高二(1)班
空间中一个“基本图形”的探究
教学目标:
1、认识、熟悉、理解“基本图形”的构成要素及几何特征;
2、在“基本图形”的框架下,会找(证)空间直线与直线、直线与平面、平面与平面所成角并计算;
3、培养学生规范作图,严谨地论证;进一步提高学生的空间想象力,将空间几何的问题转化到平面上解决的能力。
教学重点:
理解“基本图形”的构成要素
教学难点:
会找“基本图形”中的空间角
教学过程:
引言:前一段时间,我们已经学习了“第14章空间直线与平面”,通过学习我们已经学会及掌握了:空间位置关系的判别,空间垂直与平行的判别与证明;空间角与距离的求解。
考虑到有一些同学在空间论证及求解空间角和距离时,还存在一些困难,还没有摸索到几何图形的特征,在这里,我给同学们提供一个“空间的基本图形”,大家一起跟着我对这个“基本图形”进行探究。
一、提出问题,引入“基本图形”
引例:若平面α的斜线l 与平面α所成的角为θ,平面α的斜线l 与平面α内任一直线所成的角为θ1,试比较θ和θ1的大小关系,并给与证明。
问题1:
如图所示,已知平面α,PA A α⋂=,l 是平面α内的任一直线,试探究直线PA 与平面α所成角为θ,PA 与直线l 所成角为θ1,PA 在平面α内的射影与直线l 所成的角θ2之间的关系。
12cos cos cos θθθ=⋅
二、“基本图形”的应用
例:已知BOC ∠在平面α内,OA 是平面α的斜线,
60AOB AOC BOC ∠=∠=∠=,求直线OA 与平面α所成的角。
变式1:已知BOC ∠在平面α内,OA 是平面α的斜线,60,AOB AOC ∠=∠=
90BOC ∠=,求直线OA 与平面α所成的角。
变式2:已知BOC ∠在平面α内,OA 是平面α的斜线,60,45AOB AOC ∠=∠=
90BOC ∠=,求直线OA 与平面α所成的角。
三、“基本图形”再探究
问题2:
把“基本图形”看成是由四个面围成的几何体, 设二面角P AC H --的平面角为β,那么β的大小与θ、θ1及θ2是否有关系呢?
1
sin sin sin θβθ= 探究应用:
你能利用θ、θ1及θ2的大小求出二面角C AP H --的平面角ϕ的大小吗?
21
sin sin sin θϕθ= 四、总结
五、作业布置:
1、基础作业:习题册P19复习题B 组
2、补充作业:
(1)已知直角三角形ABC 的斜边AB 在平面α内,AC 和BC 与平面α所成的角分别为30,45︒︒,CD 是斜边AB 上的高,求CD 与平面α所成的角。
(2)在四面体A-BCD ,A D ⊥平面BCD ,BC ⊥CD ,AD=2,
BD=M 是AD 的中点,P 是BM 的中点,点Q 在线段AC 上,且3AQ QC =。
①证明:PQ//平面BCD ;
②若二面角C-BM-D 的大小为60,求BDC ∠的大小。
立体几何问题,对于初学者来说,总感到图形线条多,背景复杂,难以提炼出图形的本质。
实际上经常解决问题的图形不外乎几种简单的基本图,教学中把这些基本图的几何元素的位置关系让学生搞熟练了,在解其他问题时,就很容易排除干扰,提炼出本质图来。
A
M D C
B P Q。