内容正文:
第八章 立体几何初步
8.4 空间点、直线、平面之间的位置关系
8.4.1 平面
1.在多面体中,顶点、棱、面是基本的组成元素,几何上它们分别表示什么图形?
顶点表示点,棱表示线段,面表示平面多边形.
复习引入
2.将线段向两端无限延伸,得到的图形是直线.将平面多边形向四周无限延伸,得到的图形是什么?
平面
3.点无大小之分,直线无粗细、长短之别,类似的,平面有什么特征?
平面无边界,即无大小,无厚薄.
4.平面无边界,不可能在纸上画出来,一般用平行四边形表示平面.
图1 水平面
图2 竖直平面
图3 斜置平面
一组对边画成水平
一组对边画成竖直
两组对边画成倾斜
画法
表示
思考1 对于水平面、竖直平面、斜置平面,如何画比较有立体感?
思考2 如何用字母表示平面?
①用希腊字母表示:如平面平面平面图1中所示.
②平行四边形的四个顶点表示:如平面ABCD.图3中所示.
③平行四边形的对角线表示:如平面AC,平面BD.图3中所示.
5. 为了进一步认识立体图形的结构特征,需要对点、直线、平面之间的位置关系进行研究 . 这三者之间有许多依存关系,从不同的角度去观察、分析,可以得到平面的一些基本事实.
思考1 我们知道,两点可以确定一条直线.那么,经过两点可以作多少个平面?经过不共线的三点可以作多少个平面?
经过两点可以作无数个平面,经过不共线的三个点只能作一个平面.
如果直线l与平面有一个公共点P,直线l不一定在平面内;如果直线l与平面有两个公共点,直线l一定在平面内.
思考2 如果直线l与平面有一个公共点P,直线l是否在平面内?如果直线l与平面有两个公共点呢?
公共点有无数个,且在一条直线上.
思考3 如果两条不重合的直线有公共点,则其公共点只有一个 . 如果两个不重合的平面有公共点,其公共点有多少个?这些公共点的位置关系如何?
6.通过以上分析可以得到关于平面的三个基本事实,如何完整描述它们?请同学们阅读教材.
教材导学
阅读教材:
1.如何用集合符号描述点、直线、平面的位置关系?
A∈l
点A在直线l上: 点B在直线l外:
点A在平面内: 点B在平面外:
直线l在平面内: 直线l在平面外:
直线l与平面相交于点P: 平面与平面相交于直线l:
Bl
A∈
B
l
l
l=P
=l
2.三个基本事实分别是什么?基本作用是什么?
基本事实1:过不在一条直线上的三个点,有且只有一个平面.即不共线的三点确定一个平面.
.C
.
.
记作:平面ABC
作用:确定一个平面
基本事实2:如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在一个平面内.
.
.
符号表示: A∈l,B∈l,且A∈B∈
∈
作用:可以判断直线是否在平面内.
基本事实3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线.
符号表示: P∈∈
=l且P∈l
作用:可以判断两平面是否相交.
3.根据基本事实1和基本事实2,再结合“两点确定一条直线”,可以得到哪三个推论?
C
.
推论1:一条直线和这条直线外一点确定一个平面.
.
.
推论2:经过两条相交直线,有且只有一个平面.
a
b
.
推论3:经过两条平行直线,有且只有一个平面.
拓展探究
1.如图,三条直线两两平行且不共面,每两条直线确定一个平面,一共可以确定几个平面?如果三条直线交于一点,那么它们最多可以确定几个平面?
三个,三个.
27部分.
2.正方体各个面所在平面将空间分成几部分?
三种.
3.三个平面两两相交有哪几种情形?如何用图形表示?
想想还有一种呢?
三线共点.
4.不共面的三条直线两两相交,三线共点吗?
例1 (多选)下列命题中正确的有( ).
A.一条直线和一个点可以确定一个平面
B.经过两条相交直线,有且只有一个平面
C.经过两条平行直线,有且只有一个平面
D.分别在两个相交平面内的两条直线如果相交,则交点一定在两个平面的交线上
巩固应用
BCD
例2 如图所示,平面=l,A∈, B ∈,ABl=D, C∈, C ,则平面ABC与平面的交线是( ).
C
A.直线AC
B.直线AB
C.直线CD
D.直线BC
19
例3 如图,在正方体ABCD-中,点M,N,E,F分别是棱CD,AB,D ,A 的点,若MN与EF交于点Q,求证:D、A、Q三点共线.
证明: ∵ MNEF=Q,
∴ Q∈直线EF,Q∈直线MN
又EF平面AD,MN 平面ABCD
∴ Q∈平面AD,且Q∈平面ABCD
∵平面AD 平面ABCD=DA
∴ Q∈DA,即D、A、Q、三点共线.
小结
1.点、直线、平面都是不加定义的原始概念,点无大小,直线无粗细和长短,平面无厚薄和边界. 平面可以用平行四边形等平面图形表示.
2.三个基本事实及其推论是后续学习立体几何知识的理论基础,它们各有其功能.
3. 文字语言、图形语言、符号语言是描述空间点、直线、面的位置关系的三种基本语言,可以相互转换,其中符号语言常用集合中的符号表示.
作业
8.4.1 平面
8.4 空间点、直线、平面之间的位置关系
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