内容正文:
8.6.3 平面与平面垂直
第一课时
问题1:平面几何中,直线上一点,将直线分割成两部分,每一部分都叫做?
问题2:将一条直线沿直线上一点折起,得到的平面图形是?
从一点出发的两条射线所组成的图形叫做角
射线
学生活动一:
将一张纸沿某一条直线折叠,形成的空间图形有什么结构特征?
半平面
平面内的一条直线将平面分成两部分,每一部分对这个平面来说,都叫做半平面.
将一个平面沿平面上的一条直线折起得到的空间图形就称为二面角.
类比角的定义,如何定义二面角?
二面角
空间中,从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角。
其中,这条直线叫做二面角的棱;这两个半平面叫做二面角的面.
二面角的表示方法
二面角 P-AB-Q
学生活动二:
1.当信封合起来时,信封盖和信封所成角的大小是 ,∠AOB是怎样的角?
2.当信封完全打开时,信封盖和信封所成角的大小是 ,∠AOB是怎样的角?
3.∠AOB能刻画信封所成的二面角吗?
将上述问题中的信封换成贺卡,
结论一样吗??
二面角的平面角
以二面角的棱上任意一点为端点,在两个半平面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所构成的角叫做二面角的平面角.
∠AOB的大小与点O在 上的位置有关吗?为什么?
二面角的取值范围
二面角的大小用它的平面角来度量.
求二面角的大小,其实就是求其平面角的度数.
当两个半平面重合时规定:二面角为
当两个半平面合成平面时规定:二面角为:
平面角是直角的二面角叫做直二面角.
信封盖和信封形成的二面角的平面角怎样确定?
小试牛刀 .如图,已知四边形ABCD是矩形,PA 平面ABCD,则二面角
B-PA-D的大小为 .
教室相邻的两个墙面与地面可以构成几个二面角?分别指出构成这些二面角的面、棱、平面角及其度数.
观察与思考:
教室里的墙面所在平面与地面所在平面相交,它们所成的二面角是直二面角,我们常说墙面直立于地面上.
两个平面垂直的定义
一般地,两个平面相交,如果它们所成的二面角是直二面角,就说这两个平面互相垂直.平面 垂直,记作
β
α
α
β
图形表示:
建筑工人在砌墙时,怎样保证墙面垂直于地面?这种方法说明了什么道理?
如果墙面经过地面的垂线,那么墙面与地面垂直.
你能在长方体中发现类似的结论吗?
如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,平面DCC1D1经过平面ABCD的一条垂线DD1,此时,平面DCC1D1垂直于平面ABCD.
两个平面垂直的判定
定理 如果一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面垂直.
符号表示
例1.如图,在正方体 ABCDA'B'C'D' 中,求证:平面 A'BD⊥平面 ACC'A'.
A
B
D
C
A′
B′
C′
D′
你能发现在平面A'BD和平面 ACC'A'中有哪些垂直关系吗?(线线、线面)
平面 A'BD⊥平面 ACC'A'
例1.如图,在正方体 ABCDA'B'C'D' 中,求证:平面 A'BD⊥平面 ACC'A'.
A
B
D
C
A′
B′
C′
D′
证明:∵ ABCDA'B'C'D' 是正方体,
∴ AA'⊥平面ABCD ,
∴ AA'⊥BD.
又 BD⊥AC,AA'∩AC=A,
∴ BD⊥平面 ACC'A',BD⊂平面 A'BD
∴ 平面 A'BD⊥平面 ACC'A'.
例2.如图,AB是圆O的直径,PA垂直于圆O所在的平面,C是圆周上不同
于A,B的任意一点.求证:平面PAC 平面PBC.
证明:∵ PA⊥平面 ABC,BC⊂平面 ABC,
∴ PA⊥BC.
∵ C 是圆周上不同于 A,B 的任意一点,
AB 是⊙O 的直径,
∴ ∠BCA=90°,即 BC⊥AC.
又 PA∩AC=A,PA⊂平面 PAC,AC⊂平面 PAC,
∴ BC⊥平面 PAC.又 BC⊂平面 PBC
∴ 平面 PAC⊥平面 PBC.
课堂小结
(1)这节课你掌握了什么数学知识和思想方法?
(2)回顾这节课,我们研究平面与平面垂直的过程是怎样的?
(3)线线垂直、线面垂直、面面垂直之间是如何转化的?
知识:二面角及其平面角、平面与平面垂直的定义和判定定理.
思想方法:转化、降维的思想.
二面角→二面角的平面角→面面垂直的定义→面面垂直的判定定理
线线垂直 线面垂直 面面垂直
基础自测:课本159页2,3,4
能力提升:课本159页1
课本165页21
课外拓展:查阅《九章算术》中堑堵、阳马、鱉臑的知识.
布置作业
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