高中数学人教A版 (2019)必修 第二册8.5 空间直线、平面的平行教案设计
展开第八章 立体几何初步
8.5 空间直线、平面的平行
8.5.1 直线与直线平行
教学设计
一、 教学目标
1. 掌握基本事实4的内容及应用;
2. 理解空间等角定理的内容及应用.
二、 教学重难点
1. 教学重点
基本事实4与等角定理的应用.
2. 教学难点
等角定理中角的相等与互补的辨别.
三、 教学过程
(一) 新课导入
复习:在同一平面内,不相交的两条直线是平行直线,并且当两条直线都与第三条直线平行时,这两条直线互相平行.
在空间中,是否也有类似的结论?
(二) 探索新知
问题1 如图,在长方体ABCD-A'B'C'D'中,DC//AB,A'B'//AB. DC与A'B'平行吗?
可以发现,DC//A'B'.
问题2 观察教室,黑板边所在直线AA'和门框所在直线CC'都平行于墙与墙的交线BB',那么CC'与AA'平行吗?
可知,CC'//AA'.所以空间中的平行直线具有与平面内的平行直线类似的性质.我们把它作为基本事实.
基本事实4(平行线的传递性) 平行于同一条直线的两条直线平行.
基本事实4表明,空间中平行于同一条直线的所有直线都互相平行.它给出了判断空间两条直线平行的依据.
例1 如图,空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别是边AB,BC,CD,DA的中点.求证:四边形EFGH是平行四边形.
证明:连接BD.
∵EH是△ABD的中位线,
∴EH//BD,且EH=12BD.
同理FG//BD,且FG=12BD.
∴.
∴四边形EFGH为平行四边形.
问题3 在平面内,如果一个角的两边与另一个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.在空间中,这一结论是否仍然成立呢?
当空间中两个角的两条边分别对应平行时,这两个角有如图8.5-4所示的两种位置.
对于图8.5-4(1),可以构造两个全等三角形,使∠BAC和∠B'A'C'是它们的对应角,从而证明∠BAC=∠B'A'C'.
如图8.5-5,分别在∠BAC和∠B'A'C'的两边上截取AD,AE和A'D',A'E',使得AD=A'D',AE=A'E'.连接AA',DD',EE',DE,D'E'.
∵,
∴四边形ADD'A'是平行四边形.
∴.
同理可证 .
∴.
∴四边形DD'E'E是平行四边形.
∴DE=D'E'.
∴∆ADE≅∆A'D'E'.
∴∠BAC=∠B'A'C'.
问题4 类比上述方法,对于图8.5-4(2)给出证明.
证明:如图,延长CA得射线AD,分别在∠BAD和∠B'A'C'的两边上截取AD,AE和A'D',A'E',使得AD=A'D',AE=A'E'.连接AA',DD',EE',DE,D'E'.
∵,
∴四边形ADD'A'是平行四边形.
∴.
同理可证.
∴.
∴四边形DD'E'E是平行四边形.
∴DE=D'E'.
∴∆EAD≅∆E'A'D'.
∴∠BAD=∠B'A'C'.
又∠BAC+∠BAD=180°,
∴∠BAC+∠B'A'C'=180°,
即∠BAC与∠B'A'C'互补.
定理 如果空间中两个角的两条边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.
(三)课堂练习
1. 若OA∥O′A′,OB∥O′B′,且∠AOB=130°,则∠A′O′B′为( )
A.130° B.50°
C.130°或50° D.不能确定
答案:C
解析:根据定理,∠A′O′B′与∠AOB相等或互补,即∠A′O′B′=130°或∠A′O′B′=50°.
2. 若AB//A'B',AC//A'C',有下列结论:
①∠BAC=∠B'A'C';
②∠ABC+∠A'B'C'=180°;
③∠BAC=∠B'A'C'或∠BAC+∠B'A'C'=180°.
则一定成立的是____________(填序号).
答案:③
解析:∵AB//A'B',AC//A'C',
∴∠BAC=∠B'A'C'或∠BAC+∠B'A'C'=180°.
3. 如图,所示,在正方体ABCDA′B′C′D′中,E、F、E′、F′分别是AB、BC、A′B′、B′C′的中点. 求证:EE′∥FF′.
证明:∵E、E′分别是AB、A′B′的中点,
∴BE∥B′E′,且BE=B′E′.
∴四边形EBB′E′是平行四边形.
∴EE′∥BB′.
同理可证FF′∥BB′.
∴EE′∥FF′.
4. 在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,M,N,P分别是CC1,B1C1,C1D1的中点.求证:∠NMP=∠BA1D.
证明:如图,连接CB1,CD1,
∵CDA1B1,
∴四边形A1B1CD是平行四边形,∴A1D∥B1C.
∵M,N分别是CC1,B1C1的中点,
∴MN∥B1C,∴MN∥A1D.
∵BCA1D1,
∴四边形A1BCD1是平行四边形,∴A1B∥CD1.
∵M,P分别是CC1,C1D1的中点,
∴MP∥CD1,∴MP∥A1B,
∴∠NMP和∠BA1D的两边分别平行且方向都相反,
∴∠NMP=∠BA1D.
(四) 小结作业
小结:
1. 用基本事实4判断空间两条直线平行;
2. 等角定理.
作业:
四、 板书设计
8.5.1 直线与直线平行
1. 基本事实4;
2. 等角定理.
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