2.1.2空間直線與直線的位置關(guān)系(二)
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
知識(shí)與技能:1.異面直線所成的角的定義2.等角定理,3會(huì)用異面直線所成的角的定義找出或作出異面直線所成的角,會(huì)在直角三角形中求簡(jiǎn)單異面直線所成的角。
過(guò)程與方法:培養(yǎng)空間想象力。
情感態(tài)度與價(jià)值觀:1.提高空間想象能力和作圖能力;2.增強(qiáng)動(dòng)態(tài)意識(shí),培養(yǎng)觀察、對(duì)比、分析的思維;3.通過(guò)探究增強(qiáng)學(xué)生的合作意識(shí)、動(dòng)腦意識(shí)和動(dòng)手能力。
二、學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)
學(xué)習(xí)重點(diǎn):異面直線所成的角 學(xué)習(xí)難點(diǎn):找出或作出異面直線所成的角
三、知識(shí)鏈接:
1.異面直線:________________________________________________
2.空間中兩條直線的位置關(guān)系有三種:_____________;公理4:______________________
四、學(xué)習(xí)過(guò)程
問(wèn)題1在平面內(nèi), 我們可以證明 “ 如果一個(gè)角的兩邊與另一個(gè)角的兩邊分別平行,那么這兩個(gè)角相等或互補(bǔ) ”.空間中這一結(jié)論是否仍然成立呢?
觀察:如圖所示,長(zhǎng)方體ABCD-A1B1C1D1中, ∠ADC與∠A1D1C1 ,∠ADC與
∠A1B1C1兩邊分別對(duì)應(yīng)平行,這兩組角的大小關(guān)系如何?
問(wèn)題2:(等角定理):空間中,如果兩個(gè)角的兩邊分別對(duì)應(yīng)平行,________________
問(wèn)題3:異面直線所成的角的定義:
a,b是兩條異面直線,過(guò)空間中 作直線a′∥a,b′∥b,我們把a′與b′所成的 叫做異面直線a與b所成的角(或夾角)。異面直線所成的角的范圍:____________
注:如果異面直線 a , b 所成的角為直角,我們就稱(chēng)這兩條直線互相垂直,記為a ⊥ b;
問(wèn)題4: 這個(gè)角的大小與O點(diǎn)的位置有關(guān)嗎 ? 即O點(diǎn)位置不同時(shí), 這一角的大小是否改變?
注:在求作異面直線所成的角時(shí),O點(diǎn)常選在其中的一條直線上(如線段端點(diǎn),中點(diǎn)等)
要點(diǎn)一 平行公理、等角定理的應(yīng)用
例1、已知棱長(zhǎng)為a的正方體ABCD-A1B1C1D1中,M,N分別是棱CD、AD的中點(diǎn).(1)求證:四邊形MNA1C1是梯形; (2)求證:∠DNM=∠D1A1C1.
要點(diǎn)二 異面直線所成的角
例2、如圖,長(zhǎng)方體ABCD-A1B1C1D1中,AA1=AB=2,AD=1,點(diǎn)E、F、G分別是DD1、AB、CC1的中點(diǎn),求異面直線A1E與GF所成的角.
求異面直線所成的角,關(guān)鍵是通過(guò)平移法求解.過(guò)某一點(diǎn)作平行線.將異面直線所成的角轉(zhuǎn)化為平面角,最后通過(guò)解三角形求解.注意異面直線所成角的范圍是(0°,90°].一般步驟是:①作輔助線找角;②指出角(或其補(bǔ)角);③求角(解三角形);④結(jié)論。
例3、如圖,在空間四邊形ABCD中,AD=BC=2a,E、F分別是AB、CD的中點(diǎn),EF=a,求AD、BC所成的角.【思路啟迪】 要求異面直線AD、BC所成的角,可通過(guò)空間中找一些特殊的點(diǎn).此題已知E、F分別為兩邊中點(diǎn),故可尋找某一邊中點(diǎn)作角,如BD中點(diǎn)M,即∠EMF(或其補(bǔ)角)為所求角.
例4、在正方體ABCD-A1B1C1D1中,(1)哪些棱所在的直線與直線BA1成異面直線?(2)求直線BA1和CC1所成的角的大小。(3)哪些棱所在的直線與直線A1B垂直?
例5、正方體ABCD-A1B1C1D1中,(1)A1B1與C1C所成的角;(2)AD與B1B所成的角;
(3).A1D與BC1所成的角;(4)D1C與A1A所成的角 (5)A1D與AC所成的角
五、達(dá)標(biāo)訓(xùn)練
1. 判斷:
(1)平行于同一直線的兩條直線平行.( ) (2)垂直于同一直線的兩條直線平行.( )
(3)過(guò)直線外一點(diǎn),有且只有一條直線與已知直線平行 . ( )
(4)與已知直線平行且距離等于定長(zhǎng)的直線只有兩條. ( )
(5)若一個(gè)角的兩邊分別與另一個(gè)角的兩邊平行,那么這兩個(gè)角相等( )
(6)若兩條相交直線和另兩條相交直線分別平行,那么這兩組直線所成的銳角(或直角)相等. ( )
2.(1)兩條直線,b分別和異面直線c,d都相交,則直線,b的位置關(guān)系是___________
(2)一條直線和兩條異面直線中的一條平行,則它和另一條的位置關(guān)系是_____________
3.正四面體 A-BCD 中 , E、F 分別是邊 AD、BC的中點(diǎn),求異面直線 EF與AC 所成的角?
4.如圖,正方體ABCD-A1B1C1D1中,下列各組直線:①AA1與BC;②A1C1與BD;③AC與BD1;④BD與B1C,其中異面角為90°的有______.
5.如圖在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F,E1,F1分別為棱AD,AB,B1C1,C1D1的中點(diǎn).求證:∠EA1F=∠E1CF1.