斜线在平面上的射影
射影的有关概念及定理PPT教学课件

生
且有加速趋势。
物
多
样
性
面
临
我国已经灭绝的野生动
的
物有犀牛、野马、高鼻羚羊
威
和新疆虎等。还有不少动物
胁
灭绝了未被人发现或确定。
我
原鸡
国
丹 顶
生
鹤
物
褐马鸡
多 基因多样性减少:许多物种野生类型数
样
量严重减少,濒临灭绝。有些只剩
性
圈养或种植类型,近亲繁殖严重。
面
临
白唇鹿
的
斑
威
羚
胁
我
人工纯林 围湖造田
国
野兔、狼等多种野生动物!
生物多样性的三个层次
基因的多样性——物种的个体数量多,个体 之间的差异大,构成基因库的基因种类多。
基因的多样性是物种在环境变动时能够 继续生存下去而不灭绝的保障。
物种的多样性
生态系统的多样性——不同物种需要不同的生 态环境。生态系统的多样性是物种多样性的重 要条件。
药用价值:许多野生生物能为人类提供 重要的药材。
为保护生物的多样性将包含保护对象的一 定面积的区域划分出来进行保护和管理。
保护对象主要有: 有代表性的自然生态系统 珍稀濒危动植物的天然分布区
就地保护最有效的办法是建立自然保护 区。我国现已建立3000多个自然保护区,其 中有16个加入到“世界生物圈保护区网”中。
吉林长白山 自然保护区—— 保护完整的森林 生态系统。珍稀 植物有人参、红 松等。珍稀动物 有梅花鹿、东北 虎等。
青海湖鸟岛自然保护区——保护斑头 雁、棕头鸥等鸟类及它们的生存环境。
a 00900
A
B
O
C
D
平面的斜线和平面所成的角

M
O β
6
N'
M'
4
N'
1
M'
1 ' 解: 当M,N在平面同则时有 sin MOM 2 OM 1 OM=2 3 ' OM 6 4 cos MOM . 2
例2:线段MN长6厘米,M到平面β的距离是1厘米, N到平面β的距离是4厘米,求MN与平面β 所成角 的余弦值。
θ与∠AOD的大小关系如何?
二、最小角定理:
A
l
θ与∠AOD的大小关系如何? 在Rt△AOB中,
O
C
∵AB<AC,∴sinθ<sin∠AOD
AB 斜线和平面所成的角, sin B AO 是这条斜线和平面内任意 D AC 在Rt 的直线所成的一切角中最 △AOC中,sin AOD AO 小的角。
0
练 习
1.AO与平面斜交,O为斜足,AO与平面 成角,B是A在上的射影,OD是内的 直线,∠BOD=30,∠AOD=60,则 sin =
解: 由最小角定理得
6 3
。
A
cos AOD cos BOD cos
O
C
即cos 60 cos30 cos
0 0
B D
∴θ<∠AOD
斜线和平面所成的角,是这条斜线和平面内经 过斜足的直线所成的一切角中最小的角。
引例:如图,OA是平面的斜线, AB⊥平面 于B,OC是 内不与 OB重合的任意直线,∠AOB= , ∠BOC= ,∠AOC= , O 求证:cos =cos cos C 证明: 设|AO|=1则
三垂线定理

三垂线定理,平面内的一条直线,如果与穿过这个平面的一条斜线在这个平面上的射影垂直,那么它也和这条斜线垂直。
线面垂直证明
已知:如图,PO在上的射影OA垂直于a。
求证:OPa
证明:过P做PA垂直于
∵PA且a
aPA
又aOA
OAPA=A
a平面POA
aOP
用向量证明
1.已知:PO,PA分别是平面的垂线,斜线,OA是PA在内的射影,向量b包含于,且向量b垂直于OA,求证:向量b垂直于PA
证明:∵PO垂直于,PO垂直于b,又∵OA垂直b,向量PA=(向量PO+向量OA)
向量PA向量b=(向量PO+向量OA)向量b=(向量PO向量b)+(向量OA向量b )=0,PA 向量b。
2.已知三个平面OAB,OBC,OAC相交于一点O,AOB=BOC=COA=60度,求交线OA与平面OBC所成的角。
解:∵向量OA=(向量OB+向量AB),O是内心,又∵AB=BC=CA,OA与平面OBC所成的角是30。
三余弦定理
三余弦定理:平面内的一条直线与该平面的一条斜线所成角的余弦值,等于斜线与平面所成角的余弦值乘以斜线在平面上的射影与该直线所成角的余弦值。
例如:OP是平面OAB的一条斜线,且OP在面上的射影是OC。
若POC=(斜线与平面
所成角),AB与OC所成角为(射影与直线所成角),OP与AB所成角为(直线与斜线所成角),则cos=coscos
显然,三垂线定理就是当=90的情况。
直线垂直射影有cos=0,因此cos=0,即直线与斜线也垂直。
立体几何知识点和例题(含有答案)

【考点梳理】一、考试内容1.平面。
平面的基本性质。
平面图形直观图的画法。
2.两条直线的位置关系。
平行于同一条直线的两条直线互相平行。
对应边分别平行的角。
异面直线所成的角。
两条异面直线互相垂直的概念。
异面直线的公垂线及距离。
3.直线和平面的位置关系。
直线和平面平行的判定与性质。
直线和平面垂直的判定与性质。
点到平面的距离。
斜线在平面上的射影。
直线和平面所成的角。
三垂线定理及其逆定理。
4.两个平面的位置关系。
平面平行的判定与性质。
平行平面间的距离。
二面角及其平面角。
两个平面垂直的判定与性质。
二、考试要求1.掌握平面的基本性质,空间两条直线、直线与平面、平面与平面的位置关系(特别是平行和垂直关系)以及它们所成的角与距离的概念。
对于异面直线的距离,只要求会计算已给出公垂线时的距离。
2.能运用上述概念以及有关两条直线、直线和平面、两个平面的平行和垂直关系的性质与判定,进行论证和解决有关问题。
对于异面直线上两点的距离公式不要求记忆。
3.会用斜二测画法画水平放置的平面图形(特别是正三角形、正四边形、正五边形、正六边形)的直观图。
能够画出空间两条直线、两个平面、直线和平面的各种位置关系的图形,能够根据图形想象它们的位置关系。
4.理解用反证法证明命题的思路,会用反证法证明一些简单的问题。
三、考点简析1.空间元素的位置关系2.平行、垂直位置关系的转化3.空间元素间的数量关系(1)角①相交直线所成的角;②异面直线所成的角——转化为相交直线所成的角;③直线与平面所成的角——斜线与斜线在平面内射影所成的角;④二面角——用二面角的平面角来度量。
(2)距离①两点之间的距离——连接两点的线段长;②点线距离——点到垂足的距离;③点面距离——点到垂足的距离;④平行线间的距离——平行线上一点到另一直线的距离;⑤异面直线间的距离——公垂线在两条异面直线间的线段长;⑥线面距离——平行线上一点到平面的距离;⑦面面距离——平面上一点到另一平面的距离;⑧球面上两点距离——球面上经过两点的大圆中的劣弧的长度。
《斜线在平面内的射影》(课件)

3. 射影的有关概念:
这斜线上斜足以外的一点向平面
引垂线,过垂足和斜足的直线叫斜线
在这个平面上的射影. A 垂足和斜足间的线
段叫这点到平面的
BC
斜线段在这个平面
上的摄影.
射影定理
从平面外一点向这个平面所引的 垂线段和斜线段中: (1) 射影相等的 两条斜线段相等,射影较长的斜线段 也较长;(2) 相等的斜线段的射影相 等,较长的斜线段的射影也较长; (3) 垂线段比任何一条斜线段都短.
30°、45°,
C
CD是斜边AB 上的高, 求CD
与 所成的角.
C1 B
A
D
归纳小结
这节课我们学习了有关平面的斜 线、射影和直线与平面成角的几个概 念;射影定理中的三个结论成立的前 提是这些斜线段及垂线段必须是从平 面外同一点向平面所引而得到的,否 则,结论不成立.
布置作业 《步步高》P 29 第9、10题.
例题分析
1. 如图, 在正方体ABCD-A1B1C1D1
中,E、F分别是AA1、A1D1的中点,求:
(1) D1B与面AC 所成角的余弦值;
E D1 A1
B1
C1
(2) EF与面A1C1 所成的角;
F A
D
C B
(3) EF与面AC所成的角.
2. 如图,Rt△ABC的斜边AB在平
面内,AC和BC与 所成的角分别是
斜线在平面内的射影
新课概念教学
1. 点在平面上的射影,点到平面 的垂线段:自一点向平面引垂线,垂 足叫做这点在这个平面上的射影. 这点 与垂足间的线段叫做这点到这个平面 的垂线段.
2. 平面的斜线的有关概念: 一条直线和一个平面相交,但不 和这个平面垂直,这条直线叫这个平 面的斜线,斜线和平面的交点叫斜足, 斜线上一点和斜足间的线段叫这点到 这个平面的斜线段.
斜线在平面内的射影与平面所成角

1P在ABC所在平面外, P在面ABC内的射影为 O
当PA PB PC时, O是ABC的
射影问题
外心 内心
当P到ABC三边距离相等时 , O是ABC的
当PB与AB, BC与所成角相等时 , O在ABC的
2RtABC中,ACB 90 ,O为AB中点
P
O
PO 平面ABC于O PA, PB, PC大小关系为
RtBMN中, BM MN 则BNM 45 ANM 45 BNA 90 即BN AN
A
N
M
BN 平面ANC AC NB
l1Bຫໍສະໝຸດ l22.如图1-83,Rt△ABC的斜边AB在平面M内, AC和BC与M所成的角分别是30°、45°, CD是斜边AB上的高,求CD与M所成的角.
河北无极中学 赵改从 李军芳
直线和平面所成的角
定理 从平面外一点向这个平面所引的垂线段和斜线段 中: ( 1 )射影相等的两条斜线段相等,射影较长的斜线 段也较长; ( 2 )相等的斜线段的射影相等,较长的斜线段的射 影也较长; (3)垂线段比任何一条斜线段都短。
D
平面的一条斜线和它在这个平面内的射影 所成的锐角, 叫做这条直线和这个平面所成的角。 斜线和平面所成的角, 是这条斜线和这个平面内 经过斜足的直线所成的一切角中 最小的角。
B
C
A
例 题
, ,均为锐角
异面直线a, b所成的角为 50,P为空间一定点 则过点P且与a, b所成角都是30的直线有 B条
异面直线a, b所成的角为 80,P为空间一定点
条 则过点P且与a, b所成角都是60的直线有D
A,1, B,2, C,3, D,4
线线角和线面角

线线角和线面角[重点]:确定点、斜线在平面内的射影。
[知识要点]:一、线线角1、定义:设a、b是异面直线,过空间一点O引a′//a,b′//b,则a′、b′所成的锐角(或直角),叫做异面直线a、b所成的角.2、范围:(0,]3. 向量知识:对异面直线AB和CD(1);(2) 向量和的夹角<,>(或者说其补角)等于异面直线AB和CD的夹角;(3)二、线面角1、定义:平面的一条斜线和它在这个平面内的射影所成的锐角,斜线和平面所成角的范围是(0,).2、直线在平面内或直线与平面平行,它们所成角是零角;直线垂直平面它们所成角为,3、范围: [0,]。
4、射影定理:斜线长定理:从平面外一点向这个平面所引的垂线段和斜线段中:(1)射影相等的两条斜线段相等,射影较长的斜线段也较长;(2)相等的斜线段的射影相等,较长的斜线段的射影也较长;(3)垂线段比任何一条斜线段都短。
5、最小角定理:平面的一条斜线与平面所成的角,是这条直线和平面内过斜足的直线所成的一切角中最小的角。
6、向量知识(法向量法)与平面的斜线共线的向量和这个平面的一个法向量的夹角<,>(或者说其补角)是这条斜线与该平面夹角的余角.[例题分析与解答]例1.如图所示,在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,求:异面直线BA1与AC所成的角.分析:利用,求出向量的夹角,再根据异面直线BA1,AC所成角的范围确定异面直线所成角.解:∵,,∴∵AB⊥BC,BB1⊥AB,BB1⊥BC,∴∴又∴∴所以异面直线BA1与AC所成的角为60°.点评:求异面直线所成角的关键是求异面直线上两向量的数量积,而要求两向量的数量积,必须会把所求向量用空间的一组基向量来表示.例2.如图(1),ABCD是一直角梯形,AD⊥AB,AD//BC,AB=BC=a, AD=2a,且PA⊥平面ABCD,PD与平面ABCD成30°角.(1)若AE⊥PD,E为垂足,求证:BE⊥PD;(2)求异面直线AE与CD所成角的大小(用反三角函数表示)解法一:(1)证明:∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥AB,∵AD⊥AB,∴AB⊥平面PAD,∴AB⊥PD,又AE⊥PD,∴PD⊥平面ABE,∴BE⊥PD.(2)解:设G、H分别为ED、AD的中点,连BH、HG、GB(图(1))易知,∴BH//CD.∵G、H分别为ED、AD的中点,∴HG//AE则∠BHG或它的补角就是异面直线AE、CD所成的角,而,,,在ΔBHG中,由余弦定理,得,∴.∴异面直线AE、CD所成角的大小为.解法二:如图(2)所示建立空间直角坐标系A-xyz,则,,,,,(1)证明:∵∴∴∴(2)解:∵∴∴异面直线AE、CD所成角的大小为例3.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,,求BE1与DF1所成角的余弦值.解:以D为坐标原点,为x,y,z轴,建立空间直角坐标系D-xyz,设正方体的棱长为4,则D(0,0,0),B(4,4,0),E1(4,3,4), F1(0,1,4).则,∴,∵.∴∴BE1与DF1所成角的余弦值为点评:在计算和证明立体几何问题中,若能在原图中建立适当的空间直角坐标系,把图形中的点的坐标求出来,那么图形有关问题可用向量表示.利用空间向量的坐标运算来求解,这样可以避开较为复杂的空间想象。
高二数学斜线与平面三垂线定理教案人教版

斜线与平面 三垂线定理一、知识要点:1、斜线在平面内的射影 ①点在平面的射影,垂线段:②平面的斜线,斜足,斜线段的定义③斜线在平面内的射影,斜线段在平面的射影。
2、射影定理从平面外一点向这个平面所引的垂线段和斜线段中:①射影相等的两条斜线段相等,射影较长的斜线段也较长; ②相等的斜线段的射影也相等,较长的斜线段的射影也较长; ③垂线段比任何一条斜线段都短。
3、直线和平面所成的角,范围为⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈2,0πθ①斜线和平面所成的角:平面的斜线和它在这个平面内的射影所处的锐角。
范围为:⎪⎭⎫ ⎝⎛∈2,0πα②若直线和平面垂直,则线面所成的角为直角。
③若直线和平面平行或在平面内,则线面所成的角为︒0的角。
4、①斜线和平面所成的角,是这条斜线和这个平面内经过斜足的直线所成的一切角中的最小角。
②斜线和平面所成的角,是这条斜线和这个平面内的直线所成的一切角中的最小角。
5、三垂线定理 在平面内的一条直线,如果它和这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也和这条斜线垂直。
已知:,PO PA 分别是平面α的垂线和斜线,OA 是PA 在平面α内的射影,a α⊂,且a OA ⊥ 求证:a PA ⊥; 说明:定理的实质是判定平面内的一条直线和平面的一条斜线的垂直关系。
6、三垂线定理的逆定理:在平面内的一条直线,如果和这个平面的一条斜线垂直,那么它也和这条斜线的射影垂直注意:⑴三垂线指PA ,PO ,AO 都垂直α内的直线a 其实质是:斜线和平面内一条直线垂直的判定和性质定理 ⑵要考虑a 的位置,并注意两定理交替使用7、①如果一个角所在平面外一点到角的两边的距离相等,那么这点在平面内的射影在这个角的平分线上②如果经过一个角的顶点引这个角所在平面的斜线,如果斜线的这个角两边夹角相等,那么斜线在平面上的射影是这个角的平分线所在直线二、高考题集1、(2006年全国卷II )如图,平面α⊥平面β,A ∈α,B ∈β,AB 与两平面α、β所成的角分别为π4和π6,过A 、B 分别作两平 面交线的垂线,垂足为A ′、B ′,则AB ∶A ′B ′= ( ) (A )2∶1 (B )3∶1 (C )3∶2 (D )4∶32、(2006年四川卷)在三棱锥0ABC -中,三条棱,,OA OB OC 两两互相垂直,且,OA OB OC M ==是AB 边的中点,则OM 与平面ABC 所成角的大小是_______(用反三角函数表示)αβA BA ′B ′3、(2006年重庆理)对于任意直线l 与平面α,在平面α内必有直线m ,使m 与l ( ).(A )平行 (B )相交 (C )垂直 (D )互为异面直线 4、(07湖北•理•4题)平面α外有两条直线m 和n ,如果m 和n 在平面α内的射影分别是1m 和1n ,给出下列四个命题:①1m ⊥1n ⇒m ⊥n ; ②m ⊥n ⇒1m ⊥1n ;③1m 与1n 相交⇒m 与n 相交或重合; ④1m 与1n 平行⇒m 与n 平行或重合;其中不正确的命题个数是( )A.1 B.2 C.3 D.45、(08四川卷9)设直线l ⊂平面α,过平面α外一点A 与,l α都成030角的直线有且只有:( )(A)1条 (B)2条 (C)3条 (D)4条 6、已知异面直线a 与b 所成的角为500,P 为空间一点,则过点P 与a 、b 所成的角都是300的直线有且仅有( )()A 1条 ()B 2条 ()C 3条 ()D 4条7、如图5,正方体1111ABCD A B C D -中,点11M AB N BC ∈∈,,且AM BN =,有以下四个结论:①1AA MN ⊥;②11A C MN ∥;③MN 与面1111A B C D 成0角;④MN 与11A C是异面直线.其中正确结论的序号是 。
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(二)射影定理 从平面外一点向这个平面所引的垂线段和斜线段中, (1)射影相等的两条斜线段相等,射影较长的斜线段也较长; (2)相等的斜线段的射影相等,较长的斜线段的射影也较长; (3)垂线段比任何一条斜线段都短. 关于射影定理说明如下:
设A为平面α外一点,AO⊥α,AB、AC为任意两条斜线,O为垂足,则OB和OC分别 是AB和AC的射影.
∴∠CDC1=60°.
3.可让学生完成课后练习 1、2.
(五)归纳小结
这节课,我们学习了有关平面的斜线、射影和直线与 平面成角的几个概念,射影定理中的三个结论成立的前 提是这些斜线段及垂线段必须是从平面外同一点向平面 所引而得到的.否则,结论不成立.
六、布置作业
作为一般要求,完成习题四9、10.
②直线和平面平行或直线在平面内,θ=0°. ③直线和平面成角的范围是0°≤θ≤90°. 三、课时安排
1课时.
四、学生活动设计
常规活动.(略)
五、教学步骤
(一)新课概念教学
1.点在平面上的射影,点到平面的垂线段自一点向平面引垂线,垂足 叫做这点在这个平面上的射影.这点与垂足间的线段叫这点到这个平面 的垂线段.
2.教学难点:定理的理解及有关直线与平面成角的练习
3.教学疑点及解决方法:
(1)“ 斜线在平面上的射影”是“直线和平面所成的角”的基础; “斜线在平面上的射影”这一小节出现概念较多,为了便于学生理解 和记忆,可以边画出课本的图形1-30边讲解,结合图形记忆,快而且 准.教学中,一般先画出斜线AC与平面α斜交于C,再过AC上一点A引 AB⊥α,垂足为点B,连结BC,然后指出AC是平面α上的斜线;线段 AC是点A到平面α的斜线段,线段AB是点A到平面α的垂线段,点B是 点A到平面α的垂线的垂足,直线BC是线段AC在平面α上的射影.
2.平面的斜线的有关概念
一条直线和一个平面相交,但不和这个平面垂直,这条直线叫这个平面 的斜线,斜线和平面的交点叫斜足,斜线上一点和斜足间的线段叫这点 到这个平面的斜线段.
3.射影的有关概念
过斜线上斜足以外的一点向平面引垂线,过垂足和斜足的直线叫斜线在 这个平面上的射影.垂足和斜足间的线段叫这点到平面的斜线段在这个 平面上的射影.
(5)直线和平面相交,它们的相互位置与两条相交直线一样,仍需用 角来表示,但过交点在平面内可以作许多条直线,与平面相交的直线同 平面内每一条直线所成的角是不相等的,为了定义的准确性,所以取这 些角中有确定值的最小角,也就是取该斜线与其在平面上射影所成的锐 角作为直线和平面所成的角; (6)直线和平面的位置关系可以用直线和平面成角范围来刻划;反之, 由直线和平面所成角的大小也可以确定直线和平面的相互位置:
§1.10 斜线在平面上的射影,直线和平面所成的角
一、素质教育目标 (一)知识教学点 1.点在平面上的射影,点到平面的垂线段. 2.有关平面的斜线的几个概念. 3.有关射影的几个概念. 4.射影定理. 5.有关直线和平面成角的几个概念. (二)能力训练点 1.加深对数学概念的理解掌握. 2.初步学会依据直线与平面成角的定义用于解决成角问题的一般方法. 二、教学重点、难点、疑点及解决方法 1.教学重点:射影定理的叙述和记忆及直线与平面成角的概念.
(2)斜线段在平面上的射影是一条线段,斜线在平面上的射影是直线, 垂线和垂线段在平面上的射影退化成一个点.
(3)为照顾一般习惯说法,课本中定义射影是用“在平面上”,而说 点、直线“在平面内”,并非不同.
(4)射影定理中三个结论成立的前提是这些斜线段及垂线段必须是从 平面外同一点向平面所引而得到的,否则,结论不成立.
(3)直线和平面斜交时,直线和平面所在的角是指直线和它在平面内的 射影所成的锐角.
3.斜线和平面所成的角,是这条斜线和平面内经过斜足的直线所成的 一切角中最小的角.(让学生看书3分钟,加以理解)
(四)例题分析 1.如图1-82,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是AA1、A1D1的中点,求:
(2)直线和平面垂直——直线与平面所成的角是直角.
(3)直线和平面平行或直线在平面内——直线与平面所成的角是0°度的 角.
2.按照定义,在求直线和平面所成的角时,应按下述三种情况依次进 行考虑:
(1) 直线和平面平行或直线在平面内时,直线和平面所成的角是0°角;
(2)直线和平面垂直时,直线和平面所成的角是直角;
(1)D1B1与面AC所成角的余弦值; (2)EF与面A1C1所成的角; (3)EF与面AC所成的角.
解:
(2)45°. (3)45°.
2.如图1-83,Rt△ABC的斜边AB在平面M内,AC和BC与M所成的角分别 是30°、45°,CD是斜边AB上的高,求CD与M所成的角.
分析:作出 CD 与平面 M 所成的角,然后去解含这个角的三角形. 解:作 CC1⊥平面 M,连结 AC1、BC1、DC1,依题意 ∠CAC1=30°,∠CBC1=45°,设 CC1=a,则 AC=2a,
说明:教师边画出课本图形1-30,边讲解. 点B—点A在平面上的射影 AB—点A到平面的垂线段 AC—平面的一条斜线 C—斜足 线段AC—斜线段 直线BC—斜线AC在平面上的射影 线段BC—斜线段AC在平面上的射影 (板书) (1).点在平面上的射影. (2).点到平面的垂线段. (3).斜线、斜足、斜线段. (4).斜线在平面上的射影.
则AB和AC分别为Rt△ABO和Rt△ACO的斜边;由勾股定理可知 AB2=AO2+OB2; AC2=AO2+OC2; 比较上面两个等式,得
还可以得到AB>AO,AC>AO.所以,AO过点A向平面α所引线段中最短的一条.
(三)直线与平面成角
1.ห้องสมุดไป่ตู้义:
(1)平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角,叫做这条直线和 平面所成的角.