内容正文:
§3
空间点、直线、平面之间的位置关系
第六章
1.了解构成空间的基本元素:点、直线、平面,能利用图形语言和符号语言表示它们之间的相互位置关系,对给定的空间图形能指出有关点、直线、平面的位置关系.
2.掌握基本事实1,2,3,4,推论及定理,会运用它们解决问题.
3.理解异面直线夹角的定义,会求两异面直线夹角.
核心素养:直观想象、数学抽象、逻辑推理.
学习目标
高中数学 必修第二册 北师大版
一、空间图形基本位置关系
新知学习
1.点与直线、点与平面的位置关系
点与直线的位置关系有两种:点在直线上和点在直线外.
如图,点在直线上,但在直线外,记作:,.
点与平面的位置关系有两种:点在平面内和点在平面外.
如图,点在平面内,点在平面外,记作:,.
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2.直线与直线、直线与平面的位置关系
直线与直线的位置关系有两种:直线与直线相交和直线与直线不相交.
如图,直线和直线l相交,记作:;直线和直线不相交,记作:.
直线与平面的位置关系有三种:直线在平面内、直线与平面相交和直线与平面平行.
如图,直线在平面内,即直线上的每个点都在平面内,记作:;直线与平面相交,记作:=;直线与平面无公共点,称直线与平面平行,记作:∥.
∥.
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3.平面与平面的位置关系
平面与平面的位置关系有两种:平面与平面不相交和平面与平面相交.
如图,平面与平面不相交;而在图中,平面与平面相交.
若两个平面和不相交,则称这两个平面平行,记作:∥.
∥.
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二、刻画空间点、线、面位置关系的公理
1.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.
名师点析
自然语言 过不在一条直线上的三个点,有且只有一个平面(即可以确定一个平面)
图形语言
符号语言 给定三点,若直线,则有且只有一个平面(或平面),使得,,
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2.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.
符号表示为:若,,且,,则.
由基本事实1和基本事实2,再结合初中学的“两点确定一条直线”容易得到以下三个推论:
推论1 一条直线和该直线外一点确定一个平面;
推论2 两条相交直线确定一个平面;
推论3 两条平行直线确定一个平面.
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名师点析
三个推论的内容及表示
图形语言 符号语言 自然语言
推论1 若点直线,则点和直线确定一个平面 一条直线和该直线外一点确定一个平面
推论2 若直线∩直线,则有且只有一个平面,使, 两条相交直线确定一个平面
推论3 若直线∥直线,则有且只有一个平面,使, 两条平行直线确定一个平面
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3.基本事实3
如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线.
符号表示为:,,且,其中表示一条直线..
基本事实3表明,如果两个平面有一个公共点,那么它们必定还有另外一个公共点,只要找出这两个平面的两个公共点,就找出了它们的交线.
4.基本事实4(平行公理)
平行于同一条直线的两条直线互相平行.
根据基本事实4,空间两条直线的位置关系可以是:相交,如图(1),;平行,如图(2),∥.
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三、异面直线
1.异面直线的定义
不同在任何一个平面内(不共面)的两条直线称为异面直线.
为了表示异面直线不共面的特点,画图时,通常用一个或两个平面衬托(如图).
空间两条直线的位置关系有且只有三种:
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2.等角定理
在平面上,角的边是射线,射线是有方向的.在平面内,两条射线平行时它们的方向有如下三种不同的情形(如图):
情形1 两个角的两条边分别平行,并且方向相同(如图(1));
情形2 两个角的两条边分别平行,并且方向相反(如图(2));
情形3 两个角的两条边分别平行,其中一组对应边方向相同,另一组对应边方向相反(如图(3)).
(1) (2) (3)
定理 如果空间中两个角的两条边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.
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名师点析
对定理的理解
(1)空间等角定理实质上是由如下两个结论合成的:①若一个角的两边与另一个角的两边分别平行且方向都相同(或方向都相反),则这两个角相等;②若一个角的两边与另一个角的两边分别平行,有一组对应边方向相同,另一组对应边方向相反,则这两个角互补.
(2)空间等