直线与平面垂直的判定和性质
教学目标:
1. 理解线面垂直的定义,总结线面垂直的判定方法和性质,形成系统的知识结构;
2. 树立数学定理即数学模型的意识,能从实际问题情境中找到符合定理模型的基本元素,
从而解决问题,提高数学建模和直观想象素养;
3. 通过应用定理解决实际问题,进一步强调等价转换和“降维”思想,体会数学定理作为
一种基本模型的应用价值,提高逻辑推理素养;
4. 通过“鳖臑”的引入,体会我国古代数学家对人类的数学贡献,增强民族自信和民族自
豪感。
教学重点与难点:
1. 从具体几何问题中分离出定理模型并找到符合定理模型的基本元素,解决问题;
2. 在解决问题时,渗透“立体问题平面化”的“降维”处理,培养学生的等价转换思想。 教学内容与过程: 一、 构建知识框架 1.线面垂直的定义
什么样的直线和平面是垂直关系呢?
直线l与平面α内的任一条直线都垂直,则直线l与平面α垂直,此时直线l叫做平面α的垂线,平面α叫做直线l的垂面。
2.判定直线和平面垂直的方法(文字语言、符号语言、图形语言三种形式表达) 判定方法 文字语言 如果一条直线与平面内的两条相① 交直线垂直,则这条直线与这个平面垂直. 如果两个平面互相垂直,那么在② 一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面. 如果在两条平行直线中,有一条③ 垂直于平面,那么另一条直线也垂直于这个平面. 如果一条直线垂直于两个平行平④ 面中的一个,那么也垂直于另一个. 3.直线和平面垂直的性质 性质 ① 文字语言 直线垂直于平面,则垂直于平面内任意直线. 图形语言 ?l图形语言 符号语言 l?a?l?b????l?? a?b?O?a,b???? ?α∩β=a???l⊥α l⊥a??l?βα⊥βa//b???a?? b??? ???//????l?? l???符号语言 lml?????l?m m???如果一个平面经过另一个平面的② 一条垂线,那么这两个平面互相垂直. 垂直于同一个平面的两条直线平行. l l⊥α????α⊥β l?β??③ a⊥α???b⊥α???a∥b ④ 垂直于同一直线的两平面平行. ??l??????//? l???其实,能够判定线面垂直的方法远不止这么多,线面垂直的性质也不只这几个,那么我们为什么选定了这些作为定理呢?其实他们都是立体几何问题中的基本模型,我们在遇到复杂的几何问题时,都可以分离出这些基本的定理模型。我们通过这节课的学习,就是要能够在具体问题中,确定需要的定理模型,并找到符合定理模型的基本元素,从而得到我们需要的结论。
4.牛刀小试 P我们掌握了那么多线面垂直的判定方法,现在就试着在图形中找找
E互相垂直的直线和平面有哪些吧。
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,侧棱PD⊥底面
DABCD,且PD=CD,点E是PC的中点.你还能发现哪些线面垂直关系?
对于这样简单的几何体,我们很快就可以从中看出定理模型,找到模型中所需的元素,得到想要的结论,那么我们在这个图上继续构造,
AB让图形复杂起来,继续探究其中的垂直关系。
二、 例题分析
例. 如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,侧棱PD⊥底面ABCD,且PD=CD,
PE是PC的中点,EF⊥PB,垂足为F,连接DE,DF,BD,BE.
(1)求证:PB⊥平面DEF;
FE(2)试判断:四面体BDEF中有几个面是直角三角形,并指出其中的
N直角; D
(3)设M、N分别为AD、PB的中点,连接MN,MC,NC,求证:平面CMN⊥平面PBC. M AB引导分析:(1)要证明PB⊥平面DEF,你选择哪个模型?(“线面垂P直判定定理”模型)模型中已经有哪个条件具备了?(已经有“EF⊥PB”)还缺的条件应该从哪里找?(“DF⊥PB”(共面垂直:从边长关F系,中线长度等平面几何办法入手))