内容正文:
第4章 立体几何
4.1.1 平面的特征和表示
高教社数学拓展模块一(修订版)(上册)
目录ONTENTS
C
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我们知道,构成空间的基本要素是点、线、面,在平面几何中,我们学习的重点是点与直线,下面我们先重点学习平面.
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茶卡盐湖被称为“中国的天空之镇”,当其湖面平静之时就像一面镜子,给人很“平”的印象.面对浩瀚的大海时,我们会感慨大海“一望无际”.茶卡盐湖湖面和海面都可以用“平面”来描述.类似地,课桌桌面、书本封面也可以用“平面”来描述.这些平面有什么共同特征呢?
这些面都是平的,可以向各个方向无限延展.数学中的平面具有平和无限延展的特征.
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怎样画出具有无限延展性的平面呢?
数学中,因直线具有无限延伸性,所以人们作直线时实际只画出直线的一部分来表示整条直线.
类似地,我们用平面的一部分来表示平面.通常我们用平行四边形三角形、圆等平面图形来表示平面.
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观察左图粉笔盒的正面、顶面、侧面所在平面可以分别画成下图所示的三个图形.
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为叙述方便,常常把几何对象用字母表示.
例如,点可以用大写英文字母A、B、⋯表示.直线可以用小写英文字母l、m 、⋯表示,也可以用直线上两点的字母AB、CD、⋯表示.
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类似地,可以用小写希腊字母α、β、γ、⋯表示平面,如平面α 、平面β、⋯ ;
如图所示,ΔABC 所在的平面可表示为平面ABC,⏥ABCD 所在的平面可表示为平面 ABCD 或平面AC.
α
也可以用多边形的顶点字母表示平面,对于平行四边形,可选用其中一组对角线的顶点字母表示平面.
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考虑到直线和平面均可看作由无数个点组成的点集,当点P在直线l或平面α内时,可分别表示为P∈l, P∈α.当点P不在直线l或不在平面α内时,可分别表为P∉l,P∉α.
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为什么拱桥的桥拱大多设计为抛物线的形状?
桥梁的主要受力是桥面的荷载重量及自身重量,都是垂直向下的,采用抛物线拱形可以将垂直受力转移到横向的桥墩或岸边的地面,这样可以加宽桥梁下面的通道宽度,减少桥墩数量,因此,桥梁大多设计成抛物线拱形.
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例1.用符号语言表示以下点与直线,平面的位置关系,并画出满足条件的一个图形.
(1)点A在直线l上,且在平面α内.
解(1) A∈l且 A∈α,如图所示.
画法:
①画平行四边形表示平面α;
②将点A画在平行四边形的内部;
③经过点A画直线l.
α
A
l
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例1.用符号语言表示以下点与直线,平面的位置关系,并画出满足条件的一个图形.(2)点C 不在平面β内,直线m经过点C且与平面β有一个公共点B.
解(2)C∉β,C∈m,B∈m,B∈ β,如图所示.
画法:
①画平行四边形表示平面β ;
②将点C画在平行四边形的外部;
③将点B画在平行四边形内;
④连接点C与点B并向两个方向延长,将直线CB标注为直线m,并将直线被平面遮挡部分擦除或画为虚线.
β
B
C
m
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画直线与平面相交时,直线被平面遮挡的部分画出虚线或不画.
β
m
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1. 判断下列说法是否正确.
(1)平整的课桌面是一个平面的一部分;
(2)不同平面的大小是不同的:
(3)光滑的玻璃球的表面是一个平面;
(4)长方体 ABCD-A1B1C1D1中,四边形ABB1A1,所在平面可表示为平面AB1;
(5)把一块长为3m、宽为1.5m 的黑板看作一个平面,这个平面的面积是 4.5 m² .
×
×
×
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2. 已知ABCD-A1B1C1D1,如图所示.试用符号“∈”或“∉”填空.
A 直线AD, A 直线 A1B1,
A 平面BD, A 平面BC1.
∈
∈
∉
∉
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练习4.1.1;习题4.1-A组1,2,4题
再见
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