内容正文:
直线与平面垂直
(第1课时)
仙游现代中学 高一数学 陈美仙
1.理解直线与平面垂直的意义。
2.探索并理解直线和平面垂直的判定定理,并能运用其解决相关问题。
学习目标
教学重、难点
1.直线与平面垂直的定义
2.直线和平面垂直的判定定理及其应用
学科素养
培养学生的直观想象、逻辑推理等学科素养
空间中直线与平面有几种位置关系?
a
a
a
a
a∥
a∩=A
A
复习回顾:
5
新 课 引 入
观察1 在日常生活中,我们对直线与平面垂直有很多感性认识. 比如,旗杆与底面的位置关系,教室里相邻墙面的交线与地面的位置关系,都给我们直观的认识到直线与平面垂直.
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6
A
B
观察2 如图示,在阳光下观察直立于底面的旗杆AB及它在地面的影子BC. 随着时间的变化,影子BC的位置在不断地变化.
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
问题2 旗杆所在的直线AB与其影子BC所在直线是否保持垂直?
垂直
追问1:地面上不过点B的任意直线B′C′,AB与B′C′垂直吗?
C
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
对于地面上不过点B的任意一条直线B′C',总能在地面上找到过点B的一条直线与之平行,根据异面直线垂直的定义,可知旗杆AB所在直线与直线B′C'也垂直.因此,旗杆AB所在直线与地面上任意一条直线都垂直.
那你能否给直线和平面垂直下个定义吗?
追问2:怎么理解“任意”?可以用“无数”代替“任意”吗?
B
C
l
B
C
不可以
线面垂直的定义:如果直线与平面内的任意一条直线都垂直,我们就说直线与平面互相垂直.
线面垂直
P
定义:如果直线与平面内的任意一条直线都垂直,我们就说直线与平面互相垂直.
记作:
平面的垂线
直线的垂面
垂足
探求新知
图形语言:
符号语言:
l
^
a
注:由定义也可知,如果一条直线垂直于一个平面,
则这条直线垂直于这个平面内的任意一个直线
探求新知
P
直线和平面垂直的画法:
直线与平行四边
形的一边垂直
探求新知
探究新知
l
能否利用在平面内找有限条直线与已知直线垂直,从而判定直线与平面垂直?
一条?
由定义判定直线与平面垂直,简便吗?
问题3 怎么来判定直线与平面垂直?
l
l
两条?
下面我们研究直线与平面垂直的判定,就是直线与平面垂直的充分条件.
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直观感知
如图,准备一块三角形的纸片,做一个试验:
过△ABC的顶点A翻折纸片,得到折痕AD,
将翻折后竖放在桌面上(BD,DC与桌面接触).
(1)折痕AD与桌面垂直吗?
(2)如何翻折才能使折痕AD与桌面所在平面垂直.
A
B
D
C
C
C
C
当折痕AD⊥BC且翻折后BD与CD不在一条直线上时,
折痕AD与桌面所在的平面垂直.
C
A
B
D
C
翻折之后垂直关系不变,即直线AD与平面α内的两条相交直线BD、DC都垂直.
事实上,由基本事实的推论2,平面α可以看成是由两条相交直线BD、DC所唯一确定的,所以当直线AD垂直于这两条相交直线时,就能保证直线AD与α内所有直线都垂直.
探求新知
探究新知
问题4 为什么一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直时,这条直线就和这个平面垂直?你能从向量的角度解释原因吗?
由平面向量基本定理可知,这两条相交直线可以“表示” 这个平面内的所有直线.
问题5两条平行直线也可以确定一个平面,“两条相交直线”可以改为“两条平行直线”吗?如果改为“无数条直线”呢?
l
m
α
n
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m
n
P
如果一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,那么该直线与此平面垂直.
直线和平面垂直的判定定理
符号语言:
简记为:线线垂直 线面垂直
定理体现了“直线与平面垂直”和“直线与直线垂直”的互相转化.
图形语言:
探究新知
【巩固新知】下列说法正确的是 ( )
A.若直线 l 与平面α内的所有直线都垂直,则 l ⊥α;
B.若直线 l 与平面α内的无数条直线都垂直,则 l ⊥α;
C.若直线 l 与平面α内的任意一条直线都垂直,则 l ⊥α;
D.若 l ⊥α,则直线 l 垂直于平面α 内的任意一条直线.
l
m
α
n
ACD
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例1.如图,已知是菱形所在平面外的一点,且求证:平面
例题讲解
归纳小结:
证明线线垂直的方法:
(1) 在等腰或等边三角形,有三线共一,取底边中点可得线线垂直。
(2)勾股定理的逆定理
(3)特殊的四边形里包含垂直的条件如:矩形,正方形,菱形
A
B
C