2.1.2空间中直线与直线之间的位置关系
教学目标知识与能力了解空间中两条直线的位置关系。理解并掌握公理4和等角定理。异面直线所成角的定义、范围及应用。
教学重难点重点难点异面直线的概念。公理4及等角定理。异面直线所成角的计算。
ABCD复习:平面内两条直线的位置关系相交直线平行直线相交直线(有一个公共点)平行直线(无公共点)两路相交立交桥立交桥中,两条路线AB,CDaboab既不平行,又不相交观察实例
ABCD六角螺母
两直线异面的判别二:两条直线不同在任何一个平面内.两直线异面的判别一:两条直线既不相交、又不平行.不同在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线。异面直线的定义:
a与b是相交直线a与b是平行直线a与b是异面直线abM答:不一定:它们可能异面,可能相交,也可能平行。分别在两个平面内的两条直线是否一定异面?abab合作探究
按平面基本性质分同在一个平面内相交直线平行直线不同在任何一个平面内:异面直线有一个公共点:按公共点个数分相交直线无公共点平行直线异面直线空间中直线与直线之间的位置关系
异面直线的画法说明:画异面直线时,为了体现它们不共面的特点。常借助一个或两个平面来衬托.如图:aabaAbb(1)(3)(2)
abced我们知道,在同一平面内,如果两条直线都和第三条直线平行,那么这两条直线互相平行.在空间这一规律是否还成立呢?观察:将一张纸如图进行折叠,则各折痕及边a,b,c,d,e,…之间有何关系?a∥b∥c∥d∥e∥…公理4:在空间平行于同一条直线的两条直线互相平行.———平行线的传递性
空间中如果有两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补。——等角定理
异面直线所成的角在平面内,两条直线相交成四个角,其中不大于90度的角称为它们的夹角,用以刻画两直线的错开程度,如图.在空间,如图所示,正方体ABCD-EFGH中,异面直线AB与HF的错开程度可以怎样来刻画呢?ABGFHEDCO(2)问题提出(1)复习回顾
(3)解决问题异面直线所成角的定义:如图,已知两条异面直线a,b,经过空间任一点O作直线a′∥a,b′∥b则把a′与b′所成的锐角(或直角)叫做异面直线所成的角(或夹角).abb′a′O思想方法:平移转化成相交直线所成的角,即化空间图形问题为平面图形问题思考:这个角的大小与O点的位置有关吗?即O点位置不同时,这一角的大小是否改变?异面直线所成的角的范围(0,90]ooa″
思考:这个角的大小与O点的位置有关吗?即O点位置不同时,这一角的大小是否改变?∵a′∥a,a″∥a∴a′∥a″(公理4),解答:如图设a′与b′相交所成的角为∠1,a″与b所成的角为∠2,同理b′∥b″,∴∠1=∠2(等角定理)b′a′O∠1aa″b∠2答:这个角的大小与O点的位置无关.
异面直线所成的角如果两条异面直线所成的角为直角,就说两条直线互相垂直,记作a⊥b。
求异面直线所成的角的步骤是:一作(找):作(或找)平行线二证:证明所作的角为所求的异面直线所成的角。三求:在一恰当的三角形中求出角
例题示范例:在空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA的中点。求证:四边形EFGH是平行四边形。分析:欲证EFGH是一个平行四边形只需证EH∥FG且EH=FGE,F,G,H分别是各边中点连结BD,只需证:EH∥BD且EH=BDFG∥BD且FG=BDABDEFGHC
变式一:在例2中,如果再加上条件AC=BD,那么四边形EFGH是什么图形?EHFGABCD分析:在例题2的基础上我们只需要证明平行四边形的两条邻边相等。菱形
课堂小结不同在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线。异面直线的定义:相交直线平行直线异面直线空间两直线的位置关系
公理4:在空间平行于同一条直线的两条直线互相平行。空间中,如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补。等角定理:异面直线所成的角:平移,转化为相交直线所成的角。
随堂练习一、下图长方体中平行相交异面②BD和FH是直线①EC和BH是直线③BH和DC是直线BACDEFHG㈡与棱AB所在直线异面的棱共有条?4分别是:CG、HD、GF、HE㈠说出以下各对线段的位置关系?
1)分别在两个平面内的两条直线一定是异面直线。3)a与b是异面直线,b与c是异面直线,则a与c是异面直线。错错错2)aα,bα,则a,b一定异面。二、判断
1.两条直线a,b分别和异面直线c,d都相交,则直线a,b的位置关系是()A.一定是异面直线B.一定是相交直线C.可能是平行直线D.可能是异面直线,也可能是相交直线2.一条直线和两条异面直线中的一条平行,则它和另一条的位置关系是()A.平行B.相交C.异面D.相交或异面三、选择DD
3.分别在两个平面内的两条直线间的位置关系是()A.异面B.平行C.相交D.以上都有可能D
四、如图,已知长方体ABCD-EFGH中,AB=,AD=,AE=2(1)求BC和EG所成的角是多少度?(2)求AE和BG所成的角是多少度?解答:(1)∵GF∥BC∴∠EGF(或其补角)为所求.Rt△EFG中,求得∠EGF=45o(2)∵BF∥AE∴∠FBG(或其补角)为所求,Rt△BFG中,求得∠FBG=60oABGFHEDC2
ABGFHEDC如图,正方体ABCD-EFGH中,O为侧面ADHE的中心,求(1)BE与CG所成的角?(2)FO与BD所成的角?解:(1)如图:∵BF∥CG,∴∠EBF(或其补角)为异面直线BE与CG所成的角,又BEF中∠EBF=45,所以BE与CG所成的角是45ooO连接HA、AF,依题意知O为AH中点,∴∠HFO=30o(2)连接FH,所以FO与BD所成的夹角是30o∴四边形BFHD为平行四边形,∴HF∥BD∴∠HFO(或其补角)为异面直线FO与BD所成的角∵HDEA,EAFB∴HDFB∥=∥=∥=则AH=HF=FA∴△AFH为等边△