直线与平面所成的角和二面角(一)8.docVIP

直线与平面所成的角和二面角(一) 教学目的： 1.理解并掌握斜线在平面内的射影、直线和平面所成角的概念 2.根据概念先找直线射影后确定线面夹角从而熟练求解直线和平面所成角3.培养化归能力、分析能力、观察思考能力和空间想象能力等4.培养立体感、数学美感，提高学生学习数学特别是立体几何的兴趣 教学重点：线面夹角的概念及利用概念分步求夹角 教学难点：直线和平面所成角的概念及的应用 授课类型：新授课 课时安排：1课时 教 具：多媒体、实物投影仪 内容分析? ?本节有三个知识点：直线与平面所成的角、二面角、两平面垂直的性质 要求学生掌握直线和平面、平面和平面所成的角、距离的概念并能灵活运用勾股定理、正余弦定理和向量代数方法计算有关的角和距离了解异面直线距离的概念和计算 在学生已初步掌握向量工具的基础上，可用向量工具解决立体几何中的一些较难的问题，一方面可进一步显示向量工具的威力，另外也为解决空间的度量问题找到了通法，减少学生学习度量问题的困难过去学生解这类问题，主要方法是构造三角形，应用勾股定理、余弦定理和正弦定理求解这种解法需要对图形进行平移、投影等转化技能，而且不同的问题需要不同的技巧实践证明，没有向量工具，学生求解这类问题比较困难有了向量运算工具，很多较难的空间计算问题，就有了统一的方法求解、但如果全用向量处理夹角相距离问题，虽有通法，但有时在解决一些较难问题时，运算量较大并需要一定的技巧，学生掌握这些技能同样会有困难所以在教材具体编写时，不是都用向量计算方法，有些直接使用勾股定理和三角能解决的问题，就不再使用向量方法了 教学过程： 一、复习引入： 1．平面几何中，点、线段在直线上射影的概念及性质： 2．直线和平面的位置关系（平行、相交和直线在平面内） 二、讲解新课： 1 斜线,垂线,射影 ⑴垂线 自一点向平面引垂线,垂足叫这点在这个平面上的射影. 这个点和垂足间的线段叫做这点到这个平面的垂线段. ⑵斜线 一条直线和一个平面相交,但不和这个平面垂直,这条直线叫做这个平面的斜线斜线和平面的交点叫斜足；斜线上一点与斜足间的线段叫这点到这个平面的斜线段 ⑶射影 过斜线上斜足外的一点向平面引垂线,过垂足和斜足的直线叫做斜线在这个平面内的射影垂足和斜足间线段叫这点到这个平面的斜线段在这个平面内的射影 直线与平面平行，直线在平面由射影是一条直线直线与平面垂直射影是点斜线任一点在平面内的射影一定在斜线的射影上 2．射影长相等定理:从平面外一点向这个平面所引的垂线段和斜线中 ⑴射影相交两条斜线相交；射影较长的斜线段也较长 ⑵相等的斜线段射影相等，较长的斜线段射影较长 ⑶垂线段比任何一条斜线段都短 ⑴OB=OC(AB=AC OB(OC(AB(AC ⑵AB=AC(OB=OC AB(AC(OB(OC ⑶OA(AB，OA(AC 3．直线和平面所成角 （1）定义：平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角叫做这条斜线和这个平面所成的角 一直线垂直于平面，所成的角是直角 一直线平行于平面或在平面内，所成角为0(角 直线和平面所成角范围： (0，( （2）定理：斜线和平面所成角是这条斜线和平面内经过斜足的直线所成的一切角中最小的角 证明：设平面的一条斜线在内的射影为，角是与所成的角 直线OD是平面内与不同的任意一条直线，过点上的点A引AC垂直于OD，垂足为C 因为ABAC， 所以，即,因此 4．公式 已知平面(的斜线a与(内一直线b相交成θ角，且a与(相交成(1角，a在(上的射影c与b相交成(2角，则有 用几何法研究： 在平面(的斜线a上取一点P，过点P分别作直线c、b的垂线PO、PB，垂足为O、B 连接OB，则OB⊥b. 在直角△AOP中，. 在直角△ABC中，. 在直角△ABP中，. 所以 所以成立 用向量运算研究： 如图，是平面的斜线，是斜足，垂直于平面，为垂足，则直线是斜线在平面内的射影设是平面内的任意一条直线，且，垂足为，又设与所成角为，与所成角为，与所成角为，则易知： ， 又∵， 可以得到：， 则同样可以得到：平面的斜线和它在平面内的射影所成角，是这条斜线和这个平面内的任一条直线所成角中最小的角； 三、讲解范例： 例1 如图，已知是平面的一条斜线，为斜足，为垂足，为内的一条直线，，求斜线和平面所成角 解：∵，由斜线和平面所成角的定义可知，为和所成角， 又∵， ∴， ∴，即斜线和平面所成角为． 例2．如图，在正方体中，求面对角线与对角面所成的角 解法一：连结与交于，连结， ∵，，∴平面， ∴是与对角面所成的角， 在中，，∴． 解法二：由法一得是与对角面所成的角， 又∵，， ∴，∴． 说明：求直线与平面所成角的一般方法是先找斜线在平面中的射影，后求斜线与其射影的夹角另外，在条件允许的情况下，用公式求线