§1.2.2 空间两条直线的位置关系(1)
教学目标:
1.了解空间两条直线的三种位置关系
2.掌握公理4,并能熟练运用公理4证明两直线平行
3.了解等角定理,并能简单运用定理证明空间两角相等
教学重点:
空间两直线的三种位置关系;等角定理及公理4及其简单应用.
教学难点:
等角定理及公理4的简单应用.
教学过程:
1.问题情境
(1)情境:回顾平面内两条直线的位置关系:平行和相交.
(2)问题:在空间中,两直线的位置关系又有几种呢?
2.空间两直线的位置关系
(1)异面直线的概念
不同在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线.
(2)空间两直线的位置关系
位置关系
共面情况
公共点个数
相交直线
在同一平面内
有且只有一个
平行直线
在同一平面内
没有
异面直线
不在任何一个平面内
没有
3.平行公理
公理4:平行于同一直线的两条直线互相平行.(也即空间平行线的传递性)
推理模式:.
思考:经过直线外一点,有几条直线和这条直线平行?(答案:有且只有一条).
4.等角定理
如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同,那么这两个角相等.
已知:和的边,并且方向相同,
求证:.
证明:在和的两边分别截取
,
∵,
∴是平行四边形,
∴,同理,
∴,即是平行四边形,
∴,∴,
所以,.
思考:如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角的关系如何呢?
答案:相等或互补
5.例题讲解
例1.如图,在长方体中,已知分别是的中点,
求证:.
证明:连结,
在中,分别是的中点,
∴,
又∵,∴,
∴四边形是平行四边形,∴,
所以,.
例2.已知分别是空间四边形四条边的中点,
求证:四边形是平行四边形.
证明:连结,
∵是的边上的中点,
∴,
同理,,∴,
同理,,
所以,四边形是平行四边形.
思考:空间中“两组对边分别平行”,“一组对边平行且相等”,“两组对边都相等”的四边形是否为平行四边形?为什么?(前两种成立,后一种不成立)
提高:若分别是空间四边形四条边的点,且,
,什么时候四边形是平行四边形?梯形?菱形?
例3.如图,已知是正方体的棱的中点,
求证:.
分析:设法证明即可.
证明:连结,
∵分别是棱的中点,∴,
∴四边形是平行四边形,
∴.
又∵,∴,故四边形是平行四边形.
∴,同理,
又∵、两边的方向相同,
所以,.
6.课堂小结
(1) 空间两直线的三种位置关系:平行、相交、异面;
(2) 公理4及等角定理的简单应用.
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