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1、精品资源课题： 9 4 直线和平面垂直(一)教学目的：1 理解直线与平面垂直的定义；2 掌握直线与平面垂直的判定定理内容及论证过程；3 应用直线与平面垂直的判定定理解决问题教学重点： 直线与平面垂直的判定定理内容及论证过程教学难点： 直线与平面垂直的判定定理内容及论证过程授课类型： 新授课课时安排： 1 课时教 具：多媒体、实物投影仪内容分析 ：本节包括两个知识点：直线和平面垂直及正射影和三垂线定理空间除平移和平行射影的性质外，第二个重要性质就是空间的镜面对称直线与平面的垂直的特征性质是研究空间对称性的基础细心分析直线和平面判定定理的证明过程就可以看到，证明的过程就是由平面的轴对称转换为空间的
2、镜面对称的过程这一小节要特别重视判定定理的教学，要向学生指出定理证明过程的本质三垂线定理是由直线和平面垂直判定定理得出的一个最重要的空间图形的性质，在传统几可学教育中这个定理占有极重要的地位，在这里，我们只重视概念的教学，减弱围绕三垂线定理的解题训练这是因为我们有更有效的向量工具处理空间的垂直问题这一小节的教学要求是，掌握直线和平面垂直的概念，掌握直线和平面垂直的判定定理， 掌握三垂线定理及逆定理主要是理解定理的本质和直接应用不要进行大量的解题训练的教学这样就可减少课时，以加强空间向量的教学直线与平面垂直的定义是一个严格但不实用的定义，因而必须给出一个判定“直线与平面垂直”的判定定理而直线与平
3、面是否垂直根据判定定理的要求，必须具备条件“ab， ac，b cB ， b， c ”才能得到结论“a ”，至于为什么在上述条件下一定能得到 “a ”这一结论便是本节课的一个主要内容教学过程 ：一、复习引入：1 直线和平面的位置关系观察空间直线和平面可知它们的位置关系有：（ 1）直线在平面内（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（没有公共点）用两分法进行两次分类它们的图形分别可表示为如下，符号分别可表示为a，aA ， a /欢下载精品资源aaaA2 线面平行的判定定理： 如果不在一个平面内的一条直线和平面内的一条直线平行，那么这条直线和这个平面平
4、行推理模式： l, m,l / ml /3 线面平行的性质定理： 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推理模式： l /,l,ml / mlm二、讲解新课：1 定义： 如果一条直线和一个平面相交，并且和这个平面内的任意一条直线都垂直，我们就说这条直线和这个平面互相垂直 其中直线叫做平面的垂线 ，平面叫做直线的垂面 交点叫做 垂足直线与平面垂直简称线面垂直 ，记作： a 画法：画直线和平面垂直时，通常要把直线画成和表示平面的平行四边形的一边垂直说明：“任何”表示所有（提问：若直线与平面内的无数条直线垂直，则直线垂直与平面吗？如不是，直线与平面的
5、位置关系如何？）直线与平面垂直是直线与平面相交的一种特殊情况，在垂直时，直线与平面的交点叫做垂足 a等价于对任意的直线m，都有 a m利用定义，我们得到了判定线面垂直的最基本方法，同时也得到了线面垂直的最基本的性质2 直线与平面垂直的判定定理： 如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直，那么这条直线垂直于这个平面即 若 l m ， l n ， m n B ， m， n，则 l 已知： m 、 n 是平面内的两条相交直线，直线 l 与的交点为 B，且 l m ， l n求证： lmnBmn分析：在内平移，使它们都通过点，仍保持和 l 垂，这时直 过点 B 作任一条不与 m ，n 重合的直线
6、g，如果我们能根据l m 且 l n 推出 l g，那么就证明了直线l 和过点 B 的所有直线都垂直，即l垂直为此，我们在 l 上自点B 起于平面的两侧分别截取BA=BA，于是 m ， n欢下载精品资源都是线段AA的垂直平分线，它们上面的点到A、 A的距离相等如果我们能证明g 上的点到A、A的距离也相等，那么 g 也是 AA的垂直平分线，于是g 就垂直于 l在 g 上任取一点E，过点 E 在内作不通过点B 的直线，分别与m ， n 相交于点 C、D，容易证明 ACD A CD，进而又可证明 ACE ACE 于是 EA=EA， g l一般地：证明：如果一条直线和平面内的两条相交直线都垂直，那么这
7、条直线垂直于这个平面已知 ： m , n 是平面内 的两条相交直线，直线 l 与的交点为B ， 且lm , ln，求证： l证明：过点B 作 m / m , n / n lm , ln lm, ln ，过 B 任作直线 a ，在 l 上于平面两侧分别截取BABA ， m,n 都是 AA 的垂直平分线， ADA D , ACA C ，在 a 上任取点 E ，过 E 在平面内作不通过B 的直线分别与 m,n 相交于点 C , D ，ACDA CD ，ACDA CD ，又 ACA C ，ACEA CE ， AEA E al ， l三、讲解范例：例 1 求证：如果两条平行直线中的一条垂直于一个平面，
8、那么另一条也垂直于这个平面已知： a b,a求证： b证明：设 m 是内的任意一条直线abmaamma / bb mbm本题的作用：要证b，没有办法？而已知a b，只需证a即可，在证题时起转移作用，但具体要证a还需其他方法例 2 过一点和已知平面垂直的直线只有一条已知：平面 和一点 P求证：过点P 与垂直的直线只有一条欢下载精品资源证明：不论P 在平面内或外，设直线PA，垂足为A （或 P ）若另一直线PB，设 PA, PB 确定的平面为，且aPBA PAa, PBaaBAP又 PA, PB 在平面内，与平面几何中的定理矛盾所以过点 P 与垂直的直线只有一条例 3有一根旗杆AB 高 8m ，它
9、的顶端A 挂一条长 10m 的绳子，拉紧绳子并把它的下端放在地面上的两点（和旗杆脚不在同一直线上）C , D ，如果这两点都和旗杆脚B 的距离是 6m ，那么旗杆就和地面垂直，为什么？解：在ABC 和ABD 中， AB8m, BCBD6m, ACAD10m AB2BC 26282102AC 2AB2BD 2628210 2AD2 ABCABD90A即 ABBC , ABBDCBD又 B,C , D 不共线 AB平面 BCD ，即旗杆和地面垂直；例 4已知直线 l平面 ，垂足为 A，直线 AP l求证： AP在 内证明：设 AP 与 l 确定的平面为 如果 AP 不在 内，则可设 与 相交于直线
10、 AM l ， lAM又 AP l ，于是在平面 内过点 A有两条直线垂直于 l ，这是不可能的所以 AP一定在 内例 5 求证 : 经过平面外一点有且只有一个平面和已知平面平行已知 : P ?求证 : 过点 P 有且只有一个平面 欢下载精品资源证明 : 过平面 外一点 P 作直线 l , 再过点 P 作平面 , 使 l ,则 .因为过点P 且与 平行的平面必与 的垂线 l 也垂直 , 而过点 P 与 l垂直的平面是唯一的 , 所以过点 P 且与 平行的平面只有一个.指出 : 由例 2 可得 , ? .例 6 已知：空间四边形ABCD ， ABAC ， DBDC ，求证： BCAD证明：取 B
11、C 中点 E ，连结 AE , DE ，A AB AC , DB DC ， AEBC , DE BC ，BD BC平面 AED ，E又 AD平面 AED ，C BC AD 四、课堂练习：1选择题（ 1）“直线 l 垂直于平面内的无数条直线”是“l ”的（）（ A）充分条件（ B）必要条件（ C）充要条件（ D）既不充分也不必要条件（ 2）如果一条直线l 与平面的一条垂线垂直，那么直线 l 与平面的位置关系是（）（ A） l（ B） l （C） l （ D） l或 l 答案：（ 1）B (2)D2填空题（ 1）过直线外一点作直线的垂线有条；垂面有个；平行线有条；平行平面有个 .（ 2）过平面外一
12、点作该平面的垂线有条；垂面有个；平行线有条；平行平面有个 .答案：（ 1）无数，一，一，无数；（ 2）一，无数，无数，一3能否作一条直线同时垂直于两条相交直线？能否作一条直线同时垂直于两个相交平面？为什么？答案：（能，而且有无数条）（不能）4 拿一张矩形的纸对折后略为展开，竖立在桌面上，说明折痕为什么和桌面垂直答案：因为折痕垂直于桌面内的两条相交直线.5 一条直线垂直于一个平面内的两条平行直线，这条直线垂直于这个平面吗？欢下载精品资源为什么？答案：不一定. 因为这条直线可能与这个平面斜交或在其内.6 过一点和一条直线垂直的平面是否只有一个？为什么？答案：是 . 假若有两个平面,过点 A 都于
13、l 垂直，过这条公共垂线l 作一个不经过两平面,的交线的平面， 与,分别相交于直线a, b, ablA且 la, lb， l , a, b，从而有 ab ，此与 abA 矛盾 .7 如果三条直线共点，且两两垂直，问其中一条直线是否垂直于另两条直线所确定的平面答案：是8 求证：一条线段的垂直平分面内任一点到这条线段两端点的距离相等通过一条线段中点并且与这条线段垂直的平面，叫做这条线段的垂直平分面五、小结 ：今天这节课，我们学习了直线和平面垂直的定义，这个定义最初用在判定定理的证明上，但用得较多的则是，如果直线 l 垂直于平面 ，那么 l 就垂直于 内的任何一条直线； 对于判定定理， 判定线、 面垂直， 实质是转化成线、线垂直，从中不难发现立体几何问题解决的一般思路六、课后作业 ：七、板书设计（略）八、课后记：欢下载