2.1.2空間直線與直線的位置關系(二)
一、學習目標
知識與技能:1.異面直線所成的角的定義2.等角定理,3會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,會在直角三角形中求簡單異面直線所成的角。
過程與方法:培養空間想象力。
情感態度與價值觀:1.提高空間想象能力和作圖能力;2.增強動態意識,培養觀察、對比、分析的思維;3.通過探究增強學生的合作意識、動腦意識和動手能力。
二、學習重、難點
學習重點:異面直線所成的角 學習難點:找出或作出異面直線所成的角
三、知識鏈接:
1.異面直線:________________________________________________
2.空間中兩條直線的位置關系有三種:_____________;公理4:______________________
四、學習過程
問題1在平面內, 我們可以證明 “ 如果一個角的兩邊與另一個角的兩邊分別平行,那么這兩個角相等或互補 ”.空間中這一結論是否仍然成立呢?
觀察:如圖所示,長方體ABCD-A1B1C1D1中, ∠ADC與∠A1D1C1 ,∠ADC與
∠A1B1C1兩邊分別對應平行,這兩組角的大小關系如何?
問題2:(等角定理):空間中,如果兩個角的兩邊分別對應平行,________________
問題3:異面直線所成的角的定義:
a,b是兩條異面直線,過空間中 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,我們就稱這兩條直線互相垂直,記為a ⊥ b;
問題4: 這個角的大小與O點的位置有關嗎 ? 即O點位置不同時, 這一角的大小是否改變?
注:在求作異面直線所成的角時,O點常選在其中的一條直線上(如線段端點,中點等)
要點一 平行公理、等角定理的應用
例1、已知棱長為a的正方體ABCD-A1B1C1D1中,M,N分別是棱CD、AD的中點.(1)求證:四邊形MNA1C1是梯形; (2)求證:∠DNM=∠D1A1C1.
要點二 異面直線所成的角
例2、如圖,長方體ABCD-A1B1C1D1中,AA1=AB=2,AD=1,點E、F、G分別是DD1、AB、CC1的中點,求異面直線A1E與GF所成的角.
求異面直線所成的角,關鍵是通過平移法求解.過某一點作平行線.將異面直線所成的角轉化為平面角,最后通過解三角形求解.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(或其補角);③求角(解三角形);④結論。
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,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,可通過空間中找一些特殊的點.此題已知E、F分別為兩邊中點,故可尋找某一邊中點作角,如BD中點M,即∠EMF(或其補角)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、達標訓練
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)過直線外一點,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的直線只有兩條. ( )
(5)若一個角的兩邊分別與另一個角的兩邊平行,那么這兩個角相等( )
(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系是_____________
3.正四面體 A-BCD 中 , E、F 分別是邊 AD、BC的中點,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.求證:∠EA1F=∠E1CF1.