内容正文:
第八章 长方体的再认识(知识归纳+题型突破)
1.通过观察,进一步认识长方体的元素及其特征,掌握长方体直观图的一般画法及其表示方法.
2.通过观察长方体中棱、面之间的位置关系,直观认识空间两条直线的三种位置关系,认识线面、面面的平行和垂直关系,并会用数学符号表示,知道一些简单的检验方法,形成初步的空间观念.
3.体会数学与生活的密切联系,关心现实世界中的数学现象,激发学习数学的兴趣.
1.长方体的元素
(1)元素;长方体有六个面,八个顶点,十二条棱.
(2)特征:
①长方体的每个面都是长方形;
②长方体的十二条棱可以分成三组,三组分别是长方体的长、宽、高,每组中的四条棱的长度相等;
③长方体的六个面可以分成三组,每组中的两个面的形状和大小都相等.
2.长方体直观图的画法:
(1)平面的概念及表示:
①概念:在数学中,平面是平的,无边无沿,我们可以画一个平行四边形来表示它,把水平放置的平面画成一边是水平位置,另一面是水平线所夹的角为度的平行四边形.
②表示:平面可以用平行四边形的顶点字母表示,记作平面;也可以在表示平面的平行四边形的一个角上写上小写的字母,将平面记作平面(如右图所示).
(2)长方体的直观画法:斜二侧画法;水平放置的长方体直观图画法的基本步骤:
第一步:画平行四边形,使等于长方体的长,等于长方体宽的一半,(图①);
第二步:过分别画的垂线、,过、分别画的垂线、,使它们的长度都等于长方体的高(图②);
第三步:顺次联结(图③);
第四步:将被遮住的线段改为虚线(隐藏线)表示(图④);
这样长方体的直观图就画成了.长方体通常表示为:长方体.它的六个面通常分别表示为:平面、平面、平面等.
3.长方体中棱与棱位置关系的认识:
(1)相交:如果直线与直线在同一平面内,具有唯一公共点,那么称这两条直线的位置关系为相交,读作:直线与直线相交.
(2)平行:如果直线与直线在同一平面内,但没有公共点,那么称这两条直线的位置关系为平行,记作∥,读作:直线与直线平行.
(3)异面:如果直线与直线既不平行也不相交,那么称这两条直线的位置关系为异面,读作:直线与直线异面.
4.长方体中面与棱位置关系的认识:
(1)平面与直线垂直:
如图所示,直线垂直于平面,记作:直线平面,读作:直线垂直于平面.
(2)直线与平面垂直的检验方法:
铅垂线”检验:用一根细绳,一端系一重物,另一端用手提起,使重物悬空,静止后的这根细绳是垂直于水平面的直线,我们通常称为铅垂线,用铅垂线可以检验细棒是否垂直于水平面,如果铅垂线能与细棒紧贴,那么细捧垂直于水平面.
“三角尺”检验:用三角尺可以检验细棒是否垂直于墙面.如果两把三角尺各有一条直角边紧贴墙面且位置相交,另一条直角边都能紧贴细棒,那么细棒垂直于墙面.
“合页型折纸”检验:将一张长方形的硬纸片对折,然后张开一个角度,我们把这个制作称为合页型折纸,如果将合页型折纸立于桌面,那么可以看到折痕垂直于桌面,若在桌面上立着一根细棒,折痕能紧贴细棒,那么细棒垂直于桌面.
(3)直线与平面平行:
如图所示,直线平行于平面,记作:直线//平面,读作:直线平行于平面.
(4)直线与平面平行的检验:
“铅垂线”检验:铅垂线检验黑板的边沿是否平行于地面.从黑板边沿的两个不同的点放下铅垂线,使铅垂线的下端刚好接触地面.如果从这两个不同点到铅垂线的下端的线段的长度相等,那么黑板的边沿与地面平行.类似地用铅垂线法可以检验直线与水平面平行.
“长方形纸片”检验:一边贴合在被检验平面内,观察另一边是否与被检验直线重合.若重合,则直线与平面平行.
“长方形纸片”检验充分利用了长方形一组对边平行的性质,所以也可以用具有这一性质的平行四边形纸片或梯形纸片.
(5) 平面垂直于平面:
如图所示,平面垂直于平面,记作:平面平面,读作:平面垂直于平面.
(6)平面与平面垂直的检验:
(1)铅垂线检验; (2)合页型折纸检验; (3)三角尺检验.
检验时要观察“铅垂线”、“折痕”、“三角尺的公共边”能否与另一个面紧贴,从而确定两个面的位置关系是否垂直.
(7)平面与平面平行:
如图所示,平面平行于平面,记作:平面∥平面,读作:平面平行于平面.
(8)平面与平面平行的检验:“长方形纸片”检验:
用长方形纸片可以检验两块硬纸板是否平行,把长方形纸片放在两块硬纸板之间,按交叉的方向放两次,使纸片的一边都紧贴一块硬纸板,再观察它的对边,如果对边都能与另一块硬纸板紧贴,那么这两块硬纸板平行.
题型一 直线与平面、平面与平面位置关系的理解及判断
【例l】如右图所示,在长方体中,
(1)写出所有与棱垂直的面;
(2)写出所有与平面垂直的棱.
(2)如图,是将一个长方