内容正文:
8.4.1 平 面
盛 琪
第八章 立体几何初步
8.4 空间点、直线、平面之间的位置关系
引 入
问题1 前面我们认识了柱体、锥体、台体等多面体,你认为这些多面体由哪些元素构成?
顶点、棱、平面多边形等是构成这些多面体的基本元素,这些元素之间的相互关系,反映了这些多面体的结构特征.实际上,立体图形都是由点、直线、平面等基本元素组成的,要研究立体图形的结构特征,就要研究这些基本元素之间的位置关系,我们先从认识点、直线、平面这些基本元素开始.
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引 入
在初中,我们已经对点和直线有了一定的认识,知道它们都是由现实事物抽象得到的.生活中也有一些物体给我们以平面的直观感觉,
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春江潮水连海平
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引 入
在初中,我们已经对点和直线有了一定的认识,知道它们都是由现实事物抽象得到的.生活中也有一些物体给我们以平面的直观感觉,如课桌面、黑板面、平静的水面等.
黑板面
课桌面
平静的水面
把研究的物体抽象为一个点
点没有大小
直线①直的;②向两边无限延伸无长短;③无粗细.
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几何里所说的“平面(plane)”就是从这样的一些物体中抽象出来的.类似于直线向两端无限延伸,平面是向四周无限延展的.所以平面无厚薄,大小之分.
1. 平面的描述与特征
无限延展性
平展性
平面的特征
不计厚薄
判断:
1、一个平面长 4 米,宽 2 米; ( )
2、平面有边界; ( )
3、一个平面的面积是 25 cm 2; ( )
4、菱形的面积是 4 cm 2; ( )
5、一个平面可以把空间分成两部分. ( )
×
√
×
×
√
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2. 平面的画法
问题2 类比点和直线,我们可以怎样表示平面呢?
与画出直线的一部分来表示直线一样,我们也可以画出平面的一部分来表示平面.我们常用矩形的直观图,即平行四边形表示平面.
①水平放置的平面
②垂直放置的平面
在画平行四边形表示平面时,所表示的平面如果是水平平面,通常把锐角画成45°,横边画成邻边的两倍.
平面也可用其他平面图形,如用三角形、梯形等来表示平面.
图形语言:
β
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3. 平面的表示
也可以用代表平面的平行四边形的四个顶点,或者相对的两个顶点的大写英文字母表示.平面α可以表示为平面ABCD,平面AC或平面BD
我们常用希腊文字α、β、γ等表示平面.如平面α,平面β等,并将它们写在代表平面的平行四边形的一个角内;
符号语言:
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问题3 下面,我们来研究平面的基本性质.要研究平面首先要确定平面,我们知道,两点可以确定一条直线,那么几点可以确定一个平面呢?
由于三个支点在同一个平面上且不共线保证了三角支架的稳定性
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基本事实1 过不在一条直线上的三个点,有且只有一个平面.
简记为:不共线的三点确定一个平面.
直线上有无数个点, 平面内有无数个点, 直线、平面都可以看成是点的集合. 因此, 点A在直线l上, 记作A∈l; 点B在直线l外, 记作B∉l.
点A在平面α内,记作A∈α;点P在平面α外,记作P∉α.
3. 平面的基本性质
不在一条直线上的三个点A、B、C所确定的平面,可以记成“平面ABC”.
存在性
唯一性
基本事实1的符号表示:
A∉直线BC, 过点A、B、C有且只有一个平面α.
作用:确定平面;判定两平面是否重合;证明点线共面.
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如果直线l与平面α有两个公共点呢?
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问题4 如果直线l与平面α有一个公共点P,直线l是否在平面α内?
基本事实2 如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内.
α
B
•
α
A
•
B
•
平面内有无数条直线, 平面可以看成是直线的集合. 如果直线l上所有点都在平面α内,就说直线l在平面α内,记作l⊂α;否则,就说直线l不在平面α内,记作l ⊄α.
l
l
基本事实2的符号表示:
P
•
作用:判断直线是否在平面内;判断点是否在平面内.
⇒l⊂α
A∈l,B∈l
A∈α,B∈α
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问题5 如下图,把三角尺的一个角立在课桌面上,三角尺所在平面与课桌面所在平面是否只相交于一点B?为什么?
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如图,由基本事实1,给定不共线三点A,B,C,它们可以确定一个平面ABC;连接AB,BC,CA,由基本事实2,这三条直线都在平面