内容正文:
8.4 空间点、直线、平面之间的位置关系
第1课时 平面
一、创设情境,引入新课
问题1 观察海面,它呈现出怎样的现象?
问题2 观察活动室里的地面,它呈现出怎样的现象?
问题1 如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,它有多少个顶点?多少条棱?多少个面?
探究:观察哪些顶点在底面ABCD内?哪些顶点在直线AB上?哪些棱在底面ABCD内?
二、探究新知 理解概念
探究1 平面的概念
8个顶点,12条棱,6个面.
点A、B、C、D在底面ABCD内,点A、B在直线AB上,棱AB、AD、BC、CD在底面ABCD内.
问题3 你觉得平面可以拉伸吗?平面有厚薄之分吗?
思考与交流
平面的概念
几何里所说的“平面”,是从课桌面、黑板面、海面这样的一些物体中抽象出来的.几何里的平面是无限延展的.
问题2 请你举例说明生活中哪些物体给人以平面印象?
平面没有大小、厚薄和宽窄,类似于直线向两端无限延伸,平面在空间是无限延展的,不可度量.
探究2 平面的基本画法及表示
1.单个平面
①当平面水平放置时,常把平行四边形的一边画成横向;如图:
②当平面竖直放置时,常把平行四边形的一边画成竖向;如图:
问题1 在平面几何中,怎样画直线?
问题2 我们能否根据直线的画法尝试画平面?
平面的基本画法
2.两个平面(平行或相交)
注意:
①被遮住的部分用虚线或不画;
②平行四边形表示的平面可以扩展;
③画非水平平面时,只须画成平行四边形即可,画直立平面要有一组对边为铅垂线.
平面的表示:
1.用一个希腊字母α,β,γ……来表示.
如:平面α、平面β等.
2.用平行四边形的四个顶点或两个相对顶点的字母来表示.
如:平面ABCD,平面AC,平面BD等.
问题1 观察下图,你认为点和直线、平面的位置关系有几种?直线和平面的位置关系有几种?
探究3 点线面的位置关系
点在线上,点在线外;
点在平面内,点在平面外;
直线在平面内,直线和平面平行,直线和平面相交.
点、线、面之间的关系
(1)直线在平面内的概念:
如果直线l上的所有点都在平面α内,就说直线l在平面α内,或者说平面α经过直线l.
(2)直线、平面都可以看成点的集合.
点P在直线l上,记作P∈l;点P在直线l外,记作P∉l;点P在平面α内,记作P∈α;点P在平面α外,记作P∉α;直线l在平面β内,记作l⊂β;直线l在平面α外,记作l⊄α.
问题2 直线和平面都是由点组成的,联系集合的观点,点和直线、平面的位置关系,如何用符号来表示?
∈
∉
∈
⊂
⊄
l∩m=A
问题1 观察以下两图思考:已知两点确定一直线,那么两点能确定一个平面吗?几点能确定一个平面?
探究4 三个基本事实
基本
事实 内容 图形 符号
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 A,B,C三点不共线⇒存在唯一的平面α使A,B,C∈α
问题2 将手中的笔假想成一条直线,将课桌面假想成一个平面,你觉得在什么情况下,才能使你的笔所代表的直线上所有的点都能在桌面上?
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?如果直线l与平面α有两个公共点呢?
笔上任意两点都在桌面上.
不一定;
在.
两个点
问题3:如图,把三角板的一个角立在平面 上,三角板所在平面与平面 是否只相交于点 ?为什么?(自己实验观察得出结论)
公共直线
问题1 你能利用基本事实1和基本事实2,再结合“两点确定一条直线”尝试推导出其他可以判定一个平面的结果吗?
探究5 三个推论
如图,设点A是直线上a外一点,在直线a上任取两点B和C,则由基本事实1,经过A,B,C三点确定一个平面 .再由基本事实2,直线a和点A,即一条直线和这条直线外一点确定一个平面.
β
a
A
B
C
推论1 经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面.
数学语言表示:
推论2 经过两条相交直线,有且只有一个平面.
β
C
a
b
数学语言表示:
问题2:用类似的方法,还能推导出其他结论吗?
推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面.
数学语言表示:
β
A
C
B
a
b
三、举例应用,掌握概念
【例1】证明:两两相交且不过同一点的三条直线在同一平面内.
解:已知:如图所示,
,求证:直线在同一平面内.
证明:因为,所以和确定一个平面.因为,所以.又因为,.同理可证.又因为,,所以.所以直线在同一平面内.
证明直线共面常用的方法
先由部分直线确定一个平面,再证明其他直线也在这个平面内.
1.下列说法正确的是( )
①任意三点确定一个平面;②圆上的三点确定一个平面;
③任意四点确定一个平面;④两条平行线确定一个平面.
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
四、学生练习,加深理