11.1.1 空间几何体与斜二测函法(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第四册同步学习指导(人教B版2019)

2025-06-03
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教辅
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教B版必修第四册
年级 高一
章节 11.1.1 空间几何体与斜二测画法
类型 学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.82 MB
发布时间 2025-06-03
更新时间 2025-06-03
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-03-31
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来源 学科网

内容正文:

第十一章  立体几何初步 11. 1  空间几何体 11. 1. 1  空间几何体与斜二测画法 必备知识  探新知 知识点1  形状  大小  几何体 知识点2  (1)直观图  (2)互相垂直  45°(或135°)  平行 (或重合)  不变  为原来长度的一半  (3)垂直于  长度不变 虚线 对应练习 1. B  根据斜二测画法特点知,相交直线的直观图仍是相交 直线,因此三角形的直观图仍是一个三角形,故A正确; 90°的角的直观图会变为45°或135°的角,故B错误;C、D 显然正确.故选B. 2. 5  由直观图可得如右平面图形: 其中AC = 6,BC = 2B′ C′ = 8,所以AB = AC2 + BC槡 2 = 10,所以在Rt△ABC中,斜边 AB边上的中线为12 AB = 5. 关键能力  攻重难     例1:(1)以AB所在直线为x轴,AB的中垂线为y轴建立直 角坐标系(如图①所示),再建立坐标系x′O′y′,使两坐标轴的夹 角为45°(如图②所示).     (2)以O′为中点,在x′轴上截取A′B′ = AB;分别过A′,B′作 y′轴的平行线,截取A′E′ = 12 AE,B′C′ = 1 2 BC.在y′轴上截取 O′D′ = 12 OD.     (3)连接E′D′,E′C′,C′D′,得到平面图形A′B′C′D′E′.     (4)去掉辅助线,就得到所求的直观图(如图③所示). 对点训练 1. D  由题意及直观图的画法可知,当∠x′O′y′ = 45°时,等腰三 角形ABC的直观图是④;当∠x′O′y′ = 135°时,等腰三角形 ABC的直观图是③.综上,等腰三角形ABC的直观图可能是③ ④,故选D.     例2:(1)画轴:画x′轴、y′轴、z′轴,使∠x′O′y′ = 45°(或 135°),∠x′O′z′ = 90°. (2)画底面:在面x′O′y′内,画出正六边形的直观图ABCDEF. (3)画侧棱:过A,B,C,D,E,F分别作z′轴的平行线,在这些 平行线上分别截取AA′,BB′,CC′,DD′,EE′,FF′都等于侧棱长. (4)成图:顺次连线A′,B′,C′,D′,E′,F′,并加以整理(去掉 辅助线,将被遮挡的部分改为虚线)就得到正六棱柱的直观图, 如图所示. 对点训练 2.(1)4 cm,0. 5 cm,2 cm,1. 6 cm  (2)见解析  (1)由比例可知 长方体的长、宽、高和棱锥的高,应分别为4 cm,1 cm,2 cm和 1. 6 cm,再结合直观图,可知直观图中对应的尺寸分别为 4 cm,0. 5 cm,2 cm,1. 6 cm. (2)①画轴.画Ox轴、Oy轴、Oz轴,∠xOy = 45°(或135°), ∠xOz = 90°,如图①所示. ②画底面.以O为中心在xOy平面内,画出正方形直观图ABCD. ③画顶点.在Oz轴上截取OP,使OP的长度是原四棱锥的高. ④成图.顺次连接PA,PB,PC,PD,并擦去辅助线,将被遮住的 部分改为虚线,得到此四棱锥的直观图(如图②).     例3:(1)D  (2) 槡36 2  (1)如图①,建立如图所示的平面 直角坐标系xOy.     如图②,建立坐标系x′O′y′,使∠x′O′y′ = 45°,由直观图画法 知:A′B′ = AB = a,O′C′ = 12 OC =槡 3 4 a,过C′作C′D′⊥O′x′于D′,则 C′D′ =槡22 O′C′ =槡 6 8 a.所以△A′B′C′的面积是S = 1 2·A′B′·C′D′ = 12·a·槡 6 8 a = 槡6 16 a 2 .     (2)在直观图中,设B′C′与y′轴的交点为D′,则易得O′D′ = 槡3 2,所以原平面图形为一边长为6,高为槡6 2的平行四边形,所以其 面积为 槡 槡6 ×6 2 =36 2. 对应练习 3.(1)D  (2)槡22   (1)由斜二测画法知, S直观图 S原图 =槡24 ,又S直观图= 2,所以S原图 槡= 4 2.故选D                                                                       . —195— (2)正方形ABCO的直观图A′B′C′O′ 如图所示.因为O′ A′ = B′ C′ = 1, ∠B′C′x′ =45°,所以顶点B′到x′轴的 距离为1 × sin 45° =槡22 .     例4:如图②所示,画出直角坐标系xOy,以点A为原点.在直观 图中过C′作C′D′∥O′y′轴,交A′B′于D′,在Ox轴上截取AB = A′B′, AD =A′D′.过D作DC∥Oy轴,使DC =2D′C′,连接AC,BC,则△ABC 为原三角形.用量角器量出∠BAC,可以得出∠BAC≠60°,所以 ∠BAC≠2∠B′A′C′,∠BCA≠∠B′C′A′. 对应练习 4. C  将△A′B′C′还原,由斜二测画法知,△ABC为钝角三角形. 课堂检测  固双基 1. B  根据斜二测画法,原来垂直的未必垂直. 2. C  正方形的直观图是平行四边形,且平行于x轴的边长为 3 cm,平行于y轴的边长为1. 5 cm. 3. B  根据题意得到A,C,D折起后均能构成正方体,而B第一 行的两个小正方形不能构成正方体的上、下底面,折起后是缺 少一个底面的正方体,且多出一个小正方形.故选B. 4. D  因为直观图△A′B′C′的面积为槡6,所以槡6 =槡24 S原,解得 S原 槡= 4 3. 5.直角梯形  根据直观图可知,A′B′,C′D′均与x′轴平行且 A′B′≠C′D′,A′D′与y′轴平行,所以在平面图形中,AB∥CD, AB≠CD,AB⊥AD,AD⊥CD,故平面图形ABCD是一个直角 梯形. 11. 1. 2  构成空间几何体的基本元素 必备知识  探新知 知识点1  1.(1)曲线  曲线的一段  (2)平面  2.点  线  面 对应练习 1.(1)√  (2)×   (3)× [提示]  (1)正确. (2)直线移动可能形成曲面,故错误. (3)平面是没有大小的,故错误. 知识点2  1.∈    3.不平行  不相交 对应练习 2.(1)×   (2)×   (3)√  (4)× [提示]  异面直线既不平行,也不相交,故(1)错误;互相垂 直的两条直线不一定相交,因为有异面垂直,故(2)错误;(3) 正确;不在同一平面内的两条直线平行或异面或相交,故(4) 错误. 知识点3  1.(1)所有点  (2)只有一个公共点  (3)l∩α = 2.(1)有公共点  (2)α∩β = 对应练习 3.(1)×   (2)×   (3)√ [提示]  由直观想象(1)有l∩α≠的情况,不正确;(2)中 有另一条在这个平面内的情况,不正确;(3)正确. 知识点4  1. l⊥m  l⊥α  3.任意一点  任意一点 对应练习 4. 5  4  3  直线BC到面A1B1C1D1的距离为BB1 = AA1 = 5; 直线BC1到面ADD1A1的距离为AB = 4; 面ABB1A1与面DCC1D1的距离为BC = 3. 关键能力  攻重难     例1:(1)符号语言表示:α∩β∩γ = P,α∩β = PA,α∩γ = PB,β∩γ = PC.     图形表示:如图①所示.     (2)符号语言表示:平面ABD∩平面BCD = BD,平面ABC∩ 平面ADC = AC.     图形表示:如图②所示. 对点训练 1.(1)M∈a,aα,M∈α  (2)∈      AC     例2:BC  A中AC与BC1既不相交也不平行;D中与AB平 行的面有两个,分别为平面CD1和平面A1C1 .易知B,C正确. 对点训练 2.(1)D  (2)C (1)如图,构建长方体ABCD - A1B1C1D1,记l1 = DD1,l2 = DC, l3 = DA. 若l4 =AA1,满足l1⊥l2,l2⊥l3,l3⊥l4,此 时l1∥l4,则排除选项A和C. 若l4 = C1D,则l1与l4相交;若l4 = BA, 则l1与l4异面;若l4 = C1D1,则l1与l4 相交且垂直. 综上,l1与l4的位置关系不确定,故选D. (2)当两个平面相交或平行时,满足在这两个平面内各存在一 条直线,使得这两条直线互相平行.故选C.     例3:(1)C  (2)①③④   (1)由题意知,正方体的直观图 如图所示,     易知,AB与CD既不平行,也不相交. (2)①中直线DM与直线CC1 在同一平面内, 它们不平行,必相交,故结论正确.③④中的两条直 线既不相交也不平行,即均为异面直线,故结论正 确.②中AM与BN是异面直线,故②不正确. 对点训练 3.平行或异面  因为a∩b =,则直线a,b没有交点,故直线 a,b平行或异面.     例4:B  如图,连接AC交BD于点O,AC ⊥平面BDD1B1, 所以CO即为点C到平面BDD1B1 的距 离.又CO = 12 AC = 1 2 × 2 2 + 2槡 2 槡= 2,所以 点C到平面BDD1B1的距离为槡2. 对点训练 4.(1)C  (2)2  (1)如图,MN∥平面BCC1B1, 所以MN与平面BCC1B1的距离为N到平面 BCC1B1的距离.又N到平面BCC1B1 的距离 为NB = 12 AB = 2, 所以MN与平面BCC1B1的距离为2                                                                      . —196— 第十一章   立体几何初步 ##"# 空间几何体 11. 1. 1  空间几何体与斜二测画法 !"#$%&'( 学习目标 核心素养 1.能够从教材的实例中抽象出用斜二测画法作水平放置 的平面图形直观图的步骤. 2.能够由给出的平面图形制作出空间几何体. 3.能够了解斜二测画法中各类线段长度之间的关系,正 确进行运算. 1.通过学习斜二测画法的步骤,培养 直观想象的核心素养. 2.借助斜二测画法,画出直观图,培养 数学抽象的核心素养. )*+,%-.+ 知识点1  空间几何体     如果只考虑一个物体占有的空间          和          ,而不考虑 其他因素,则这个空间部分通常可抽象为一个            . [思考] 知识点2  斜二测画法     (1)立体几何中,用来表示空间图形的平面图形,称为空间图形的            .     (2)用斜二测画法作水平放置的平面图形的直观图,步骤如下:     ①在平面图形上取            的x轴和y轴,作出与之相对应的x′ 轴和y′轴,使得它们正方向的夹角为            .     ②平面图形中与x轴平行(或重合)的线段画成与x′轴            的线段,且长度          ;平面图形中与y轴平行(或重合)的线段画成 与y′轴平行(或重合)的线段,且长度            .     ③连接有关线段,擦去作图过程中的辅助线.     (3)用斜二测画法作立体图形直观图的步骤如下:     ①在立体图形中取水平平面,在其中取互相垂直的x轴与y轴,作出 水平平面上图形的直观图(保留x′轴和y′轴). 思考:我们以前接触过 的几何体有哪些? 提示: 7z$Vnª$Vn úûnúünàûnà ünýQh $((     ②在立体图形中,过x轴与y轴的交点取z轴,并使z轴垂直于x轴与y轴.过x′轴与y′轴的交 点作z轴对应的z′轴,且z′轴            x′轴与y′轴.图形中与z轴平行(或重合)的线段画成与z′ 轴平行(或重合)的线段,且            .连接有关线段.     ③擦去有关辅助线,并把被面遮挡住的线段改成            (或擦除).     提醒: þñDQ*-‹þŒ]‹ñDŒ (1) ‹þŒ}3®LMJ;- xOy 8</¡ x ¨;Ÿ-6ü , ®ŸÿJ*Ï¡ x ½̈ Õ 45 æ o 135 æ . (2) ‹ñDŒ}3\úOÌ;? , ¦®ŸÿJ* , 8Çp x ½̈ o z ½̈ -6üªOPÖ ; 8Çp y ½ ¨-6üªOÖ"½-^á .     拓展: zQDQuzQDQ^¼OpQàûnàünà!nýQh ●/012 1.对于用斜二测画法画水平放置的平面图形的直观图来说,下列描述错误的是 (  ) A.三角形的直观图仍然是一个三角形 B. 90°的角的直观图会变为45°的角 C.与y轴平行的线段长度变为原来的一半 D.由于选轴的不同,所得的直观图可能不同 2.水平放置的△ABC的斜二测直观图如图所示,已知A′C′ = 6,B′C′ = 4,则边AB上 的中线的实际长度为        . 3456%789 ●:;<%ÂÛÄÅP›AÆ@PÇÈÆ                                        1.如图所示是由正方形ABCE和正三角形CDE所构成 的平面图形,请画出其水平放置的直观图.     [分析]  本题的已知图形为轴对称图形,可以以AB所 在直线为x轴,AB的中垂线为y轴建立平面直角坐标系,这 样所有的点都在坐标轴上或者在与坐标轴平行的直线上. [归纳提升] 归纳提升:画平面图形 的直观图的技巧 (1) ®Q78"#-8 <J;-ŸÿJNVE F$·-§4S}R jV^¼t‰X8<$ 3;%Wk$-&0® § 4 ¨ „V I % p Q0h (2) Q8<J;-Ÿÿ JV‡Q¡§4¨8 Ç-6ü ( 8Ç+P Ö ) V¡§4¨P8Ç- 6üG¯¡§4¨8Ç -6üfgé-\.ö 0V]÷ìßÕ6üh $() 〉 /CD1 1.等腰三角形ABC中AB = AC,则其直观图是 (  )                                                A.①② B.②③ C.②④ D.③④ ●:;E%žPÇÈÆÂ¤ 2.用斜二测画法画正六棱柱(底面是正六边形,侧棱垂直于底面)的 直观图.     [分析]  画轴→画底面→画侧棱→成图 [归纳提升]〉 /CD1 2.(1)一个建筑物上部为四棱锥,下部为长方体,且四棱锥的底面与长方 体的上底面大小一样,已知长方体的长、宽、高分别为20 m,5 m,10 m, 四棱锥的高为8 m.若按1500的比例画出它的直观图,那么直观图中 长方体的长、宽、高和棱锥的高应分别为                        . (2)画出正四棱锥(底面是正方形,侧面是有一个公共顶点且全等的等 腰三角形的棱锥)的直观图. ●:;>%ÇÈÆPÉʚ˧ 3.(1)已知△ABC是正三角形,且它的边长为a,那么△ABC的平面直 观图△A′B′C′的面积为 (  ) A.槡34 a 2         B.槡38 a 2         C.槡68 a 2         D.槡616a 2 (2)如图,矩形O′A′B′C′是水平放置的一个平 面图形的直观图,其中O′A′ = 6,O′C′ = 3, B′C′∥x′轴,则原平面图形的面积为        .     [分析]  (2)利用斜二测画法的规则将直观图 复原. [归纳提升] 归纳提升:简单几何体 直观图的画法规则 (1) Q¨uGHI±1 ®Ÿ6" z ¨îSh (2) Q'<uvw8< J;-ŸÿJQfg '<h (3) fg&0u«O¡ z ¨8Ço® z ¨„- 6üfgbR&0h (4) ì6ÕJuÉ`( ù6V+e)*-”4 ¹"6h 归纳提升:直观图的还 原技巧 1. ˆŸÿJ‘"8< J-Rj}³¡ x ½̈ n y ½̈ 8Ç-Ÿ6o6 üV•8Çp x ½̈ -6 ü‘NªOPÖV8 Çp y ½̈ -6ü‘N "Š"ŸÿJ*¶£6 üª- 2 ùVˆafg J;-+.&0V?à ìߦWh 2 hŸÿJ¡J;< =ÝÍ-RS T^.8<$3;-< =" S ViŸÿJ-< =" S ½VYb S ½, 槡2 4 S o S = 2槡2S½.«O’^ >?WˆJ;<=_ iŸÿJ<=oˆŸÿ J<=_J;<=h $(* 〉 /CD1 3.(1)一梯形的直观图是如图所示的等腰梯形,且直观图O′A′B′C′的面积为2,则原梯形的面积为 (  ) 第(1)题图           第(2)题图                                                A. 2 B. 2槡2 C. 4 D. 4槡2 (2)如图为一个水平放置的正方形ABCO,它在直角坐标系xOy中,点B的坐标为(2,2),则在用斜二测 画法画该正方形的直观图时,顶点B′到x′轴的距离为          . ●QRST%/ÌE[¤qL˜ÍÎ xlghRm. 4.如图①所示,△ABC水平放置的直观图为△A′B′C′,∠B′A′C′ = 30°,∠A′C′B′ = 90°,请用作图法画出原△ABC,并量出 △ABC的各内角,∠BAC是否等于∠B′A′C′的2倍?∠BCA 是否等于∠B′C′A′?     [错解]  ∠BAC = 2∠B′A′C′,∠BCA =∠B′C′A′.     [错因分析]  错误的原因是对斜二测画法理解不透,在用斜二测画法画直观图时,角的度数一 般会发生变化,但这种变化并不是角的度数减小了一半,它的变化与角的两边的位置有关.     [正解]  〉 /CD1 4.水平放置的△ABC,有一边在水平线上,用斜二测画法作出的直观图是正三角形A′B′C′,则 △ABC是 (  ) A.锐角三角形      B.直角三角形      C.钝角三角形      D.任意三角形 XYZ[%\]^ 1.用斜二测画法画水平放置的平面图形的直观 图,对其中的线段说法错误的是 (    ) A.原来相交的仍相交 B.原来垂直的仍垂直 C.原来平行的仍平行 D.原来共点的仍共点 2.利用斜二测画法画出边长为3 cm的正方形的 直观图,正确的是图中的 (            ) $(+ 3.在下列图形中,不是正方体的展开图的是(  ) 4.已知等边△ABC的直观图△A′B′C′的面积为 槡6,则△ABC的面积为 (    )                                 A.槡32       B.槡 6 2       C. 2槡6      D. 4槡3 5.如图所示,四边形A′B′C′D′是一个水平放置的 平面图形的直观图,它所表示的平面图形 ABCD的形状是          . 请同学们认真完成练案[11                     ] 11. 1. 2  构成空间几何体的基本元素 !"#$%&'( 学习目标 核心素养 1.以长方体为载体,认识构成几何体的基本元素,认识和 理解空间点、直线、平面的位置关系. 2.用数学符号表示点、直线、平面的位置关系. 1.通过认识构成几何体的基本元素的 学习,体现了数学抽象的核心素养. 2.借助空间中直线与直线、直线与平 面、平面与平面间的位置关系,培养 直观想象的核心素养. )*+,%-.+ 知识点1  空间中的点、线、面 1.用运动的观点理解空间基本图形之间的关系 (1) (2) (3)面动成体:面运动的轨迹(经过的空间部分)可以形成一个几何体. $(!

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11.1.1 空间几何体与斜二测函法(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第四册同步学习指导(人教B版2019)
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