高中数学必修2第二章-空间点、直线、平面之间的位置关系

点、直线、平面之间的位置关系第二章2.1点、直线、平面之间的位置关系主要内容2.1.2空间中直线与直线之间的位置关系2.1.3空间中直线与平面之间的位置关系2.1.1平面2.1.1平面构成图形的基本元素A′B′C′D′ABCD点、线、面点无大小线无粗细面无厚薄点直线平面可无限延伸的平面是可无限延展的平面的表示平面的画法一般来说，常用正方形或长方形表示平面，如图一,在画立体图时，为了增强立体感，常常把平面画成平行四边形，如图二是按照斜二测画法得到的平面的水平直观图.图一图二平面的符号表示1.希腊字母：平面，平面，平面2.一个或几个拉丁字母：平面M，平面AC，平面ABCD等ABCD平面的表示平面的表示两个相交平面的画法和表示平面和平面相交于一条直线a被遮住的部分画虚线aa平面平面=直线a平面的表示,PlA直线和平面都可以看成点的集合“点P在直线l上”,“点A在平面α内”用集合符号表示点与直线、点与平面、直线与平面的关系“点P在直线l外”,“点A在平面α外”直线l在平面α内，或者说平面α经过直线l直线l在平面α外.,llAlP,平面的基本性质．．ABα公理1如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内.思考1：如何让一条直线在一个平面内？,,,AlBlABl且作用：为判断直线与平面的位置关系提供依据集合符号表示平面经过这条直线平面的基本性质公理2过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.思考2：经过两点可以确定一条直线，那么经过几个点可以确定一个平面呢？作用：判断几个点共面或直线在同一个平面内集合符号表示．．．ABC“不共线的三点确定一个平面”已知A、B、C三点不共线，则存在惟一平面，使得A、B、C平面的基本性质思考3：如果两个平面有一个公共点，那么还会有其它公共点吗？如果有这些公共点有什么特征？公理3如果两个不重合的平面有一个公共点，那么它们有且只有一条过该点的公共直线.Pl,,PlPl且P且作用：判断两个平面位置关系的基本依据探究问题•根据公理1探究直线与平面的各种位置关系.•根据公理2探究两条相交直线或平行直线确定一个平面的合理性.•根据公理3探究平面与平面的各种位置关系.小结1.平面的表示：概念、图形、符号等2.平面的基本性质公理1公理2公理33.判断共面的方法2.1.2空间中直线与直线之间的位置关系两条直线的位置关系思考1：同一平面内两条直线有几种位置关系？空间中的两条直线呢？abC1）教室内日光灯管所在直线与黑板左右两侧所在直线的位置关系如何？2）天安门广场上，旗杆所在直线与长安街所在直线的位置关系如何？两条直线的位置关系定义不同在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线.baab异面直线的图示两条直线的位置关系A.空间中既不平行又不相交的两条直线；B.平面内的一条直线和这平面外的一条直线；C.分别在不同平面内的两条直线；D.不在同一个平面内的两条直线；E.不同在任何一个平面内的两条直线.关于异面直线的定义，你认为下列哪个说法最合适？问题两条直线的位置关系空间中的直线与直线之间有三种位置关系：相交直线:平行直线:共面直线异面直线：不同在任何一个平面内，没有公共点同一平面内，有且只有一个公共点；同一平面内，没有公共点；平行直线公理4平行于同一直线的两条直线互相平行.空间中的平行线具有传递性如果a//b，b//c，那么a//cAFEDCBABCDEF三条平行线共面三条平行线不共面平行直线已知三条直线两两平行，任取两条直线能确定一个平面，问这三条直线能确定几个平面？AFEDCBABCDEF三条平行线共面三条平行线不共面问题等角定理定理空间中如果两个角的两边分别对应平行，那么这两个角相等或互补.等角定理：空间中如果两个角的两边分别对应平行且方向相同，那么这两个角相等.ABCCABABCCABBAABCAAC//,//异面直线所成的角ab思考在同一平面内两条相交直线形成四个角，常取较小的一组角来度量这两条直线的位置关系，这个角叫做两条直线的夹角.在空间中怎样度量两条异面直线的位置关系呢？ab平面内两条相交直线空间中两条异面直线abaO已知两条异面直线a，b，经过空间任一点O作直线，把与所成的锐角（或直角）叫做异面直线a与b所成的角．bbaa//,//abababO异面直线所成的角我们规定两条平行直线的夹角为0°，那么两条异面直线所成的角的取值范围是什么？2,0如果两条异面直线所成角为900，那么这两条直线垂直.探究ab记直线a垂直于b为：ab异面直线所成的角探究（1）在长方体中，有没有两条棱所在的直线是相互垂直的异面直线？DCBAABCD（2）如果两条平行直线中的一条与某一条直线垂直，那么，另一条直线是否也与这条直线垂直？（3）垂直于同一条直线的两条直线是否平行？如：,BBAD与BBDA与等．垂直AABBCCDD,,BBBCBBAB不一定，如上图的立方体中直线AB与BC相交，本节小结（1）空间直线的三种位置关系．（2）平行线的传递性．（3）等角定理．（4）异面直线所成的角．基本知识基本方法把空间中问题通过平移转化为平面问题.2.1.3空间中直线与平面之间的位置关系主要内容直线与平面的位置关系直线在平面内直线与平面相交直线与平面平行直线与平面直线和平面的位置关系有且只有三种(1)直线在平面内有无数个公共点a记为：a直线与平面(2)直线与平面相交有且只有一个公共点a记为：a=AA直线与平面（3）直线与平面平行没有公共点a记为：a//直线与平面直线与平面相交或平行的情况统称为直线在平面外记为：aaa//aa=AA或主要内容直线与平面的位置关系直线在平面内直线与平面相交直线与平面平行平面与平面之间的位置关系2.1.4两个平面的位置关系两个平面的位置关系有且只有两种①两个平面平行——没有公共点②两个平面相交——有一条公共直线．分类的依据是什么？公理3如果两个不重合的平面有一个公共点，那么它们有且只有一条过该点的公共直线.两个平面平行或相交的画法及表示//m=m直线、平面平行的判定及其性质2.2主要内容2.2.2平面与平面平行的判定2.2.3直线与平面平行的性质2.2.1直线与平面平行的判定2.2.4平面与平面平行的性质直线与平面平行的判定2.2.1（1）直线在平面内——有无数个公共点．（2）直线和平面相交——有且只有一个公共点．（3）直线和平面平行——无公共点．一条直线和一个平面的位置关系有且只有以下三种：直线和平面相交或平行的情况统称为直线在平面外．直线和平面的位置关系复习直线和平面的三种位置关系的画法直线在平面内直线与平面相交直线与平面平行若将一本书平放在桌面上，翻动书的封面，观察封面边缘所在直线l与桌面所在的平面具有怎样的位置关系？观察l如图，设直线b在平面α内，直线a在平面α外，猜想在什么条件下直线a与平面α平行.baαa//b思考直线和平面平行直线和平面平行如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行，那么这条直线和这个平面平行．判定定理bb直线与平面平行的判定定理可简述为“线线平行，则线面平行”小结通过直线间的平行，推证直线与平面平行，即将直线与平面的平行关系（空间问题）转化为直线间的平行关系（平面问题）.思想方法平面与平面平行的判定2.2.2两个平面平行的判定判定定理：如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面，那么这两个平面平行．小结1.知识小结2.思想方法面面平行线线平行线面平行直线与平面平行的性质2.2.3直线与平面平行的判定定理是什么？复习定理若平面外一条直线与此平面内的一条直线平行，则该直线与此平面平行.问：其逆定理是否成立？性质定理及证明如果一条直线和一个平面平行，经过这条直线的平面和这个平面相交，那么这条直线和交线平行．已知：，，//ab求证：．ba//证明：．b//abbababa//又直线与平面平行小结直线与平面平行的性质定理可简述为“线面平行，则线线平行”思想方法线面平行的性质定理不但提供了用线面平行来证明线线平行的方法，也提供了作平行线的一种方法.平面与平面平行的性质2.2.4复习1:两个平面的位置关系是.平行或相交两个平面平行的判定判定定理：如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面，那么这两个平面平行．复习2:两个平面平行的性质结论1a如果两个平面平行，那么其中一个平面内的直线平行于另一个平面．//,//aa两个平面平行的性质定理定理：如果两个平行平面同时和第三个平面相交，那么它们的交线平行．即：baba////这个定理判定两直线平行的依据之一小结1.知识小结几个结论和性质的应用2.思想方法线面平行或线线平行面面平行直线、平面垂直的判定及其性质2.3主要内容2.3.2平面与平面垂直的判定2.3.3直线与平面垂直的性质2.3.1直线与平面垂直的判定2.3.4平面与平面垂直的性质直线与平面垂直的判定2.3.1直线和平面的位置关系复习1直线在平面内直线与平面相交直线与平面平行线面垂直大桥的桥柱与水面的位置关系思考3一条直线与一平面垂直的特征是什么？特征：直线垂直于平面内的任意一条直线．BACBC直线和平面垂直如果直线l与平面内的任意一条直线都垂直，我们说直线l与平面互相垂直.定义lP平面的垂线直线l的垂面垂足平面内任意一条直线l记为如果一条直线垂直于一个平面内的无数条直线，那么这条直线是否与这个平面垂直？思考4lα线面垂直的判定判定定理一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直，则该直线与此平面垂直．balAalblabAbal作用：判定直线与平面垂直．直线与平面垂直直线与直线垂直思想：如图，直四棱柱（侧棱与底面垂直的棱柱称为直棱柱）中，底面四边形满足什么条件时，？ABCDDCBAABCDDBCAAABBCCDD答：底面四边形ABCD对角线相互垂直．探究直线与平面垂直的判定定理可简述为“线线垂直，则线面垂直”小结通过直线间的垂直，推证直线与平面垂直，即将直线与平面的垂直关系（空间问题）转化为直线间的垂直关系（平面问题）.思想方法前面讨论了直线与平面垂直的问题，那么直线与平面不垂直时情况怎么样呢？问题提出直线与平面所成的角第2课时线面角相关概念αP斜线PA与平面所成的角为PABl平面的斜线A斜足A斜线PA在平面内的射影垂足BB平面的垂线1.斜线与平面所成的角是指斜线和它在平面上的射影所成的角)90,0(02.平面的垂线与平面所成的角为直角3.一条直线与平面平行或在平面内，则这条直线与平面所成的角的00角一条直线与平面所成的角的取值范围是]90,0[0如图，∠BAD为斜线AB与平面α所成的角，AC为平面α内的一条直线，那么∠BAD与∠BAC的大小关系如何？DαCAB∠BAD∠BACE解：作BOAD于O，BEAC于E，则BDBEsinBADsinBAC思考1o两条平行直线与同一个平面所成的角的大小关系如何？反之成立吗？一条直线与两个平行平面所成的角的大小关系如何？思考21.两条平行直线在同一个平面内的射影可能是哪些图形？2.两条相交直线在同一个平面内的射影可能是哪些图形？3.两条异面直线在同一个平面内的射影可能是哪些图形？思考3小结1.直线与平面的位置关系可以用直线与平面所成的角来度量.线面垂直和线面平行是特殊情况.2.斜线与平面所成的角是该斜线与平面内任意直线所成角中最小的角.3.求一斜线与平面所成的角的关键是找出该斜线在平面内的射影.平面与平面垂直的判定2.3.2卫星轨道面地球赤道面概念直线上的一点将直线分割成两部分，每一部分都叫做射线.平面上的一条直线将平面分割成两部分，每一部分叫半平面.半平面半平面射线射线概念从一点出发