
④一个几何体可以没有面.
其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
B [球只有一个曲面围成,故①错,②对,③对,由于几何体是空间图形,故一定有面,④错.]
2.下列关于长方体的叙述不正确的是( )
A.将一个矩形沿竖直方向平移一段距离可形成一个长方体
B.长方体中相对的面都相互平行
C.长方体中某一底面上的高的长度就是两平行底面间的距离
D.两底面之间的棱互相平行且等长
A [A中只有移动相同距离才能形成长方体.]
3.下列说法正确的是________.
(1)长方体是由六个平面围成的几何体;
(2)长方体可以看作一个矩形ABCD上各点沿铅垂线向上移动相同距离到矩形A′B′C′D′所围成的几何体;
(3)长方体一个面上的任一点到对面的距离相等.
(2)(3) [(1)错.因长方体由6个矩形(包括它的内部)围成,注意“平面”与“矩形”的本质区别;(2)正确;(3)正确.]
平面概念的理解
【例1】 下列判断正确的是________.
①平面是无限延展的;
②一个平面长3 cm,宽4 cm;
③两个平面重叠在一起,比一个平面厚;
④通过改变直线的位置,可以把直线放在某个平面内.
①④ [①正确.平面是无限延展的.
②不正确.平面没有大小.
③不正确.平面没有厚薄.
④正确.平面可以看成是直线平行移动形成的,所以直线通过改变其位置,可以放在某个平面内.]
1.准确理解