内容正文:
11.1 空间几何体
11.1.2 构成空间几何体的基本元素
新授课
1. 理解平面的概念及其表示;
2. 了解构成几何体的基本元素,并能从运动的角度理解点、线、面、体之间的关系;
3. 借助长方体模型,理解点、线、面之间的位置关系,并会用数学符号表示这些位置关系.
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学习目标
课堂总结
2
知识点 1:空间中的点、线、面
问题 1:观察右侧建筑,说说它是由哪些基本元素构成?
面:
线:
构成空间几何体的基本元素:
点:
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思考:说说点、线、面是如何构成长方体的?
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问题 2:如图所示的空间体中的基本元素该如何表示?
A
B
C
D
A1
B1
C1
D1
在长方体中,基本元素的表示如下:
8 个顶点 A,B,C,D,A1,B1,C1,D1;
12 条棱 AB,BC,CD,DA,AA1,BB1,
CC1,DD1,A1B1,B1C1,C1D1,D1A1;
6 个面 ABCD,ABB1A1,BCC1B1,
CDD1C1,DAA1D1,A1B1C1D1;
长方体 ABCD - A1B1C1D1.
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知识点 2:空间中的点、直线、平面间的位置关系
问题 3:观察右图,说说长方体中的点与直线,直线与直线间分别存在怎样的位置关系?又该如何表示这些位置关系?
点与直线的关系:
如图所示长方体中,顶点 A 与 B 确定的直线可记作直线 AB,也可简记为 l;
由图可知,A,B 是 l 上的点,且 A1,B1 都不是 l 上的点,故可用符号简写为:
A∈l,B∈l ,A1∉l,B1∉l.
A
B
C
D
A1
B1
C1
D1
l
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直线与直线的关系:
如果记图中顶点 B,B1 确定的直线为 m,顶点 C,C1 确定的直线为 k,则有 m 与 l 相交
(即有公共点),k 与 l 不相交 (即没有公共点);
则 m ∩ l ≠ ∅,k ∩ l = ∅;
因为 m 与 l 相交于点 B,所以 m ∩ l = {B},可简写为 m ∩ l = B.
A
B
C
D
A1
B1
C1
D1
l
m
k
思考:空间中的两条直线如果不相交,就一定平行. 这一结论正确吗?
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空间中两条直线间的关系:
一般地,空间中的两条直线,可以既不
平行,也不相交,此时称这两条直线异面;
(如图,直线 l 与 k 异面).
如果a,b是空间中的两条直线,则
a∩b ≠ ∅ 与 a∩b = ∅ 有且只有一种情况成立;且当 a∩b = ∅ 时,a 与 b 要么平行(记作a∥b),要么异面.
A
B
C
D
A1
B1
C1
D1
l
m
k
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问题 4:长方体中的直线与平面、平面与平面间分别存在怎样的位置关系?又该如何表示这些位置关系?
点与平面的关系:
如图,长方形ABCD所在的平面可记作面ABC、面ABD或面ABCD,也可用α,β,γ…表示平面;(面ABCD可以记为α)
由图可知,A是平面α内的点,A1不是平面α内的点,简写为A∈α,A1∈α.
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直线与平面的关系:
如图,点 A,B 确定的直线 l 上的所有点都在平面 α 内,则称直线 l 在平面 α 内 (或平面 α 过直线 l ),记作 l ⊂ α;
点 B,B1 确定的直线 m 上至少有一个点不在平面 α 内,这称为直线 m 在平面 α 外,记作 m ⊄ a.
注意:图中的 m 与 α 有且只有一个公共点 (称为直线 m 与平面 α 相交),即 m ∩ α = {B},简写为 m ∩ α = B.
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平面与平面的关系:
如图,记长方形 ADD1A1 所在的平面为 β,点 A,D 确定的直线为 k,则 α 与 β 有公共点,这称为平面 α 与平面 β 相交,记作 α ∩ β ≠ ∅.
A
B
C
D
A1
B1
C1
D1
l
m
k
α
β
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归纳总结
直线与平面的位置关系:
如果 l 是空间中的一条直线,α 是空间中的一个平面,则 l∩α ≠ ∅ 或 l∩α = ∅ 有且只有一种情况成立;
当 l∩α ≠ ∅ 时,l⊂α (如直线AB) 或 l 与 α 只有一个公共点 (如直线BB1);
当l∩α = ∅ 时,称直线l与平面α平行 (如直线A1B1),记作 l∥α.