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1、
福建省漳州市薌城中學(xué)高中數(shù)學(xué) 2.1.3異面直線所成的角教案 新人教A版必修2
一、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能:理解并掌握異面直線所成的角的定義,熟記異面直線所成角的范圍,會(huì)用平移轉(zhuǎn)換法求異面直線所成的角。
2、過(guò)程與方法:借助正方體、長(zhǎng)方體這一主要載體,以師為主導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與,探究異面直線所成角的概念形成過(guò)程,以及角的求解及其所蘊(yùn)含的轉(zhuǎn)化思想與化歸方法。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀:
(1)通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生不斷探索發(fā)現(xiàn)新知識(shí)的精神,滲透事物相互轉(zhuǎn)化和理論聯(lián)系實(shí)際的辯證唯物主義觀點(diǎn)。
(2)培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及邏輯推理能力,使學(xué)生初步掌握將空
2、間問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面問(wèn)題的數(shù)學(xué)思想。
二、教學(xué)重點(diǎn):異面直線所成的角的定義、范圍與計(jì)算。
難點(diǎn):空間平移點(diǎn)的選取及解題規(guī)范。
三、教學(xué)過(guò)程
(一)創(chuàng)設(shè)情景,引入新課
復(fù)習(xí):1、異面直線的概念:不同在任何一個(gè)平面內(nèi)的兩條直線,既不相交,也不平行,沒(méi)有公共點(diǎn)。
2、空間兩條直線的位置關(guān)系:相交、平行、異面。
3、平行公理:平行于同一條直線的兩條直線互相平行(平行線的傳遞性)。
A
B
A
1
B1
1
D
1
C1
1
C
D
E
4、等角定理:空間中如果兩個(gè)角的兩邊分別對(duì)應(yīng)平行,那么這兩個(gè)角相等或互補(bǔ)。
問(wèn)題1:正方體ABCD—A1B1C1D1中,E為BC
3、的中點(diǎn),判斷直線A1C1、B1C1、C1E、C1C與直線AB的位置關(guān)系。
說(shuō)明:從位置關(guān)系一看,同為異面直線,但它們的相對(duì)位置卻是不同的,說(shuō)明僅用“異面”與考慮異面直線間的相對(duì)位置是不夠的。
問(wèn)題2:用什么來(lái)刻畫(huà)兩條異面直線的相對(duì)位置呢?
提示:在平面幾何中,用“距離”來(lái)刻畫(huà)兩平行直線間的相對(duì)位置,用“角”來(lái)刻畫(huà)兩相交直線間的相對(duì)位置。
a
b
問(wèn)題3:一張紙中畫(huà)有兩條能相交的直線、(但交點(diǎn)在紙外),現(xiàn)給你一副三角板和量角器,限定不許拼接紙片,不許延長(zhǎng)紙上的線段。問(wèn)如何量出、所成角的大???其理論依據(jù)是什么?
學(xué)生動(dòng)手操作。
問(wèn)題4:能否將上述結(jié)論推廣到空間兩直線?
(二)新授
4、課
1、異面直線所成角的定義(學(xué)生類(lèi)比問(wèn)題3給出定義):
已知異面直線a、b,經(jīng)過(guò)空間中任一點(diǎn)O作直線a ∥a、b ∥b,把a(bǔ) 與b 所成的銳角(或直角)叫異面直線a與b所成的角(夾角)。
范圍:。
思考:兩條異面直線所成角的大小是否隨空間任意點(diǎn)O位置的不同而改變?
點(diǎn)O可任選,一般取特殊位置,如線段的中點(diǎn)或端點(diǎn)。
2、探究:(1)如果兩條平行直線中的一條與某一條直線垂直,那么,另一條直線是否也與這條直線垂直?即a∥b,若a⊥c,則b⊥c?
(成立,因?yàn)閎、c所成的角與a、c所成的角相等,都是90。)
(2)垂直于同一條直線的兩條直線是否平行?
A
B
A
1
5、
B
1
D
1
C
1
C
D
(否,兩條直線可能相交、平行或異面。)
2、例、習(xí)題剖析:
例1、在正方體ABCD—A1B1C1D1中,求:
(1)A1B1與CC1所成的角;
(2)A1B與CC1所成的角;
(3)A1C1與BC所成的角;
(4)A1C1與D1C所成的角;
分析:(1)∵A1B // CC1 --------找
∴ 為A1B與CC1所成的角 --------證
在△A1BB1中,; --------算
∴ A1B與CC1所成的
6、角為45o --------答
(2);(3); (4)。
這種求法就是利用平移將兩條異面直線轉(zhuǎn)化到同一個(gè)三角形中,通過(guò)解三角形來(lái)求解。把這種方法叫做——平移法,其基本解題思路是“異面化共面,認(rèn)定再計(jì)算”,簡(jiǎn)記為“找——證——算——答”。
變式一:(07福建卷)如圖,在正方體ABCD—A1B1C1D1中,E、F、G、H分別為AA1、AB、BB1、BC1的中點(diǎn),則異面直線EF與GH所成的角等于( )
(A)45 (B)60 (C)90 (D)120
解:連接A1B,BC1,A1C1 -------
7、--------------作
∵ A1B // EF,BC1 // GH
∴ ∠A1B C1為EF1與GH所成的角(或其補(bǔ)角) -----------證
在三角形A1BC1中,A1B = BC1 = A1C1
∴ ∠A1B C1=60 -----------算
∴ 異面直線EF與GH所成的角等于60 ---------答
小結(jié):求異面直線所成的角一般要有四個(gè)步驟:
(1)作圖:作出所求的角及題中涉及的有關(guān)圖形等;
(2)證明:證明所給圖形是符合題設(shè)要求的;
(3)計(jì)算:一般是利用解三角形計(jì)算得
8、出結(jié)果。
(4)結(jié)論。
簡(jiǎn)記為“作(或找)——證——算——答”。
例2、長(zhǎng)方體ABCD—A1B1C1D1中, AA1 = AB = 2,AD = 1,求異面直線A1C1與BD1所成角的余弦值。
解:設(shè)A1C1與B1D1交于O,取B1B中點(diǎn)E,連接OE,
因?yàn)镺E // D1B,所以∠C1OE或其補(bǔ)角,就是異面直線A1C1與BD1所成的角或其補(bǔ)角。
在△C1OE中,,
,
,
所以,
所以異面直線A1C1與BD1所成的角的余弦值為。
變式2:(05福建卷)如圖,長(zhǎng)方體ABCD-A1B1C1D1中,AA1 = AB = 2,AD = 1,E、F、G分別是DD1、AB、
9、CC1的中點(diǎn),則異面直線A1E與GF所成的角是__________。
A
C
B
S
E
F
變式3:在正四面體S—ABC中,SA⊥BC,E、F分別為SC、AB的中點(diǎn),那么異面直線EF與SA所成的角等于( )
(A)30 (B)45 (C)60 (D)90
(三)課堂小結(jié)
1、異面直線所成角的定義、范圍及其求解。
2、求角的大小,常用“平移法”:“作(或找)——證——算——答”。
A
C
B
D
R
P
3、數(shù)學(xué)思想——化異面為共面,化空間為平面。這是我們學(xué)習(xí)空間幾何最常用到的數(shù)學(xué)思想——轉(zhuǎn)化化歸思想。
(四)課后作業(yè):
A
B
A
1
B
1
1
C
1
C
D
M
N
D
1、空間四邊形ABCD中,P、R分別是AB、CD的中點(diǎn),且PR =,AC = BD = 2,求AC與BD所成的角。
2、正方體ABCD—A1B1C1D1中,M為AB的中點(diǎn),N為BB1的中點(diǎn),求A1M與C1N所成角的余弦值。
3、課本P48第2題。
4、變式3題。
教學(xué)反思:
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