内容正文:
空间两条直线的位置关系(2)
第13章 立体几何初步
灌南县第二中学高一数学组 制作:郑瑞
空间两条直线的位置关系有以下三种:
位置关系
共面情况
公共点个数
相交直线
平行直线
异面直线
在同一个平面内
在同一个平面内
不同在任何一个平面内
有且只有一个
没有
没有
复习回顾
D
C
B
A
A1
D1
C1
B1
问题情境
在正方体ABCD-A1B1C1D1中,可以直观的看出直线AB与A1C既不相交又不平行(即异面).那么,
问题1 如何证明AB与A1C异面呢?
B
α
l
A
α
a
b
α
α
β
a
a
b
b
异面直线的画法
若
则直线AB与l是异面直线.
定理 过平面内一点与平面外一点的直线,和这个平面内不经过
该点的直线是异面直线
数学建构
画异面直线一定要依托于平面.
问题2 过平面内一点与平面外一点的直线,就是与平面相交的直线,所以异面直线判定定理也可以叙述为?
B
B1
A
A1
D
D1
C
C1
例1 (1)如图,长方体ABCD-A1B1C1D1的棱所在直线中,与直线AA1是异面的有________________________.
(2)如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,相邻两个侧面的对角线A1B与B1C的位置关系是____________.
异面
CD,
BC,
B1C1,
C1D1
数学应用
问题3 如何来刻划两条相交直线的相对位置?
夹角
数学探究
问题4 如何来刻划两条异面直线的相对位置?
定义:
a,b是两条异面直线,经过空间任意一点o,分别引直线a1∥a,b1∥b,我们把直线a1和b1所成的锐角(或直角)也就是相交直线叫a1和b1的夹角做异面直线a和b的夹角.
a
α
b
O
a1
b1
2.范围:0o<θ≤900
a
α
b
a1
O
解释:
3.若两条异面直线夹角为90º,则称它们互相垂直.记为:
1.两条异面直线夹角,与点O的位置选取无关,点O常选在两条异面直线的某一条上.
数学建构
问题5 如果两条直线垂直,那么这两条直线相交?
D
C
B
A
A1
D1
C1
B1
例2.已知ABCD-A1B1C1D1是棱长为a的正方体
(1)正方体的哪些棱所在的直线与直线BC1是异面直线?
(2)求异面直线AA1与BC夹角
(4)求异面直线BC1和AC夹角
思维点拨
①平移
② 特殊点
(3)求异面直线BA1和CC1夹角
数学应用
变式 在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=AD= , AE=2,
(1)求BC与EG所成的角;
(2)求AE与BG所成的角。
数学应用
问题6 你能总结求异面直线所成角的一般步骤吗?
求异面直线夹角的步骤:
空间问题
平面问题
数学建构
①作(找) ——构造平面角;
②证——证平行关系;
③指——指出那个角是异面直线所成角;
④算——放在三角形中计算。
练习: 判断正误:
①若a、b,则a、b为异面直线 .
②若a⊥b,b⊥c ,则a∥c .
③若a、b为异面直线, b、c为异面直线,则a、c也为异面直线 .
④若a、b共面,b、c共面,则a、c也共面 .
⑤一条直线和两条异面直线中的一条平行,则它和另一条直线不可能平行 .
数学应用
D
C
B
A
A1
D1
C1
B1
(1)若a∥b,c⊥a,则c ⊥b; (2)a⊥c,b⊥c,则a∥b.
1.指出下列命题是否正确
(1)过直线外一点可作无数条直线与已直线成异面直线;
2.若两条直线a,b没有公共点,则a,b的位置关系是()
(2)过直线外一点只有一条直线与已知直线垂直;
A.共面 B.平行 C异面 D平行或异面
3.直线a,b分别是长方体的相邻两个面的对角线所在
的直线,则a与b的位置关系是 ()
4.指出下列命题是否正确
A.平行 B.相交 C异面 D相交或异面
巩固练习
(1)(4)
①本节学习的重要概念:
两异面直线夹角
异面垂直
② 两异面直线所成的角θ满足00<θ≤900
课堂小结
③通常采用平移的方法化异面直线夹角
为相交直线的夹角
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