高中数学人教A版必修2 第三章 直线与方程 3.2.2 两点间的距离 教案
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高中数学人教A版必修2 第三章 直线与方程 3.2.2 两点间的距离 教案

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资料简介
4.3.2空间两点间的距离公式整体设计教学分析平面直角坐标系中,两点之间的距离公式是学生已学的知识,不难把平面上的知识推广到空间,遵循从易到难、从特殊到一般的认识过程,利用类比的思想方法,借助勾股定理得到空间任意一点到原点的距离;从平面直角坐标系中的方程x2+y2=r2表示以原点为圆心,r为半径的圆,推广到空间直角坐标系中的方程x2+y2+z2=r2表示以原点为球心,r为半径的球面.学生是不难接受的,这不仅不增加学生负担,还会提高学生学习的兴趣.三维目标1.掌握空间两点间的距离公式,会用空间两点间的距离公式解决问题.2.通过探究空间两点间的距离公式,灵活运用公式,初步意识到将空间问题转化为平面问题是解决问题的基本思想方法,培养类比、迁移和化归的能力.3.通过棱与坐标轴平行的特殊长方体的顶点的坐标,类比平面中两点之间的距离的求法,探索并得出空间两点间的距离公式,充分体会数形结合的思想,培养积极参与、大胆探索的精神.重点难点教学重点:空间两点间的距离公式.教学难点:一般情况下,空间两点间的距离公式的推导.课时安排1课时教学过程导入新课思路1.距离是几何中的基本度量,几何问题和一些实际问题经常涉及距离,如飞机和轮船的航线的设计,它虽不是直线距离,但也涉及两点之间的距离,一些建筑设计也要计算空间两点之间的距离,那么如何计算空间两点之间的距离呢?这就是我们本堂课的主要内容.思路2.我们知道,数轴上两点间的距离是两点的坐标之差的绝对值,即d=|x1-x2|;平面直角坐标系中,两点之间的距离是d=.同学们想,在空间直角坐标系中,两点之间的距离应怎样计算呢?又有什么样的公式呢?因此我们学习空间两点间的距离公式.推进新课新知探究提出问题①平面直角坐标系中,两点之间的距离公式是什么?它是如何推导的?②设A(x,y,z)是空间任意一点,它到原点的距离是多少?应怎样计算?③给你一块砖,你如何量出它的对角线长,说明你的依据.④同学们想,在空间直角坐标系中,你猜想空间两点之间的距离应怎样计算?⑤平面直角坐标系中的方程x2+y2=r2表示什么图形?在空间中方程x2+y2+z2=r2表示什么图形?⑥试根据②③推导两点之间的距离公式.活动:学生回忆,教师引导,教师提问,学生回答,学生之间可以相互交流讨论,学生有困难教师点拨.教师引导学生考虑解决问题的思路,要全面考虑,大胆猜想,发散思维.①学生回忆学过的数学知识,回想当时的推导过程;②解决这一问题,可以采取转化的方法,转化成我们学习的立体几何知识来解;③首先考虑问题的实际意义,直接度量,显然是不可以的,我们可以转化为立体几何的方法,也就是求长方体的对角线长.④回顾平面直角坐标系中,两点之间的距离公式,可类比猜想相应的公式;⑤学生回忆刚刚学过的知识,大胆类比和猜想;⑥利用③的道理,结合空间直角坐标系和立体几何知识,进行推导.讨论结果:①平面直角坐标系中,两点之间的距离公式是d=,它是利用直角三角形和勾股定理来推导的. 图1②如图1,设A(x,y,z)是空间任意一点,过A作AB⊥xOy平面,垂足为B,过B分别作BD⊥x轴,BE⊥y轴,垂足分别为D,E.根据坐标的含义知,AB=z,BD=x,BE=OD=y,由于三角形ABO、BOD是直角三角形,所以BO2=BD2+OD2,AO2=AB2+BO2=AB2+BD2+OD2=z2+x2+y2,因此A到原点的距离是d=.③利用求长方体的对角线长的方法,分别量出这块砖的三条棱长,然后根据对角线长的平方等于三条边长的平方的和来算.④由于平面直角坐标系中,两点之间的距离公式是d=,是同名坐标的差的平方的和再开方,所以我们猜想,空间两点之间的距离公式是d=,即在原来的基础上,加上纵坐标差的平方.⑤平面直角坐标系中的方程x2+y2=r2表示以原点为圆心,r为半径的圆;在空间x2+y2+z2=r2表示以原点为球心,r为半径的球面;后者正是前者的推广.图2⑥如图2,设P1(x1,y1,z1),P2(x2,y2,z2)是空间中任意两点,我们来计算这两点之间的距离.我们分别过P1P2作xOy平面的垂线,垂足是M,N,则M(x1,y1,0),N(x2,y2,0),于是可以求出|MN|=.再过点P1作P1H⊥P2N,垂足为H,则|MP1|=|z1|,|NP2|=|z2|,所以|HP2|=|z2-z1|.在Rt△P1HP2中,|P1H|=|MN|=,根据勾股定理,得|P1P2|==.因此空间中点P1(x1,y1,z1),P2(x2,y2,z2)之间的距离为|P1P2|=.于是空间两点之间的距离公式是d=.它是同名坐标的差的平方的和的算术平方根.应用示例例1已知A(3,3,1),B(1,0,5),求:(1)线段AB的中点坐标和长度;(2)到A,B两点的距离相等的点P(x,y,z)的坐标满足的条件.活动:学生审题,教师引导学生分析解题思路,已知的两点A、B都是空间直角坐标系中的点,我们直接利用空间两点间的距离公式求解即可.知识本身不难,但是我们计算的时候必须认真,决不能因为粗心导致结果错误.解:(1)设M(x,y,z)是线段AB的中点,则根据中点坐标公式得x==2,y==,z==3.所以AB的中点坐标为(2,,3).根据两点间距离公式,得 d(A,B)=,所以AB的长度为.(2)因为点P(x,y,z)到A,B的距离相等,所以有下面等式:.化简得4x+6y-8z+7=0,因此,到A,B两点的距离相等的点P(x,y,z)的坐标满足的条件是4x+6y-8z+7=0.点评:通过本题我们可以得出以下两点:①空间两点连成的线段中点坐标公式和两点间的距离公式是平面上中点坐标公式和两点间的距离公式的推广,而平面上中点坐标公式和两点间的距离公式又可看成空间中点坐标公式和两点间的距离公式的特例.②到A,B两点的距离相等的点P(x,y,z)构成的集合就是线段AB的中垂面.变式训练在z轴上求一点M,使点M到点A(1,0,2),B(1,-3,1)的距离相等.解:设M(0,0,z),由题意得|MA|=|MB|,,整理并化简,得z=-3,所以M(0,0,-3).例2证明以A(4,3,1),B(7,1,2),C(5,2,3)为顶点的△ABC是一等腰三角形.活动:学生审题,教师引导学生分析解题思路,证明△ABC是一等腰三角形,只需求出|AB|,|BC|,|CA|的长,根据边长来确定.证明:由两点间距离公式得:|AB|=|BC|=,|CA|=.由于|BC|=|CA|=,所以△ABC是一等腰三角形.点评:判断三角形的形状一般是根据边长来实现的,因此解决问题的关键是通过两点间的距离公式求出边长.变式训练三角形△ABC的三个顶点坐标为A(1,-2,-3),B(-1,-1,-1),C(0,0,-5),试证明△ABC是一直角三角形.活动:学生先思考或交流,然后解答,教师及时提示引导,要判定△ABC是一直角三角形,只需求出|AB|,|BC|,|CA|的长,利用勾股定理的逆定理来判定.解:因为三个顶点坐标为A(1,-2,-3),B(-1,-1,-1),C(0,0,-5),所以|AB|==3,|BC|=,|CA|==3.又因为|AB|2+|CA|2=|BC|2,所以△ABC是直角三角形.例3已知A(x,5-x,2x-1),B(1,x+2,2-x),则|AB|的最小值为()A.0B.C.D.活动:学生阅读题目,思考解决问题的方法,教师提示,要求|AB|的最小值,首先我们需要根据空间两点间的距离公式表示出|AB|,然后再根据一元二次方程求最值的方法得出|AB|的最小值. 解析:|AB|===.当x=时,|AB|的最小值为.故正确选项为B.答案:B点评:利用空间两点间的距离公式转化为关于x的二次函数求最值是常用的方法.知能训练课本本节练习1、2、3、4.拓展提升已知三棱锥P—ABC(如图4),PA⊥平面ABC,在某个空间直角坐标系中,B(3m,m,0),C(0,2m,0),P(0,0,2n),画出这个空间直角坐标系并求出直线AB与x轴所成的较小的角.图3解:根据已知条件,画空间直角坐标系如图3:以射线AC为y轴正方向,射线AP为z轴正方向,A为坐标原点建立空间直角坐标系O—xyz,过点B作BE⊥Ox,垂足为E,∵B(m,m,0),∴E(m,0,0).在Rt△AEB中,∠AEB=90°,|AE|=m,|EB|=m,∴tan∠BAE==.∴∠BAE=30°,即直线AB与x轴所成的较小的角为30°.课堂小结1.空间两点间的距离公式的推导与理解.2.空间两点间的距离公式的应用.3.建立适当的空间直角坐标系,综合利用两点间的距离公式.作业习题4.3A组3,B组1、2、3.设计感想本节课从平面直角坐标系中两点之间的距离公式入手,创设问题情景,不难把平面上的知识推广到空间,遵循从易到难、从特殊到一般的认识过程,利用类比的思想方法,借助勾股定理得到空间任意一点到原点的距离.为了培养学生的理性思维,在例题中,设计了由特殊到一般的学习思路,培养学生的归纳概括能力.在问题的设计中,用一题多解的探究,纵向挖掘知识深度,横向加强知识间的联系,培养了学生的创新精神,本节课的设计通过适当的创设情境,调动学生的学习兴趣.本节课以问题为纽带,以探究活动为载体,使学生在问题的指引下、教师的指导下把探究活动层层展开、步步深入,充分体现以教师为主导,以学生为主体的指导思想.把学生学习知识的过程转变为学生观察问题、发现问题、分析问题、解决问题的过程,提高了能力、培养了兴趣、增强了信心. 亲情树幼儿园大班学期总结一.汉字写笑房平春书母言鸟住出猫里洞屋百空节世车牛羊小少巾牙尺毛卜又心风力手水广升足走方半巴业本平书自己乐西回片皮生里果几用鱼今正雨两瓜衣来年左右天雪雷女男东南北前后青狗猫我太阳们你亮高矮飞机包宝老树木林森哥妹唱星草荷夏秋冬鸡鹅马奶页爷姐爸妈二.拼音声母bpmfdtnlgkhjqxzhchshrzcsyw单韵母aoeiuu复韵母aieiuiaoouiuieueeraneninununangengingong整体认读音节zhichishirizicisiyiwuyuyeyueyuanyinyunying⑸标调口诀有a在,把帽戴,a要不在o,e戴。要是i,u一起来,谁在后面给谁戴。⑹拼读儿歌小u见到jqxy,摘下帽子行个礼,去掉两点还念u,jqxy怪脾气,从来不和u相拼。三.儿歌(古诗)《猜灯谜》一盏灯,两盏灯,盏盏花灯贺新春。写满谜语仔细猜,大家都来动脑筋。你也猜,我也猜,比比看谁最聪明。条条谜语猜出来,笑声唤出满天星。《春天是一本书》春天是一本彩色的书:黄的迎春花,红的桃花,绿的柳叶,白的梨花......春天是一本会唱歌的书:春雷轰隆隆,春雨滴滴答,燕子唧唧唧,青蛙呱呱呱......春天是......《游子吟》慈母手中线,游子身上衣。临行密密缝,意恐迟迟归。谁言寸草心,报得三春晖。《摘樱桃》喵喵喵,馋嘴猫,辣椒地理摘樱桃。咬一口,没有水,辣得小猫直咧嘴儿。《儿童节》我梦见:在我的花园里,开满了,全世界各地的花朵。我和黑孩子、白孩子,在花丛里,飞翔又唱歌。今天——“六一”儿童节,当我们真的欢聚在一起,都说,比那梦里还快乐!《小青蛙》小青蛙,呱呱呱,蹲在荷叶下,鼓眼睛,大嘴巴,身穿绿马褂。爱捉虫,人人夸,辛勤护庄稼。《春晓》春眠不觉晓,处处闻啼鸟。夜来风雨声,花落知多少。《夜宿山寺》危楼高百尺,手可摘星辰。不敢高声语,恐惊天上人。《我是小小气象员》我是气象小宝宝,今天天气我来报。风儿吹得树枝摇,雨点哗哗浇苗苗。快呀快呀别吵闹,闪电总比雷声早。《小画笔真神奇》小画笔,真神奇,画匹小马四只蹄,画只小鸭放水里,画只小猴真顽皮。画辆小车嘀嘀嘀,带我从东跑到西。《春天的音符》嫩柳枝,是舞步,桃花瓣瓣是音符。小溪潺潺绕山谷,春天的味道洒满路。《草》离离原上草,一岁一枯荣。野火烧不尽,春风吹又生。《鼓与老虎》一面小花鼓,鼓上画老虎。宝宝敲破鼓,妈妈用布补。不知是布补虎,还是布补鼓。四.拼音车水马龙出类拔萃九牛一毛入木三分举一反三取长补短守株待兔亡羊补牢拔苗助长画蛇添足掩耳盗铃狐假虎威坐井观天自相矛盾胸有成竹一帆风顺二龙腾飞三羊开泰四季平安五福临门六六大顺七星高照八面玲珑九九归一十全十美百事可乐万事如意才高八斗一鼓作气东山再起青出于蓝 三.音乐《小白船》蓝蓝的天空银河里,有只小白船船,上有棵桂花树,白兔在游玩,桨儿桨二看不见,船上也没帆,飘呀飘呀飘向西天,渡过那条银河水,走向云彩国,走过那个云彩国,再向哪儿去,在那遥远的地方,闪着金光晨星,是灯塔照呀照得。《放飞梦想》阿u阿u真可爱,每天生活多姿又多彩,和我一起分享明媚阳光,脑筋转转调皮可爱,我要快乐的成长,聪明伶俐追我的梦想,挥动童年的翅膀,我要飞翔迎着风儿大声唱,不哭不闹只要坚强,任何难题我都不怕,手牵着手我们一起闯,不怕困难笑脸盛开,不哭不闹只要坚强,任何难题我都不怕,手牵着手我们一起闯,不怕困难笑脸盛开。《阳光男孩阳光女孩》你的童年我的童年好象都一样,小小肩膀大大书包,上呀上学堂,新的时代新的主张,新新的模样,快乐学习德智体美,个个是强项,贪玩耍讲义气,我们都一样.校内校外一不留神,就会把祸闯,回到家里,爸爸妈妈脸儿又拉长,见势不好爷爷奶奶身后藏一藏,唠叨的话,可以不可以不讲,给我一片,自由自在同龄人广场,让我们自己创造,也许会更好,不知不觉就会超过,你们的想象,我说妈妈呀,可以不可以让我有个,可以完全放松的角落,放松的角落,有许许多多漫画和我最爱最炫的罗那尔多现在,一切属于意外,老师竟然夸我是个天才,您的唠叨无处不在琴棋书画文理双赛补锌补铁补血补钙呀你的童年,我的童年好象都一样,小小肩膀大大书包上呀上学堂新的时代新的主张,新新的模样,快乐学习德智体美,个个是强项唠叨的话可以不可以不讲,给我们一片自由自在同龄人广场让我们自己创造也许会更好,不知不觉就会超过你们的想象事实上,无论什么什么做对了也象错了一样因为好象我们好象比较容易让大人们紧张真的好想能够不上学象超人一样自由飞翔没有妈妈叫我起床不行不行不能这样,好好学习德智体美1234567妈妈我真的爱你你就是你我就是我,个性要张扬在校不做书呆子,居家不做小皇上充满友爱充满幻想充满时尚 阳光男孩阳光女孩,阳光下成长 ▲请给下面每组中的加横线的字注音。中山()长白山()少年()茶几()中奖()长大()少见()几个()▲请把下列句子标上拼音声调。1.冬天到了,小朋友们在举行滑雪比赛。2.秋天到了,树叶落下来了,农民伯伯在忙着摘果子。3.夏天到了,青蛙在池塘的荷叶上唱起了歌。4.春天到了,小树发芽了,小燕子也飞回来了。5.爸爸周日带我去公园玩儿。6.妈妈给我们做了一顿丰盛的晚餐。7.姐姐每天坐公交车去上学。▲请给下列词语标上拼音声调。奶牛汽车山羊小鸟太阳毛巾跑步茶几萝卜手机发芽雨伞金鱼小猫风车心形雨水升旗走路广大十足

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