2.1.2空间直线与直线的位置关系(二)
一、学习目标
知识与技能:1.异面直线所成的角的定义2.等角定理,3会用异面直线所成的角的定义找出或作出异面直线所成的角,会在直角三角形中求简单异面直线所成的角。
过程与方法:培养空间想象力。
情感态度与价值观:1.提高空间想象能力和作图能力;2.增强动态意识,培养观察、对比、分析的思维;3.通过探究增强学生的合作意识、动脑意识和动手能力。
二、学习重、难点
学习重点:异面直线所成的角 学习难点:找出或作出异面直线所成的角
三、知识链接:
1.异面直线:________________________________________________
2.空间中两条直线的位置关系有三种:_____________;公理4:______________________
四、学习过程
问题1在平面内, 我们可以证明 “ 如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补 ”.空间中这一结论是否仍然成立呢?
观察:如图所示,长方体ABCD-A1B1C1D1中, ∠ADC与∠A1D1C1 ,∠ADC与
∠A1B1C1两边分别对应平行,这两组角的大小关系如何?
问题2:(等角定理):空间中,如果两个角的两边分别对应平行,________________
问题3:异面直线所成的角的定义:
a,b是两条异面直线,过空间中 作直线a′∥a,b′∥b,我们把a′与b′所成的 叫做异面直线a与b所成的角(或夹角)。异面直线所成的角的范围:____________
注:如果异面直线 a , b 所成的角为直角,我们就称这两条直线互相垂直,记为a ⊥ b;
问题4: 这个角的大小与O点的位置有关吗 ? 即O点位置不同时, 这一角的大小是否改变?
注:在求作异面直线所成的角时,O点常选在其中的一条直线上(如线段端点,中点等)
要点一 平行公理、等角定理的应用
例1、已知棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是棱CD、AD的中点.(1)求证:四边形MNA1C1是梯形; (2)求证:∠DNM=∠D1A1C1.
要点二 异面直线所成的角
例2、如图,长方体ABCD-A1B1C1D1中,AA1=AB=2,AD=1,点E、F、G分别是DD1、AB、CC1的中点,求异面直线A1E与GF所成的角.
求异面直线所成的角,关键是通过平移法求解.过某一点作平行线.将异面直线所成的角转化为平面角,最后通过解三角形求解.注意异面直线所成角的范围是(0°,90°].一般步骤是:①作辅助线找角;②指出角(或其补角);③求角(解三角形);④结论。
例3、如图,在空间四边形ABCD中,AD=BC=2a,E、F分别是AB、CD的中点,EF=a,求AD、BC所成的角.【思路启迪】 要求异面直线AD、BC所成的角,可通过空间中找一些特殊的点.此题已知E、F分别为两边中点,故可寻找某一边中点作角,如BD中点M,即∠EMF(或其补角)为所求角.
例4、在正方体ABCD-A1B1C1D1中,(1)哪些棱所在的直线与直线BA1成异面直线?(2)求直线BA1和CC1所成的角的大小。(3)哪些棱所在的直线与直线A1B垂直?
例5、正方体ABCD-A1B1C1D1中,(1)A1B1与C1C所成的角;(2)AD与B1B所成的角;
(3).A1D与BC1所成的角;(4)D1C与A1A所成的角 (5)A1D与AC所成的角
五、达标训练
1. 判断:
(1)平行于同一直线的两条直线平行.( ) (2)垂直于同一直线的两条直线平行.( )
(3)过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行 . ( )
(4)与已知直线平行且距离等于定长的直线只有两条. ( )
(5)若一个角的两边分别与另一个角的两边平行,那么这两个角相等( )
(6)若两条相交直线和另两条相交直线分别平行,那么这两组直线所成的锐角(或直角)相等. ( )
2.(1)两条直线,b分别和异面直线c,d都相交,则直线
,b的位置关系是___________
(2)一条直线和两条异面直线中的一条平行,则它和另一条的位置关系是_____________
3.正四面体 A-BCD 中 , E、F 分别是边 AD、BC的中点,求异面直线 EF与AC 所成的角?
4.如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,下列各组直线:①AA1与BC;②A1C1与BD;③AC与BD1;④BD与B1C,其中异面角为90°的有______.
5.如图在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,E1,F1分别为棱AD,AB,B1C1,C1D1的中点.求证:∠EA1F=∠E1CF1.