内容正文:
8.4.1 平面
第八章 立体几何初步
新课导入
前面我们认识了棱柱、棱锥、棱台等多面体,这些多面体由哪些元素构成?
实际上,立体图形都是由点、线、面等基本元素组成的,要研究立体图形的结构特征,就要研究这些基本元素之间的位置关系,本节课我们先研究平面及其基本性质。
新知探究
问题1 在初中平面几何中,我们对点和直线有了一定的认识,知道它们都是由现实事物抽象得到的。那么什么是平面?平面有怎样的特征?
平面:几何里所说的“平面”就是从这样的一些物体中抽象出来的.类似于直线向两端无限延伸,平面是向四周无限延展的.
无限延展
不计厚度
绝对的平
平面的特征
不计大小
(没有边界)
(不计面积)
(不计质量)
这些物体都给我们一种“平”的直观感受.
新知探究
问题2 如何画一个平面呢?
与画出直线的一部分来表示直线一样,我们也可以画出平面的一部分来表示平面.我们常用矩形的直观图,即平行四边形表示平面.
①水平放置的平面
②垂直放置的平面
当平面水平放置时,常把平行四边形的一边画成横向
图形语言:
当平面竖直放置时,常把平行四边形的一边画成竖向
新知探究
平面的表示
①希腊字母等,将它们写在代表平面的平行四边形的一个角内.
如:平面α、平面β
②表示平面的平行四边形四个顶点字母
如:平面ABCD
③表示平面的平行四边形的相对的两个顶点字母表示
如:平面AC、平面BD
A
C
B
D
新知应用
例1 (1)(多选)下列说法正确的是( AC )
A. 平面是绝对的平滑、无厚度、无限延展的抽象的数学概念
B. 平面的形状是平行四边形
C. 三角形、正六边形、圆也可以表示平面
D. 有一个平面的长是50 cm,宽是20 cm
(2)下列说法正确的是( D )
A. 平行四边形是一个平面
B. 任何一个平面图形都是一个平面
C. 平静的太平洋面就是一个平面
D. 我们通常画出平面的一部分表示平面
AC
D
新知探究
问题3 直线上有无数个点,平面内有无数个点,直线、平面都可以看成是点的集合. 那么,点与直线、点与平面之间有哪些位置关系?
图形语言 文字语言 符号语言
A在线l上
A在线l外
A在面上
A在面外
A∈l
A∉
A∈
A∉l
新知探究
问题4 直线与直线、直线与平面之间有哪些位置关系?
图形语言 文字语言 符号语言
线l在面α内
线l在面α外
l,m相交于A
l∩m=A
m
n
m,n平行
m//n
l⊂α
l//α
l∩α=A
例2 用符号表示下列语句,并画出相应的图形.
(1)点A在平面α内,点B在平面α外,直线l与平面α相交于点A;
(2)直线l和直线m相交于点P,且都在平面α内.
新知应用
A
B
α
α
l
m
P
新知探究
问题5 我们知道,两点可以确定一条直线,那么几点可以确定一个平面?
生活中经常看到用自行车、三角架支撑照相机等.
由于三个支点在同一个平面上且不共线保证了三角支架的稳定性.
概念生成
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.
A
C
B
简记为:不共线的三点确定一个平面.
符号语言:A,B,C三点不共线⇒存在唯一的平面α使A,B,C∈α
作用:确定一个平面的依据!
存在性
唯一性
新知探究
问题6 如果直线 l 与平面α有一个公共点P,直线 l 是否在平面α内?如果直线 l 与平面α有两个公共点呢?
概念生成
符号语言:A∈l,B∈l,且A∈α,B∈α⇒l⊂α.
作用:①判断直线是否在一个平面内
②判断点是否在平面内
基本事实2 如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内.
α
A
•
B
•
l
新知探究
问题7 如图,把三角尺的一个角立在课桌面上,三角尺所在平面与课桌面所在平面是否只相交于一点B?为什么?
想象三角尺所在的无限延展的平面,用它去穿越课桌面.可以想象,两个平面相交于一条直线.
概念生成
符号语言:P∈α,且P∈β ⇒ α∩β=l,且P∈l.
作用:①判定两个平面相交的依据
②判定点在直线上
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.
•
新知探究
问题8 我们知道两点确定一条直线,结合基本事实1和2,能得到什么结论?
n
新知探究
问题8 我们知道两点确定一条直线,结合基本事实1和2,能得到什么结论?
α
m
推论1 经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面.
l
A
•
C
•
B
•
推论2 经过两条相交直线,有且只有一个平面.
推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面.
作用:确定一个平面的依据!
新知应用
P128练习
1.判断下列命题是否正确,正确的在括号内画“√”,错误的画“×”.
(1)书桌面是平面. ( )
(2)平面α与平面β相交,它们有有限个公共点. ( )
(3)如果两个平面有三个不共线的公共点,那么这两个平面重合.( )
(1)× 平面是无限延展的;
(3)√ 由基本事实1可知正确.
(2)× 由基本事实2可知一定有无限个公共点;
新知应用
P128练习
2.下列命题正确的是( )
(A)三点确定一个平面
(B)一条直线和一个点确定一个平面
(C)圆心和圆上两点可确定一个平面
(D)梯形可确定一个平面
A 错误,因为三点可能共线,也可能不共线;
C 错误,因为圆上两点可能是直径的端点,此时三点共线.
B 错误,因为可能点在直线上,或不在直线上;
新知应用
P128练习
3.不共面的四点可以确定几个平面?请画出图形说明你的结论.
不共面的四点可以确定4个平面.
P
A
B
C
新知应用
P128练习
A
B
(1)
M
a
a
M
(2)
a
(3)
1.平面的概念:
2.平面的性质:
(1)平面的特征:
(2)平面的表示:
①用希腊字母表示:平面、平面β、平面γ.
②用大写英文字母表示:平面ABCD、平面AC.
①平
②无限延展的
③无厚度
如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内.
(2)基本事实2
过不在一条直线上的三个点,有且只有一个平面.
也可以简单说成“不共线的三点确定一个平面”.
(1)基本事实1
推论1 经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面.
推论2 经过两条相交直线,有且只有一个平面.
推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面.
课堂小结
(3)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.
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