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1、
福建省漳州市薌城中學(xué)高中數(shù)學(xué) 4.3空間直角坐標系教案 新人教A版必修2
一、教學(xué)目標
1、知識與技能:掌握空間直角坐標系的有關(guān)概念;會根據(jù)坐標找相應(yīng)的點,會寫一些簡單幾何體頂點的有關(guān)坐標,掌握空間兩點間的距離公式,會應(yīng)用距離公式解決有關(guān)問題。
2、過程與方法:通過空間直角坐標系的建立,空間兩點距離公式的推導(dǎo),使學(xué)生初步意識到:將空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題是解決空間問題的基本思想方法;通過本節(jié)的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生類比,遷移,化歸的能力。
3、情感態(tài)度與價值觀:解析幾何是用代數(shù)方法研究解決幾何問題的一門數(shù)學(xué)學(xué)科,在教學(xué)過程中要讓學(xué)生充分體會數(shù)形結(jié)合的思想,進行辯證唯物主義思想的教育和對立統(tǒng)一
2、思想的教育;培養(yǎng)學(xué)生積極參與,大膽探索的精神。
二、教學(xué)重點、難點
重點:建立空間直角坐標系;
難點:用空間直角坐標系刻畫點的位置和根據(jù)點的位置表示出點的坐標。
三、教學(xué)過程
(一)創(chuàng)設(shè)問題情景
問題1:借助平面直角坐標系,我們就可以用坐標表示平面上任意一點的位置,那么空間的點如何表示呢?
(二)知識探求
1、空間直角坐標系:
問題2:如何建立空間直角坐標系?
(1)在平面直角坐標系的基礎(chǔ)上,通過原點再增加一根豎軸,就成了空間直角坐標系。
(2)如無特別說明,本書建立的坐標系都是右手直角坐標系。
(3)空間直角坐標系的“三要素”:原點、坐標軸方向、單位長度。
(4)在
3、平面上畫空間直角坐標系O-xyz時,一般使,,且使y軸和z軸的單位長度相同,x軸上的單位長度為y軸(或z軸)的單位長度的一半,即用斜二測的方法畫。
2、思考交流:
為什么空間的點M能用有序?qū)崝?shù)對 (x,y,z) 表示?
設(shè)點M為空間直角坐標系中的一點,過點M分別作垂直于x軸、y軸、z軸的平面,依次交x軸、y軸、z軸于P、Q、R點,設(shè)點P、Q、R在x軸、y軸、z軸上的坐標分別是x、y和z,那么點M就有唯一確定的有序?qū)崝?shù)組 (x,y,z);
反過來,給定有序?qū)崝?shù)組 (x,y,z),可以在x軸、y軸、z軸上依次取坐標為x、y和z的點P、Q和R,分別過P、Q和R點各作一個平面,分別垂直于x軸、
4、y軸、z軸,這三個平面的唯一的交點就是有序?qū)崝?shù)組 (x,y,z) 確定的點M。
3、例題剖析:
例1、如圖,在長方體OABC—D1A1B1C1中,|OA| = 3,|OC| = 4,|OD1| = 2,寫出D1,C,A1,B1四點的坐標。
分析:D1(0,0,2),C(0,4,0),A1(3,0,2),B1(3,4,2)。
例2、結(jié)晶體的基本單位稱為晶胞,如圖是食鹽晶胞的示意圖(可看成是八個棱長為的小正方體堆積成的正方體),其中色點代表鈉原子,黑點代表氯原子。如圖建立空間直角坐標系Oxyz后,試寫出全部鈉原子所在位置的坐標。
分析:
下層鈉原子的坐標:(
5、0,0,0),(1,0,0),(1,1,0),(0,1,0)(,,0);
中層鈉原子的坐標:(,0,),(1,,),(,1,),(0,,);
上層鈉原子的坐標:(0,0,1),(1,0,1),(1,1,1),(0,1,1),(,,1)。
4、反饋練習(xí):課本P136,練習(xí)1,2,3。
(三)知識遷移:空間兩點間的距離公式
1、思考:類比平面兩點間距離公式的推導(dǎo),你能猜想一下空間兩點間的距離公式嗎?
解決問題:
(1)設(shè)點P的坐標是 (x,y,z),求點P到坐標原點O的距離。
如圖,設(shè)點P在xOy平面上的射影是B,則點B的坐標是 (x,y,0),
在平面xOy上,有,
在Rt△OBP中,根據(jù)勾股定理,
因為 | BP | = | z |,所以。
(2)探究:如果 | OP | 是定長,那么表示什么圖形?
表示空間中以原點O為圓心,r為半徑的球。
(3)空間兩點間的距離公式:
設(shè),在平面xOy上的射影分別為,,
所以,
過點P1作P1H⊥P2N于H,則|MP1| = |z1|,|MP2| = |z2|,所以|HP2| =
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