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
展开教学基本信息
课题
8.5.1直线与直线平行
学科
数学
学段: 高中
年级
高一
教材
书名: 普通高中教科书 数学 必修第二册(A版)
出版社:人民教育出版社 出版日期: 2019 年 6月
教学目标及教学重点、难点
教学目标:
1.通过观察与类比理解基本事实4,并会用其解决两直线平行问题;
2.通过类比平面几何中的等角定理,探究并理解空间等角定理,并会用定理解决角相等或互补问题.
教学难点及支持条件:
1.教学重点: 平行线的传递性和等角定理.
2.教学难点:应用基本事实4和等角定理解决问题.
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
一、情景引入
在平面几何的学习中,我们研究过两条直线的位置关系,重点研究了两条直线平行,得到了这种特殊位置关系的性质,以及判定两条直线平行的定理.类似地,空间中直线、平面间的平行关系在生产和生活中有着广泛的应用,也是我们要重点研究的内容.从本节课起我们研究空间中直线、平面的平行关系,重点研究这些平行关系的判定和性质.
知识回顾:
(1)平面几何中判断两条直线平行的方法有哪些?
(2)空间三种平行关系的定义;
(3)基本事实及其推论.
【问题1】我们知道,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?
师生活动:
1.引导学生回顾平面几何中两条平行直线的性质.
2.引导学生思考这些在平面几何中成立的性质,推广到空间中,是否还能成立呢?
提出问题,调动学生思考,引入课题.培养学生观察、实验、猜想等合情推理的能力.
二、探究新知
观察:
如图8.5-1,在长方体中,,,
与平行吗?
师生活动:
1.教师布置任务,学生小组合作,观察、猜想、多数同学应该可以发现.
2.学生直观感知、小组交流,用数学语言概括平行线的传递性.
追问:观察你所在的教室,你能找到类似的实例吗?
师生活动:
1.师生布置任务,学生再观察我们所在的教室(图8.5-2),黑板边所在直线和门框所在直线都平行于墙与墙的交线,那么. 师生共同概括总结,这说明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.
2.学生直观感知、小组交流,用数学语言概括平行线的传递性.
这样,我们就得到了
基本事实4 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.基本事实4表述的性质通常叫做平行线的传递性.
培养学生观察能力、语言表达能力.
三、例题精讲
例 如图8.5-3,空间四边形中,分别是边
的中点.求证:四边形是平行四边形.
分析:要证明四边形是平行四边形,只需证明它的一组对边平行且相等.而分别是∆和∆的中位线,从而它们都与平行且等于的一半.应用基本事实4,即可证明.
追问:在本例中,如果再加上条件,那么四边形是什么图形?
师生活动:
1.引导学生注意空间图形与平面图形之间的联系与区别.
2.学生小组交流,归纳总结,展示成果,教师板书证明过程.
通过动手操作、观察使学生形成对基本事实4的直观感知,然后从理性层面上确认,例题和探究是基本事实4的应用,培养学生的空间想象能力和推理能力.
思考:
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?
师生活动:
1.引导学生思考平面图形的情况,不难发现与平面中的情况类似,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.
2.学生梳理概括定理内容并试着给出证明.
分析:对于图8.5-4(1),我们可以构造两个全等三角形,使和是它们的对应角,从而证明=.
这样,我们就得到了下面的定理:
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.
由此可以看出,平面中的等角定理推广到空间依然成立,为我们证明空间中两角相等提供了理论依据.
例 填空:
1.如果OA//O′A′ , OB//O′B′,那么∠AOB和∠A′O′B′ ;
若∠AOB=30°,则∠A′O′B′= ;
2.已知角α和角β的两边分别平行且一组边方向相同,另一组边的方向相反,若α= 45°,则β= ;
3.“一个角的两边和另一个角的两边分别平行”是“两个角相等”的 条件.
例 正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N 分别是棱CD,AD的中点.求证:
(1)四边形MNA1C1是梯形;
(2)∠DNM =∠D1A1C1.
师生活动:
1.学生结合对基本事实4和等角定理的理解作答,并给出合理解释.
2.教师及时评价并板书证明过程.
【问题2】在本节中,对于平面中两条平行线,如果直线与其中一条直线平行,那么与另一条也平行,这个性质推广到空间中,这个性质依然成立,那么是不是对于平面中的几何性质,推广到空间中是否都成立呢?
首先,判断下列命题的真假:
1.垂直于同一条直线的两条直线平行;
2.如果两条直线都和第三条直线平行,这两条直线
也互相平行;
3.四边都相等的四边形是菱形;
4.过直线外一点有且只有一条直线和已知直线平行.
师生活动:
1.通过引导学生对上述问题进行思考,看学生能否举出一些可以成立的,再举出一些不能成立的例子.例如,垂直于两条垂直直线中的一条,也垂直于另一条.
2.师生共同总结,对于平面图形中存在的性质,在推广到空间中,能否成立,要经过证明,不能直接使用.
类比初中所学平面内等角定理的学习过程,探究空间等角定理,培养学生的类比迁移能力、空间想象能力和推理能力.
巩固学生对基本事实4和等角定理的理解和应用.
引导学生关注平面图形的性质推广到空间时,有的性质成立,有的性质不成立,不能简单进行推广.
四、巩固练习
1.如图,把一张矩形纸片对折几次,然后打开,得到的折痕互相平行吗?为什么?
2.如图,在长方体中,与棱平行的棱共有几条?分别是什么?
3.如图,不共面,且,.求证:∆≅∆.
4.如图,在四面体中,分别为上的点. 若
,则∆和∆有什么关系?为什么?
5.如图,正方体中,.
求证:,且.
A
B
C
D
B1
C1
D1
E1
E
A1
6.如图, E、E1分别是长方体ABCD-A1B1C1D1 的棱AB、A1B1的中点,求证:∠BEC=∠B1E1C1.
动手操作、直观感知基本事实4,初步了解平行线的传递性.
进一步理解基本事实4与等角定理.
五、课堂小结
请你回忆得到基本事实4和等角定理的方法和过程,你还有哪些感想和疑惑?
梳理本节课内容,提升学生的语言表达能力.
六、课时作业
如图,在长方体中,面上有一点,怎样过点画一条直线与棱平行?
2.如图,在长方体中,的中点,求证.
近一步巩固本节课所学知识,提升直观想象素养和逻辑推理素养.
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