高中数学《立体几何初步》全部教案(北师大版必修2)
数学必修2立体几何第一章全部教(学)案
第一章：空间几何体1.1.1柱、锥、台、球的结构特征(一)一、教学目标1．知识与技能（1）通过实物操作，增强学生的直观感知。
（2）能根据几何结构特征对空间物体进行分类。
（3）会用语言概述棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、棱台、圆台、球的结构特征。
（4）会表示有关于几何体以及柱、锥、台的分类。
2．过程与方法（1）让学生通过直观感受空间物体，从实物中概括出柱、锥、台、球的几何结构特征。
（2）让学生观察、讨论、归纳、概括所学的知识。
3．情感态度与价值观（1）使学生感受空间几何体存在于现实生活周围，增强学生学习的积极性，同时提高学生的观察能力。
（2）培养学生的空间想象能力和抽象括能力。
二、教学重点、难点重点：让学生感受大量空间实物及模型、概括出柱、锥、台、球的结构特征。
难点：柱、锥、台、球的结构特征的概括。
三、教学用具（1）学法：观察、思考、交流、讨论、概括。
（2）实物模型、投影仪四、教学过程：一、创设情景，揭示课题1. 讨论：经典的建筑给人以美的享受，其中奥秘为何？世间万物，为何千姿百态？2. 提问：小学与初中在平面上研究过哪些几何图形？在空间围上研究过哪些？3. 导入：进入高中，在必修②的第一、二章中，将继续深入研究一些空间几何图形，即学习立体几何，注意学习方法：直观感知、操作确认、思维辩证、度量计算.二、讲授新课：1. 教学棱柱、棱锥的结构特征：①提问：举例生活中有哪些实例给我们以两个面平行的形象？②讨论：给一个长方体模型，经过上、下两个底面用刀垂直切，得到的几何体有哪些公共特征？把这些几何体用水平力推斜后，仍然有哪些公共特征？③定义：有两个面互相平行，其余各面都是四边形，且每相邻两个四边形的公共边都互相平行，由这些面所围成的几何体叫棱柱.→列举生活中的棱柱实例（三棱镜、方砖、六角螺帽）.结合图形认识：底面、侧面、侧棱、顶点、高、对角面、对角线.④分类：以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱、四棱柱、五棱柱等.表示：棱柱ABCDE-A’B’C’D’E’⑤讨论：埃及金字塔具有什么几何特征？⑥定义：有一个面是多边形，其余各面都是有一个公共顶点的三角形，由这些面所围成的几何体叫棱锥.结合图形认识：底面、侧面、侧棱、顶点、高. →讨论：棱锥如何分类及表示？⑦讨论：棱柱、棱锥分别具有一些什么几何性质？有什么共同的性质？棱柱：两底面是对应边平行的全等多边形；侧面、对角面都是平行四边形；侧棱平行且相等；平行于底面的截面是与底面全等的多边形棱锥：侧面、对角面都是三角形；平行于底面的截面与底面相似，其相似比等于顶点到截面距离与高的比的平方.2. 教学圆柱、圆锥的结构特征：①讨论：圆柱、圆锥如何形成？②定义：以矩形的一边所在的直线为轴旋转,其余三边旋转所成的曲面所围成的几何体叫圆柱；以直角三角形的一条直角边为旋转轴,其余两边旋转所成的曲面所围成的几何体叫圆锥.→列举生活中的棱柱实例→结合图形认识：底面、轴、侧面、母线、高. →表示方法③讨论：棱柱与圆柱、棱柱与棱锥的共同特征？→柱体、锥体.④观察书P2若干图形，找出相应几何体；举例：生活中的柱体、锥体.3.质疑答辩，排难解惑，发展思维，教师提出问题，让学生思考。
高中数学 第一章 立体几何初步《垂直关系的性质》第二课时参考学案 北师大版必修2
垂直关系的性质（第四课时）
一、学习目标：
1. 理解并掌握直线与平面，平面与平面垂直及其与直线与直线垂直的关系，并会应用。
2. 通过定理及性质的学习，学会解决有关垂直问题。
二．重点，难点
重点：垂直关系的判定及性质的应用。
难点：线面垂直在线线垂直与面面垂直关系间的转化。
三．知识链接
四．知识应用
例1.已知直线a//直线b，a⊥平面α，求证：b⊥α
a
b
α
例2.如图所示，P为∆ABC所在平面外一点，PA⊥PB，PB⊥PC，PC⊥PA，PH⊥平面ABC于H，求证：H是∆ABC的垂心。
（B级）
P
A
H C
B
四自测达标
1.如图，如果MC⊥菱形ABCD所在平面，那么MA与BD的位置关系是（）
M
D C
A
B A．平行 B.垂直相交 C.异面 D .相交但不垂直
2.经过平面α外一点和平面α内一点与平面α垂直的平面有（）A．0个 B.1个 C. 无数个 D .1个或无数个
3．已知∆ABC，直线m ⊥AC，m⊥BC，则m AB (填“⊥”或“不垂直”)
4.如图所示，四棱锥S-ABCD的底面是菱形，SA⊥底面ABCD，E是SC上一点。
求证：平面EBD⊥平面SAC（B级）
5.如图所示，在三棱锥P-ABC中，PA⊥平面ABC，平面PAC⊥平面PBC。
求证：BC⊥平面PAC（C级）
C
B
A
P。
北师大版数学必修2 第一章 立体几何初步归纳总结课件(64张)
4.三视图与直观图的画法 三视图和直观图是空间几何体的不同的表现形式，空间几 何体的三视图可以使我们很好地把握空间几何体的性质．由空 间几何体可以画出它的三视图，同样由三视图可以想象出空间 几何体的形状，两者之间可以相互转化． 5．直线和平面平行的判定方法 (1)定义：a∩α＝∅⇒a∥α； (2)判定定理：a∥b，a α，b α⇒a∥α； (3)线面平行的性质：b∥a，b∥α，a α⇒a∥α； (4)面面平行的性质：α∥β，a α⇒a∥β.
8．证明线线垂直的方法 (1)定义：两条直线所成的角为 90° ； (2)平面几何中证明线线垂直的方法； (3)线面垂直的性质：a⊥α，b α⇒a⊥b； (4)线面垂直的性质：a⊥α，b∥α⇒a⊥b.
9．判定两个平面平行的方法 (1)依定义采用反证法； (2)利用判定定理： a∥β，b∥β，a α，b α，a∩b＝A⇒α∥β； (3)垂直于同一条直线的两个平面平行： a⊥α，a⊥β⇒α∥β； (4)平行于同一平面的两个平面平行： α∥γ，β∥γ⇒α∥β.
12．垂直关系的转化
在证明两平面垂直时一般先从现有直线中寻找平面的垂 线，若这样的直线图中不存在，则可通过作辅助线来解决．如 有平面垂直时，一般要用性质定理，在一个平面内作交线的垂 线，使之转化为线面垂直，然后进一步转化为线线垂直．故熟 练掌握“线线垂直”“面面垂直”间的转化条件是解决这类问 题的关键．
明朗化的立体几何问题．
[例 2] 如下图所示，在矩形 ABCD 中，AB＝3 3，BC＝ 3.沿对角线 BD 将△BCD 折起，使点 C 移到点 C′，且 C′O ⊥平面 ABD 于点 O，点 O 恰在 AB 上．
7．证明线面垂直的方法 (1)线面垂直的定义：a 与 α 内任何直线垂直⇒a⊥α； m、n α，m∩n＝A ⇒l⊥α； (2)判定定理 1： l⊥m，l⊥n (3)判定定理 2：a∥b，a⊥α⇒b⊥α； (4)面面平行的性质：α∥β，a⊥α⇒a⊥β； (5)面面垂直的性质；α⊥β，α∩β＝l，a α，a⊥l⇒a⊥β.
高中数学 第一章 立体几何初步 1234 空间图形的基本关系与公理导学案(无答案)北师大版必修2 学
4空间图形的基本关系与公理【教学目标】1.理解空间中点、线、面的位置关系；2.理解空间中平行直线、相交直线、异面直线、平行平面、相交平面等概念；3.掌握三个公理及推论，并能运用它们去解决有关问题；4.会用集合语言来描述点、直线和平面之间的关系以及图形的性质．【重点难点】掌握三个公理及推论，并能运用它们去解决有关问题【教法教具】以讲学稿为依托的探究式教学方法,多媒体教学【教学课时】 2课时【教学流程】自主学习（课前完成，含独学和质疑）1．空间点与直线的位置关系(1)如果点P在直线a，记作P∈a.(2)如果点P在直线a，记作P∉a.2．空间点与平面的位置关系(1)如果点P在平面α，记作P∈α.(2)如果点P在平面α，记作P∉α.3．空间两条直线的位置关系(1)平行直线：如果直线a和b在同一个平面内，但没有，这样的两条直线叫作平行直线，记作a∥b.(2)相交直线：如果直线a和b有且只有公共点P，这样的两条直线叫作相交直线，记作a∩b＝P.(3)异面直线：如果直线a和b不同在平面内，这样的两条直线叫作异面直线．4．空间直线与平面的位置关系(1)直线在平面内：如果直线a与平面α有个公共点，我们称直线a在平面α内，记作aα.(2)直线与平面相交：如果直线a与平面α有且只有公共点P，我们称直线a与平面α相交于点P，记作a∩α＝P.(3)直线与平面平行：如果直线a与平面α没有，我们称直线a与平面α平行，记作a∥α.5．空间平面与平面的位置关系(1)平行平面：如果平面α与平面β没有，我们称平面α与平面β是平行平面，记作α∥β.(2)相交平面：如果平面α和平面β不重合，但有，我们称平面α与平面β相交于直线l，记作α∩β＝l.6．公理1如果一条直线上的在一个平面内，那么这条直线上所有的点都在这个平面内(即直线在平面内)．7．公理2经过的三点，有且只有一个平面．或简单说成：不共线的三点确定一个平面．8．公理3如果两个的平面有一个公共点，那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线．9．公理2的推论推论1：经过一条直线和这条，有且只有一个平面；推论2：经过两条直线，有且只有一个平面；推论3：经过两条直线，有且只有一个平面．合作探究：（对学、群学）探究点一空间点、线、面的位置关系导引观察下面三个长方体回答下列问题．思考 1 观察长方体，你能发现长方体有多少个顶点？多少条棱？多少个面？棱所在的直线，以及侧面、底面之间的位置关系吗？例1 将下面用符号语言表示的关系用文字语言予以叙述，并用图形语言予以表示：α∩β＝l，A∈l，ABα，ACβ.跟踪训练1 根据下列符号表示的语句，说明点、线、面之间的位置关系，并画出相应的图形：(1)A∈α，B∉α；(2)lα，m∩α＝A，A∉l；(3)P∈l，P∉α；Q∈l，Q∈α.探究点二空间图形的公理思考1 实际生活中，我们有这样的经验：把一根直尺边缘上的任意两点放到桌面上，可以看到，直尺的整个边缘就落在了桌面上．从经验中我们能得到什么结论呢？思考2 如何用符号语言表示公理1？公理1有怎样的用途？思考3 生活中经常看到用三角架支撑照相机；测量员用三角架支撑测量用的平板仪；有的自行车后轮旁只安装一只撑脚．上述事实和类似经验可以归纳出平面怎样的性质？思考4 如何用符号语言表示公理2？公理2有怎样的用途？思考5 如图所示，直线BC外一点A和直线BC能确定一个平面吗？为什么？思考6 如图所示，两条相交直线能不能确定一个平面？为什么？思考7 如图所示，两条平行直线能不能确定一个平面？为什么？思考8 我们已经看到各种棱柱、棱锥的每两个相交的面之间的交线都是直线段，由此你能总结出怎样的结论？思考9 如何用符号语言表示公理3？公理3有怎样的用途？例2 已知a∥b∥c，l∩a＝A，l∩b＝B，l∩c＝C.求证：a，b，c和l共面．跟踪训练2 已知：如图所示，l1∩l2＝A，l2∩l3＝B，l1∩l3＝C.求证：直线l1、l2、l3在同一平面内．探究点三共线问题例3 已知△ABC在平面α外，AB∩α＝P，AC∩α＝R，BC∩α＝Q，如图所示．求证：P、Q、R三点共线．跟踪训练3 如图所示，在正方体ABCD—A1B1C1D1中，E为AB的中点，F为AA1的中点．求证：CE、D1F、DA三线交于一点．【达标拓展】（检测、拓展）1．若A∈平面α，B∈平面α，C∈直线AB，则( )A．C∈αB．C αC．ABαD．AB∩α＝C2．平行六面体ABCD—A1B1C1D1中，既与AB共面也与CC1共面的棱的条数为( )A．3 B．4 C．5 D．63．若三个平面两两相交，且三条交线互相平行，则这三个平面把空间分成________部分．4．如图，已知D，E是△ABC的边AC，BC上的点，平面α经过D，E两点，若直线AB与平面α的交点是P，则点P与直线DE的位置关系是________．【学后反思】【练案】一、基础过关1．下列图形中，不一定是平面图形的是( )A．三角形B．菱形C．梯形D．四边相等的四边形2．空间中，可以确定一个平面的条件是( )A．两条直线B．一点和一条直线C．一个三角形 D．三个点3．如图所示，用符号语言可表示为( )A．α∩β＝m，nα，m∩n＝AB．α∩β＝m，n∈α，m∩n＝AC．α∩β＝m，nα，A m，A nD．α∩β＝m，n∈α，A∈m，A∈n4．已知平面α与平面β、γ都相交，则这三个平面可能的交线有( ) A．1条或2条B．2条或3条C．1条或3条 D．1条或2条或3条5．给出以下命题：①和一条直线都相交的两条直线在同一平面内；②三条两两相交的直线在同一平面内；③有三个不同公共点的两个平面重合；④两两平行的三条直线确定三个平面．其中正确命题的个数是________．6．已知α∩β＝m，aα，bβ，a∩b＝A，则直线m与A的位置关系用集合符号表示为________．7.如图，梯形ABDC中，AB∥CD，AB>CD，S是直角梯形ABDC所在平面外一点，画出平面SBD和平面SAC的交线，并说明理由．二、能力提升8．空间不共线的四点，可以确定平面的个数是( )A．0B．1C．1或4D．无法确定9．空间中A，B，C，D，E五个点，已知A，B，C，D在同一平面内，B，D，C，E在同一平面内，那么这五点( )A．共面B．不一定共面C．不共面D．以上都不对10．已知α、β为平面，A、B、M、N为点，a为直线，下列推理错误的是________．①A∈a，A∈β，B∈a，B∈β⇒aβ；②M∈α，M∈β，N∈α，N∈β⇒α∩β＝MN；③A∈α，A∈β⇒α∩β＝A；④A、B、M∈α，A、B、M∈β，且A、B、M不共线⇒α、β重合．11.如图，在长方体ABCD－A1B1C1D1中，O1是A1C1与B1D1的交点，长方体体对角线A1C交截面AB1D1于点P.求证：O1，P，A三点在同一条直线上．12.已知a，b，c，d是两两相交且不共点的四条直线，求证：a，b，c，d共面．三、探究与拓展13.在四面体ABCD中，E，G分别为BC，AB的中点，F在CD上，H在AD上，且有DF∶FC＝DH∶HA＝2∶3.求证：EF，GH，BD交于一点．。
北师大版高中数学必修2第一章《立体几何初步》空间几何体的主观图
１、画轴；
zノ
yノ
oノ
xノ
16
练习：
画一个底面边长为３ｃｍ,高为4cm的正
三棱柱的直观图。
１、画轴；
zノ
２、画底面；
yノ
oノ
xノ
17
练习：
画一个底面边长为３ｃｍ,高为4cm的正
三棱柱的直观图。
１、画轴；
zノ
２、画底面；
３、画侧棱；
yノ
oノ
xノ
18
练习：
画一个底面边长为３ｃｍ,高为4cm的正
三棱柱的直观图。
１、画轴；
zノ
２、画底面；
３、画侧棱；
４、成画。
yノ
oノ
xノ
19
练习：
画一个底面边长为３ｃｍ,高为4cm的正
三棱柱的直观图。
１、画轴；
zノ
２、画底面；
３、画侧棱；
４、成画。
yノ
oノ
xノ
20
归纳小结整理： 学生回顾斜二测画法的关键与 步骤 作业：1．书面作业，课本P17 练习第5题2．课外思考 课本 P16，探究（1）（2） 教后反思：
8
３、右图是ΔABC利用斜二测画法得到 的水平放置的直观图ΔA‘B‘C’，其中 A‘B’∥y’轴，B‘C’∥x‘轴，若ΔA‘B‘C’的面 积是3，则ΔABC的面积是（ 6 2 ）
9
4.直棱柱的直观图的画法
z/ D/
A/
D A
C/
D/
B/
A/
y/
C
D
B x/
A
C/ B/
C B
10
例2.正六棱柱的直观图的画法
5
练习：
１、如图为正方形ABCO，它在直角坐标系 xOy中点B的坐标为（2,2），则在用斜二 测画法画出的正方形的直观图中，顶点 B‘到x’轴的距离为（ 2）
高中数学 第1章 立体几何初步6垂直关系同步教学案 北师大版必修2
高中数学第1章立体几何初步6垂直关系同步教学案北师大版必修2【课时目标】1．掌握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并能灵活应用定理证明直线与平面垂直．1．定义：如果一条直线和一个平面内的任何一条直线都垂直，那么称这条直线和这个平面垂直．2．判定定理文字表述：如果一条直线和一个平面内的__________________都垂直，那么该直线与此平面垂直．符号表述：⎭⎪⎬⎪⎫l⊥al⊥b⇒l⊥α．一、选择题1．下列命题中正确的个数是( )①如果直线l与平面α内的无数条直线垂直，则l⊥α；②如果直线l与平面α内的一条直线垂直，则l⊥α；③如果直线l不垂直于α，则α内没有与l垂直的直线；④如果直线l不垂直于α，则α内也可以有无数条直线与l垂直．A．0 B．1 C ．2 D．32．直线a⊥直线b，b⊥平面β，则a与β的关系是( )A．a⊥β B．a∥βC．aβ D．aβ或a∥β3．空间四边形ABCD的四边相等，则它的两对角线AC、BD的关系是( )A．垂直且相交 B．相交但不一定垂直C．垂直但不相交 D．不垂直也不相交4．如图所示，定点A和B都在平面α内，定点P∉α，PB⊥α，C是平面α内异于A和B的动点，且PC⊥AC，则△ABC为( )A．锐角三角形 B．直角三角形C．钝角三角形 D．无法确定5．如图所示，PA⊥平面ABC，△ABC中BC⊥AC，则图中直角三角形的个数为( )A．4 B．3 C．2 D．16．从平面外一点P向平面引一条垂线和三条斜线，斜足分别为A，B，C，如果PA＝PB＝PC，有如下命题：①△ABC是正三角形；②垂足是△ABC的内心；③垂足是△ABC的外心；④垂足是△ABC的垂心．其中正确命题的个数是( )A．1 B．2 C．3 D．4二、填空题7．下列五个正方体图形中，l是正方体的一条体对角线，点M、N、P分别为其所在棱的中点，能得出l⊥平面MNP的图形的序号是______________(写出所有符合要求的图形序号)．8．在直三棱柱ABC—A1B1C1中，BC＝CC1，当底面A1B1C1满足条件________时，有AB1⊥BC1(注：填上你认为正确的一种条件即可，不必考虑所有可能的情况)．9．如图所示，在正方体ABCD－A1B1C1D1中，M、N分别是棱AA1和AB上的点，若∠B1MN是直角，则∠C1MN＝________．三、解答题10．如图所示，在正方体ABCD—A1B1C1D1中，E、F分别是棱B1C1、B1B的中点．求证：CF⊥平面EAB．11．如图所示，在四棱锥P—ABCD中，底面ABCD是矩形，侧棱PA垂直于底面，E、F分别是AB，PC的中点，PA＝AD．求证：(1)CD⊥PD；(2)EF⊥平面PCD．能力提升12．如图所示，在正方体ABCD－A1B1C1D1中，P为DD1的中点，O为ABCD的中心，求证B1O⊥平面PAC．13．如图所示，△ABC中，∠ABC＝90°，SA⊥平面ABC，过点A向SC和SB引垂线，垂足分别是P、Q，求证：(1)AQ⊥平面SBC；(2)PQ⊥SC．1．运用化归思想，将直线与平面垂直的判定转化为直线与平面内两条相交直线的判定，而同时还由此得到直线与直线垂直．即“线线垂直⇔线面垂直”．2．直线和平面垂直的判定方法(1)利用线面垂直的定义．(2)利用线面垂直的判定定理．(3)利用下面两个结论：①若a∥b，a⊥α，则b⊥α；②若α∥β，a⊥α，则a⊥β．§6垂直关系6．1 垂直关系的判定(一)答案知识梳理2．两条相交直线aαbαa∩b＝A作业设计1．B[只有④正确．]2．D3．C[取BD中点O，连接AO，CO，则BD⊥AO，BD⊥CO，∴BD⊥面AOC，BD⊥AC，又BD 、AC 异面，∴选C ．]4．B [易证AC ⊥面PBC ，所以AC ⊥BC ．]5．A [⎭⎪⎬⎪⎫PA⊥平面ABC BC 平面ABC ⇒⎭⎪⎬⎪⎫PA⊥BC AC⊥BC ⇒BC⊥平面PAC ⇒BC⊥PC， ∴直角三角形有△PAB、△PAC、△ABC、△PBC．] 6．A[PO⊥面ABC ．则由已知可得，△PAO、△PBO、△PCO 全等，OA ＝OB ＝OC ， O 为△ABC 外心． 只有③正确．] 7．①④⑤8．∠A 1C 1B 1＝90° [如图所示，连接B 1C ，由BC ＝CC 1，可得BC 1⊥B 1C ，因此，要证AB 1⊥BC 1，则只要证明BC 1⊥平面AB 1C ，即只要证AC⊥BC 1即可，由直三棱柱可知，只要证AC⊥BC 即可． 因为A 1C 1∥AC，B 1C 1∥BC，故只要证A 1C 1⊥B 1C 1即可． (或者能推出A 1C 1⊥B 1C 1的条件，如∠A 1C 1B 1＝90°等)] 9．90°解析 ∵B 1C 1⊥面ABB 1A 1， ∴B 1C 1⊥MN．又∵MN⊥B 1M ，∴MN⊥面C 1B 1M ， ∴MN⊥C 1M ．∴∠C 1MN ＝90°．10．证明 在平面B 1BCC 1中， ∵E、F 分别是B 1C 1、B 1B 的中点， ∴△BB 1E≌△CBF， ∴∠B 1BE ＝∠BCF，∴∠BCF＋∠EBC＝90°，∴CF⊥BE， 又AB⊥平面B 1BCC 1，CF 平面B 1BCC 1， ∴AB⊥CF，AB∩BE＝B ，∴CF⊥平面EAB ． 11．证明 (1)∵PA⊥底面ABCD ， ∴CD⊥PA．又矩形ABCD 中，CD⊥AD，且AD∩PA＝A ， ∴CD⊥平面PAD ， ∴CD⊥PD．(2)取PD 的中点G ， 连接AG ，FG ．又∵G、F 分别是PD ，PC 的中点，∴GF 綊12CD ，∴GF 綊AE ，∴四边形AEFG 是平行四边形， ∴AG∥EF．∵PA＝AD ，G 是PD 的中点， ∴AG⊥PD，∴EF⊥PD，∵CD⊥平面PAD ，AG 平面PAD ． ∴CD⊥AG．∴EF⊥CD．∵PD∩CD＝D ，∴EF⊥平面PCD ． 12．证明 连接AB 1，CB 1， 设AB ＝1．∴AB 1＝CB 1＝2，∵AO＝CO ，∴B 1O⊥AC． 连接PB 1．∵OB 21＝OB 2＋BB 21＝32，PB 21＝PD 21＋B 1D 21＝94，OP 2＝PD 2＋DO 2＝34，∴OB 21＋OP 2＝PB 21． ∴B 1O⊥PO，又∵PO∩AC＝O ， ∴B 1O⊥平面PAC ．13．证明 (1)∵SA⊥平面ABC ，BC 平面ABC ， ∴SA⊥BC．又∵BC⊥AB，SA∩AB＝A ， ∴BC⊥平面SAB ． 又∵AQ 平面SAB ，∴BC⊥AQ．又∵AQ⊥SB，BC∩SB＝B ， ∴AQ⊥平面SBC ．(2)∵AQ⊥平面SBC ，SC 平面SBC ， ∴AQ⊥SC．又∵AP⊥SC，AQ∩AP＝A ， ∴SC⊥平面APQ ．∵PQ 平面APQ ，∴PQ⊥SC．6．1 垂直关系的判定(二)【课时目标】 1．掌握二面角的概念，二面角的平面角的概念，会求简单的二面角的大小．2．掌握两个平面互相垂直的概念，并能利用判定定理判定两个平面垂直．1．二面角：从一条直线出发的______________所组成的图形叫做二面角．______________叫做二面角的棱．__________________叫做二面角的面．2．平面与平面的垂直①定义：两个平面相交，如果所成的二面角是____________，就说这两个平面互相垂直． ②面面垂直的判定定理文字语言：如果一个平面经过另一个平面的________，那么这两个平面互相垂直．符号表示：⎭⎪⎬⎪⎫a⊥β⇒α⊥β．一、选择题1．下列命题：①两个相交平面组成的图形叫做二面角；②异面直线a 、b 分别和一个二面角的两个面垂直，则a 、b 组成的角与这个二面角的平面角相等或互补；③二面角的平面角是从棱上一点出发，分别在两个面内作射线所成角的最小角； ④二面角的大小与其平面角的顶点在棱上的位置没有关系． 其中正确的是( )A ．①③B ．②④C ．③④D ．①② 2．下列命题中正确的是( )A ．平面α和β分别过两条互相垂直的直线，则α⊥βB ．若平面α内的一条直线垂直于平面β内两条平行线，则α⊥βC ．若平面α内的一条直线垂直于平面β内两条相交直线，则α⊥βD ．若平面α内的一条直线垂直于平面β内无数条直线，则α⊥β 3．设有直线m 、n 和平面α、β，则下列结论中正确的是( ) ①若m∥n，n⊥β，m α，则α⊥β； ②若m⊥n，α∩β＝m ，n α，则α⊥β； ③若m⊥α，n⊥β，m⊥n，则α⊥β．A ．①②B ．①③C ．②③D ．①②③ 4．过两点与一个已知平面垂直的平面( ) A ．有且只有一个 B ．有无数个C ．有且只有一个或无数个D ．可能不存在5．在边长为1的菱形ABCD 中，∠ABC＝60°，把菱形沿对角线AC 折起，使折起后BD ＝32，则二面角B －AC －D 的余弦值为( )A ．13B ．12C ．223D ．326．在正四面体P －ABC 中，D 、E 、F 分别是AB 、BC 、CA 的中点，下面四个结论中不成立的是( )A．BC∥面PDF B．DF⊥面PAEC．面PDF⊥面ABC D．面PAE⊥面ABC二、填空题7．过正方形ABCD的顶点A作线段AP⊥平面ABCD，且AP＝AB，则平面ABP与平面CDP所成的二面角的度数是________．8．如图所示，已知PA⊥矩形ABCD所在的平面，图中互相垂直的平面有________对．9．已知α、β是两个不同的平面，m、n是平面α及β之外的两条不同直线，给出四个论断：①m⊥n；②α⊥β；③n⊥β；④m⊥α．以其中三个论断作为条件，余下一个论断作为结论，写出你认为正确的一个命题：________________．三、解答题10．如图所示，在空间四边形ABCD中，AB＝BC，CD＝DA，E、F、G分别为CD、DA和对角线AC的中点．求证：平面BEF⊥平面BGD．11．如图所示，四棱锥P—ABCD的底面ABCD是边长为1的菱形，∠BCD＝60°，E是CD 的中点，PA⊥底面ABCD，PA＝3．(1)证明：平面PBE⊥平面PAB；(2)求二面角A—BE—P的大小．能力提升12．如图，在直三棱柱ABC—A1B1C1中，E、F分别是A1B、A1C的中点，点D在B1C1上，A1D⊥B1C．求证：(1)EF∥平面ABC；(2)平面A1FD⊥平面BB1C1C．13．如图，在三棱锥P—ABC中，PA⊥底面ABC，PA＝AB，∠ABC＝60°，∠BCA＝90°，点D、E分别在棱PB、PC上，且DE∥BC．(1)求证：BC⊥ 平面PAC．(2)是否存在点E使得二面角A—DE—P为直二面角？并说明理由．1．证明两个平面垂直的主要途径(1)利用面面垂直的定义，即如果两个相交平面的交线与第三个平面垂直，又这两个平面与第三个平面相交所得的两条交线互相垂直，就称这两个平面互相垂直．(2)面面垂直的判定定理，即如果一个平面经过另一个平面的一条垂线，那么这两个平面互相垂直．2．利用面面垂直的判定定理证明面面垂直时的一般方法：先从现有的直线中寻找平面的垂线，若图中存在这样的直线，则可通过线面垂直来证明面面垂直；若图中不存在这样的直线，则可通过作辅助线来解决，而作辅助线则应有理论依据并有利于证明，不能随意添加．3．证明两个平面垂直，通常是通过证明线线垂直→线面垂直→面面垂直来实现的，因此，在关于垂直问题的论证中要注意线线垂直、线面垂直、面面垂直的相互转化．每一垂直的判定都是从某一垂直开始转向另一垂直，最终达到目的的．6．1 垂直关系的判定(二) 答案知识梳理1．两个半平面这条直线这两个半平面2．①直二面角②垂线aα作业设计1．B[①不符合二面角定义，③从运动的角度演示可知，二面角的平面不是最小角．故选B．]2．C3．B[②错，当两平面不垂直时，在一个平面内可以找到无数条直线与两个平面的交线垂直．]4．C[当两点连线与平面垂直时，有无数个平面与已知平面垂直，当两点连线与平面不垂直时，有且只有一个平面与已知平面垂直．]5．B[如图所示，由二面角的定义知∠BOD即为二面角的平面角．∵DO＝OB＝BD＝32，∴∠BOD＝60°．] 6．C[如图所示，∵BC∥DF，∴BC∥平面PDF．∴A正确．由BC⊥PE，BC⊥AE，∴BC⊥平面PAE．∴DF⊥平面PAE．∴B正确．∴平面ABC⊥平面PAE(BC⊥平面PAE)．∴D正确．]7．45°解析可将图形补成以AB、AP为棱的正方体，不难求出二面角的大小为45°．8．5解析由PA⊥面ABCD知面PAD⊥面ABCD，面PAB⊥面ABCD，又PA⊥AD，PA⊥AB且AD⊥AB，∴∠DAB为二面角D—PA—B的平面角，∴面DPA⊥面PAB．又BC⊥面PAB，∴面PBC⊥面PAB，同理DC⊥面PDA，∴面PDC⊥面PDA．9．①③④⇒②(或②③④⇒①)10．证明∵AB＝BC，CD＝AD，G是AC的中点，∴BG⊥AC，DG⊥AC，∴AC⊥平面BGD．又EF∥AC，∴EF⊥平面BGD．∵EF平面BEF，∴平面BEF⊥平面BGD．11．(1)证明如图所示，连接BD，由ABCD是菱形且∠BCD＝60°知，△BCD是等边三角形．因为E是CD的中点，所以BE⊥CD．又AB∥CD，所以BE⊥AB．又因为PA⊥平面ABCD，BE平面ABCD，所以PA⊥BE．而PA∩AB＝A，因此BE⊥平面PAB．又BE平面PBE，所以平面PBE⊥平面PAB．(2)解由(1)知，BE⊥平面PAB，PB平面PAB，所以PB⊥BE．又AB⊥BE，所以∠PBA是二面角A—BE—P的平面角．在Rt△PAB中，tan∠PBA＝PAAB＝3，则∠PBA＝60°．故二面角A —BE —P 的大小是60°．12．证明 (1)由E 、F 分别是A 1B 、A 1C 的中点知 EF∥BC．因为EF ⊆平面ABC ．BC 平面ABC ． 所以EF∥平面ABC ．(2)由三棱柱ABC —A 1B 1C 1为直三棱柱知 CC 1⊥平面A 1B 1C 1．又A 1D 平面A 1B 1C 1，故CC 1⊥A 1D ． 又因为A 1D⊥B 1C ，CC 1∩B 1C ＝C ，故A 1D⊥平面BB 1C 1C ，又A 1D 平面A 1FD ， 所以平面A 1FD⊥平面BB 1C 1C ． 13．(1)证明 ∵PA⊥底面ABC ， ∴PA⊥BC．又∠BCA＝90°，∴AC⊥BC．又∵AC∩PA＝A ， ∴BC⊥平面PAC ．(2)解 ∵DE∥BC，又由(1)知， BC⊥平面PAC ， ∴DE⊥平面PAC ．又∵AE 平面PAC ，PE 平面PAC ， ∴DE⊥AE，DE⊥PE．∴∠AEP 为二面角A —DE —P 的平面角． ∵PA⊥底面ABC ，∴PA⊥AC，∴∠PAC＝90°． ∴在棱PC 上存在一点E ， 使得AE⊥PC．这时∠AEP＝90°，故存在点E ，使得二面角A —DE —P 为直二面角．6．2 垂直关系的性质(一)【课时目标】 1．理解直线和平面垂直的性质定理，并能用文字、符号和图形语言描述定理．2．能够灵活地应用线面垂直的性质定理证明相关问题．文字语言垂直于同一个平面的两条直线______符号语言⎭⎪⎬⎪⎫a⊥αb⊥α⇒________ 图形语言作用①线面垂直⇒线线平行②作平行线一、选择题1．下列说法正确的是( )A ．若l 上有无数个点不在平面α内，则l∥αB ．若直线l 与平面α垂直，则l 与α内的任一直线垂直C ．若E 、F 分别为△ABC 中AB 、BC 边上的中点，则EF 与经过AC 边的所有平面平行D ．两条垂直的直线中有一条和一个平面平行，则另一条和这个平面垂直2．若m 、n 表示直线，α表示平面，则下列命题中，正确命题的个数为( ) ①⎭⎪⎬⎪⎫m∥n m⊥α⇒n⊥α； ②⎭⎪⎬⎪⎫m⊥αn⊥α⇒m∥n； ③⎭⎪⎬⎪⎫m⊥αn∥α⇒m⊥n; ④⎭⎪⎬⎪⎫m∥αm⊥n ⇒n⊥α． A ．1 B ．2 C ．3 D ．43．已知直线PG⊥平面α于G ，直线EF α，且PF⊥EF 于F ，那么线段PE ，PF ，PG 的大小关系是( )A ．PE>PG>PFB ．PG>PF>PEC ．PE>PF>PGD ．PF>PE>PG4．PA 垂直于以AB 为直径的圆所在平面，C 为圆上异于A ，B 的任一点，则下列关系不正确的是( )A ．PA⊥BCB ．BC⊥平面PACC ．AC⊥PBD ．PC⊥BC 5．下列命题：①垂直于同一直线的两条直线平行； ②垂直于同一直线的两个平面平行； ③垂直于同一平面的两条直线平行； ④垂直于同一平面的两平面平行． 其中正确的个数是( )A ．1B ．2C ．3D ．46．在△ABC 所在的平面α外有一点P ，且PA 、PB 、PC 两两垂直，则P 在α内的射影是△ABC 的( )A ．垂心B ．内心C ．外心D ．重心二、填空题7．线段AB 在平面α的同侧，A 、B 到α的距离分别为3和5，则AB 的中点到α的距离为________．8．直线a 和b 在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的两个不同平面内，使a∥b 成立的条件是________．(只填序号)①a 和b 垂直于正方体的同一个面；②a 和b 在正方体两个相对的面内，且共面；③a 和b 平行于同一条棱；④a 和b 在正方体的两个面内，且与正方体的同一条棱垂直．9．如图所示，平面ABC⊥平面ABD ，∠ACB＝90°，CA ＝CB ，△ABD 是正三角形，O 为AB 中点，则图中直角三角形的个数为________．三、解答题10．如图所示，在正方体ABCD—A1B1C1D1中，M是AB上一点，N是A1C的中点，MN⊥平面A1DC．求证：(1)MN∥AD1；(2)M是AB的中点．11．如图所示，设三角形ABC的三个顶点在平面α的同侧，A A′⊥α于A′，BB′⊥α于B′，CC′⊥α于C′，G、G′分别是△ABC和△A′B′C′的重心，求证：GG′⊥α．能力提升12．如图，△ABC为正三角形，EC⊥平面ABC，DB⊥平面ABC，CE＝CA＝2BD，M是EA的中点，N是EC的中点，求证：平面DMN∥平面ABC．13．如图所示，在直三棱柱ABC －A 1B 1C 1中，AC⊥BC，AC ＝BC ＝CC 1，M ，N 分别是A 1B ，B 1C 1的中点．求证：MN⊥平面A 1BC ．1．直线和平面垂直的性质定理可以作为两条直线平行的判定定理，可以并入平行推导链中，实现平行与垂直的相互转化，即线线垂直⇒线面垂直⇒线线平行⇒线面平行．2．“垂直于同一平面的两条直线互相平行”、“垂直于同一直线的两个平面互相平行”都是真命题．但“垂直于同一直线的两条直线互相平行”、“垂直于同一平面的两个平面互相平行”都是假命题，一定要记住．6．2 垂直关系的性质(一) 答案知识梳理文字语言 垂直于同一个平面的两条直线平行符号语言⎭⎪⎬⎪⎫a⊥αb⊥α⇒a∥b 图形语言作用①线面垂直⇒线线平行②作平行线作业设计1．B [由线面垂直的定义知B 正确．]2．C [①②③正确，④中n 与面α可能有：n α或n ∥α或相交(包括n ⊥α)．]3．C [由于PG⊥平面α于G ，PF⊥EF，∴PG 最短，PF<PE ，∴有PG<PF<PE ．故选C ．]4．C [PA⊥平面ABC ，得PA⊥BC，A 正确； 又BC⊥AC，∴BC⊥面PAC ， ∴BC⊥PC，B 、D 均正确． ∴选C ．]5．B [由线线、线面垂直与平行的性质知②③正确，故选B ．] 6．A [设P 在面α的射影为O ，则PA⊥面PBC ， ∴PA⊥BC，又BC⊥PO， ∴BC⊥AO，同理AC⊥BO， ∴O 为△ABC 的垂心．] 7．4解析 由直线与平面垂直的性质定理知AB 中点到α距离为以3和5为上、下底的直角梯形的中位线的长．8．①②③解析 ①为直线与平面垂直的性质定理的应用，②为面面平行的性质，③为公理4的应用．9．6解析 由题意知CO⊥AB， ∴CO⊥面ABD ，∴CO⊥OD，∴直角三角形为△CAO，△COB，△ACB，△AOD，△BOD，△COD． 10．证明 (1)∵ADD 1A 1为正方形， ∴AD 1⊥A 1D ．又∵CD⊥平面ADD 1A 1，∴CD⊥AD 1． ∵A 1D∩CD＝D ，∴AD 1⊥平面A 1DC ． 又∵MN⊥平面A 1DC ， ∴MN∥AD 1．(2)连接ON ，在△A 1DC 中， A 1O ＝OD ，A 1N ＝NC ．∴ON 綊12CD 綊12AB ，∴ON∥AM． 又∵MN∥OA，∴四边形AMNO 为平行四边形，∴ON＝AM ．∵ON＝12AB ，∴AM＝12AB ，∴M 是AB 的中点． 11．证明连接AG 并延长交BC 于D ，连接A′G′并延长交B′C′于D′，连接DD′，由AA′⊥α，BB′⊥α，CC′⊥α，得AA′∥BB′∥CC′．∵D、D′分别为BC和B′C′的中点，∴DD′∥CC′∥BB′，∴DD′∥AA′，∵G、G′分别是△ABC和△A′B′C′的重心，∴AGGD＝A′G′G′D′，∴GG′∥AA′，又∵AA′⊥α，∴GG′⊥α．12．证明∵M、N分别是EA与EC的中点，∴MN∥AC，又∵AC平面ABC，MN⊆平面ABC，∴MN∥平面ABC，∵DB⊥平面ABC，EC⊥平面ABC，∴BD∥EC，四边形BDEC为直角梯形，∵N为EC中点，EC＝2BD，∴NC綊BD，∴四边形BCND为矩形，∴DN∥BC，又∵DN⊆平面ABC，BC平面ABC，∴DN∥平面ABC，又∵MN∩DN＝N，∴平面DMN∥平面ABC．13．证明如图所示，由已知BC⊥AC，BC⊥CC1，得BC⊥平面ACC1A1．连接AC1，则BC⊥AC1．由已知，可知侧面ACC1A1是正方形，所以A1C⊥AC1．又BC∩A1C＝C，所以AC1⊥平面A1BC．因为侧面ABB1A1是正方形，M是A1B的中点，连接AB1，则点M是AB1的中点．又点N是B1C1的中点，则MN是△AB1C1的中位线，所以MN∥AC1．故MN⊥平面A1BC．6．2 垂直关系的性质(二)【课时目标】1．理解平面与平面垂直的性质定理．2．能应用面面垂直的性质定理证明空间中线、面的垂直关系．1．平面与平面垂直的性质定理：如果两个平面互相垂直，那么在一个平面内________于它们________的直线垂直于另一个平面．用符号表示为：α⊥β，α∩β＝l，aα，a⊥l⇒________．2．两个重要结论：(1)如果两个平面互相垂直，那么经过第一个平面内的一点垂直于第二个平面的直线在第一个平面内．图形表示为：符号表示为：α⊥β，A∈α，A∈a，a⊥β⇒a α．(2)已知平面α⊥平面β，a ⊆α，a⊥β，那么a∥α(a 与α的位置关系)．一、选择题1．平面α⊥平面β，直线a∥α，则( ) A ．a⊥β B ．a∥βC ．a 与β相交D ．以上都有可能2．平面α∩平面β＝l ，平面γ⊥α，γ⊥β，则( ) A ．l∥γ B ．l γ C ．l 与γ斜交 D ．l⊥γ3．若平面α与平面β不垂直，那么平面α内能与平面β垂直的直线有( ) A ．0条 B ．1条 C ．2条 D ．无数条4．若α⊥β，直线a α，直线b β，a ，b 与l 都不垂直，那么( ) A ．a 与b 可能垂直，但不可能平行 B ．a 与b 可能垂直，也可能平行 C ．a 与b 不可能垂直，但可能平行 D ．a 与b 不可能垂直，也不可能平行5．设x ，y ，z 中有两条直线和一个平面，已知条件⎩⎪⎨⎪⎧x⊥yy∥z可推得x⊥z，则x ，y ，z 中可能为平面的是( )A ．x 或yB ．xC ．yD ．z6．在空间四边形ABCD 中，若AB ＝BC ，AD ＝CD ，E 为对角线AC 的中点，下列判断正确的是( )A ．平面ABD⊥平面BDCB ．平面ABC⊥平面ABDC ．平面ABC⊥平面ADCD ．平面ABC⊥平面BED二、填空题7．若α⊥β，α∩β＝l ，点P∈α，P ∉l ，则下列结论中正确的为________．(只填序号)①过P 垂直于l 的平面垂直于β； ②过P 垂直于l 的直线垂直于β； ③过P 垂直于α的直线平行于β； ④过P 垂直于β的直线在α内．8．α、β、γ是两两垂直的三个平面，它们交于点O ，空间一点P 到α、β、γ的距离分别是2 cm 、3 cm 、6 cm ，则点P 到O 的距离为________．9．在斜三棱柱ABC －A 1B 1C 1中，∠BAC＝90°，BC 1⊥AC，则点C 1在底面ABC 上的射影H 必在________．三、解答题10．如图，在三棱锥P－ABC中，PA⊥平面ABC，平面PAB⊥平面PBC．求证：BC⊥AB．11．如图所示，P是四边形ABCD所在平面外的一点，四边形ABCD是∠DAB＝60°且边长为a的菱形．侧面PAD为正三角形，其所在平面垂直于底面ABCD．(1)若G为AD边的中点，求证：BG⊥平面PAD；(2)求证：AD⊥PB．能力提升12．如图，在三棱锥P—ABC中，△PAB是等边三角形，∠PAC＝∠PBC＝90°．证明：AB⊥PC．13．如图所示，已知直四棱柱ABCD —A 1B 1C 1D 1的底面是菱形，且∠DAB＝60°，AD ＝AA 1，F 为棱BB 1的中点，M 为线段AC 1的中点．(1)求证：直线MF∥平面ABCD ； (2)求证：平面AFC 1⊥平面ACC 1A 1．1．面面垂直的性质定理是判断线面垂直的又一重要定理． 2．判定线面垂直的方法主要有以下五种：(1)线面垂直的定义；(2)线面垂直的判定定理；(3)面面垂直的性质定理，另外，还有两个重要结论；(4)如果两条平行线中的一条垂直于一个平面，那么另一条也垂直于同一平面，⎭⎪⎬⎪⎫a∥b a⊥α⇒b⊥α；(5)如果一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面，那么它也垂直于另一个平面，⎭⎪⎬⎪⎫α∥βa⊥α⇒a⊥β．6．2 垂直关系的性质(二) 答案知识梳理1．垂直 交线 a⊥β1．D2．D[在γ面内取一点O，作OE⊥m，OF⊥n，由于β⊥γ，γ∩β＝m，所以OE⊥面β，所以OE⊥l，同理OF⊥l，OE∩OF＝O，所以l⊥γ．]3．A[若存在1条，则α⊥β，与已知矛盾．]4．C5．A6．D7．①③④解析由性质定理知②错误．8．7 cm解析P到O的距离恰好为以2 cm,3 cm,6 cm为长、宽、高的长方体的对角线的长．9．直线AB上解析由AC⊥BC1，AC⊥AB，得AC⊥面ABC1，又AC面ABC，∴面ABC1⊥面ABC．∴C1在面ABC上的射影H必在交线AB上．10．证明在平面PAB内，作AD⊥PB于D．∵平面PAB⊥平面PBC，且平面PAB∩平面PBC＝PB．∴AD⊥平面PBC．又BC平面PBC，∴AD⊥BC．又∵PA⊥平面ABC，BC平面ABC，∴PA⊥BC，∴BC⊥平面PAB．又AB平面PAB，∴BC⊥AB．11．证明(1)连接PG，由题知△PAD为正三角形，G是AD的中点，∴PG⊥AD．又平面PAD⊥平面ABCD，∴PG⊥平面ABCD，又∵四边形ABCD是菱形且∠DAB＝60°，∴BG⊥AD．又AD∩PG＝G，∴BG⊥平面PAD．(2)由(1)可知BG⊥AD，PG⊥AD．∴AD⊥平面PBG，∴AD⊥PB．12．证明因为△PAB是等边三角形，所以PB＝PA．因为∠PAC＝∠PBC＝90°，PC＝PC，所以Rt△PBC≌Rt△PAC，所以AC＝BC．如图，取AB的中点D，连结PD、CD，则PD⊥AB，CD⊥AB，所以AB⊥平面PDC，所以AB⊥PC．13．证明(1)延长C1F交CB的延长线于点N，连接AN．∵F是BB1的中点，∴F为C1N的中点，B为CN的中点．又∵M是线段AC1的中点，∴MF∥AN．又∵MF 平面ABCD，AN平面ABCD，∴MF∥平面ABCD．(2)连接BD，由直四棱柱ABCD—A1B1C1D1可知，A1A⊥平面ABCD，又∵BD平面ABCD，∴A1A⊥BD．∵四边形ABCD为菱形，∴AC⊥BD．又∵AC∩A1A＝A，AC、A1A平面ACC1A1，∴BD⊥平面ACC1A1．在四边形DANB中，DA∥BN，且DA＝BN，∴四边形DANB为平行四边形，∴NA∥BD，∴NA⊥平面ACC1A1．又∵NA平面AFC1，∴平面AFC1⊥平面ACC1A1．。
高中数学第一章立体几何初步1简单几何体学案北师大版必修2(2021年整理)
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§1简单几何体学习目标1。
理解旋转体与多面体的概念。
2.掌握球、圆柱、圆锥、圆台的结构特征.3.掌握棱柱、棱锥、棱台的基本性质．知识点一旋转体与多面体旋转体一条平面曲线绕着它所在的平面内的一条定直线旋转所形成的曲面叫作旋转面；封闭的旋转面围成的几何体叫作旋转体多面体把若干个平面多边形围成的几何体叫作多面体知识点二常见的旋转体及概念思考1 以直角三角形的一条直角边所在的直线为轴旋转180°所得的旋转体是圆锥吗？答案不是．以直角三角形的一条直角边所在的直线为轴旋转180°所得的旋转体是圆锥的一半，不是整个圆锥．思考2 能否由圆锥得到圆台？答案用平行于圆锥底面的平面截去一个圆锥可以得到．梳理名称图形及表示定义相关概念球记作：球O 球面：以半圆的直径所在的直线为旋转轴，将半圆旋转所形成的曲面叫作球面．球体:球面所围成的几何体叫作球体,简称球球心：半圆的圆心．球的半径：连接球心和球面上任意一点的线段．球的直径：连接球面上两点并且过球心的线段圆柱记作：圆柱OO′以矩形的一边所在的直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫作圆柱高：在旋转轴上这条边的长度．底面：垂直于旋转轴的边旋转而成的圆面．侧面：不垂直于旋转轴的边旋转而成的曲面．母线:不垂直于旋转轴的边，无论转到什么位置都叫作侧面的母线圆锥记作：圆锥OO′以直角三角形的一条直角边所在的直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫作圆锥圆台记作：圆台OO′以直角梯形垂直于底边的腰所在的直线为旋转轴,其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫作圆台特别提醒:（1）经过旋转体轴的截面称为该几何体的轴截面．（2)圆柱的母线互相平行，圆锥的母线相交于圆锥的顶点，圆台的母线延长后相交于一点．知识点三常见的多面体及相关概念思考观察下列多面体，试指明其类别．答案(1）五棱柱；（2）四棱锥；(3）三棱台．梳理（1)棱柱①定义要点：(ⅰ）两个面互相平行；(ⅱ)其余各面都是四边形;(ⅲ）每相邻两个四边形的公共边都互相平行．②相关概念：底面：两个互相平行的面．侧面：除底面外的其余各面．侧棱：相邻两个侧面的公共边．顶点：底面多边形与侧面的公共顶点．③记法：如三棱柱ABC－A1B1C1.④分类及特殊棱柱：(ⅰ）按底面多边形的边数分，有三棱柱、四棱柱、五棱柱、……。
高中数学第一章立体几何初步1.3三视图学案北师大版必修2
1.3 三视图[核心必知]1．三视图中的实虚线在绘制三视图时，分界线和可见轮廓线都用实线画出．不可见边界轮廓线，用虚线画出．2．绘制三视图时的注意事项(1)绘制三视图时，要注意：①主、俯视图长对正；②主、左视图高平齐；③俯、左视图宽相等，前后对应．(2)画简单组合体的三视图的注意事项：①首先，确定主视、俯视、左视的方向．同一物体放置的位置不同，所画的三视图可能不同．②其次，注意简单组合体是由哪几个基本几何体组成的，并注意它们的组成方式，特别是它们的交线位置．3．简单几何体的两种基本组成形式(1)将基本几何体拼接成组合体．(2)从基本几何体中切掉或挖掉部分构成组合体．[问题思考]一个简单几何体的三视图：主视图、左视图和俯视图完全一样，这个几何体是正方体或球，对吗？提示：不一定是正方体．球的主视图、左视图和俯视图是完全一样的圆，而正方体的三视图与观察角度有关，有时三种视图的形状不完全相同．讲一讲1．画出如下图所示的空间几何体的三视图(阴影面为主视面)(尺寸不作严格要求)．[尝试解答] 三视图如图所示：1．在画三视图时，要想象几何体的后面、右面、下面各有一个屏幕，一组平行光线分别从前面、左面、上面垂直照射，我们画的是影子的轮廓，再验证几何体的轮廓线，看到的画实线，不能看到的画虚线．2．作三视图时，一般俯视图放在主视图的下面，长度和主视图一样，左视图放在主视图的右面，高度与主视图一样，宽度与俯视图一样．练一练1．画出如图所示的空间几何体的三视图(阴影面为主视面)(尺寸不作严格要求)．解：三视图如图．讲一讲2．画出下列几何体的三视图(阴影面为主视面)．[尝试解答] 三视图如图所示．对既有拼接，又有切、挖较复杂的组合体，关键是观察清楚轮廓线和分界线，并注意被遮挡部分的轮廓线用虚线表示，在画三视图时，很容易漏画轮廓线，或把虚线画成了实线，要注意检查．练一练2．画出如图所示的组合体的三视图．(阴影部分为主视面，尺寸不作严格要求)解：这个组合体的三视图如图：讲一讲3．如图所示的是一些立体图形的三视图，画出它的实物图．[尝试解答]根据三视图还原几何体实物，要仔细分析和认真观察三视图，进行充分的空间想象，综合三视图的形状，从不同的角度去还原．看图和想图是两个重要的步骤，“想”于“看”中，形体分析的看图方法是解决此类问题的常用方法．练一练3．根据以下三视图想象物体原形，并画出物体实物草图．解：实物草图如图：画出右图的物体的三视图．[错解][错因] 三视图出现多处错误．首先，主视图和左视图的高应该是相同的，而所画的视图没有做到这一点；其次，左视图的宽应该和俯视图的高一致，这一点也没有做到；再次，主视图的长与俯视图的长应对齐，这点还是没有做到；最后，图中有一条看不到的棱应该用虚线表示出来，所以答案存在多处错误．[正解] 如图所示．1．如图所示的一个几何体，它的俯视图是( )解析：选C 根据三视图的画法及特点可知C正确．2．(湖南高考)某几何体的正视图和侧视图均如图所示，则该几何体的俯视图不可能是( )解析：选C A是两个圆柱的组合体，B是一个圆柱和一个四棱柱的组合体，C选项的正视图与侧视图不相同，D可以是一个底面为等腰直角三角形的直三棱柱与一个四棱柱的组合体．3．沿一个正方体三个面的对角线截得的几何体如图所示，则该几何体的左视图为( )解析：选B 依题意，侧视图中棱的方向从左上角到右下角，故选B.4．一个几何体的主视图为一个三角形，则这个几何体可能是下列几何体中的________(填入所有可能的几何体前的编号)．①三棱锥②四棱锥③三棱柱④四棱柱⑤圆锥⑥圆柱解析：只要判断正视图是不是三角形就行了，画出图形容易知道三棱锥、四棱锥、圆锥一定可以，对于三棱柱，只需要倒着放就可以了，所以①②③⑤均符合题目要求．答案：①②③⑤5．如图是由小正方体组成的几何图形的三视图，则组成它的小正方体的个数是________．解析：由三视图我们可以得出该几何体的直观图，如图所示．答案：56．画出该组合体的三视图．解：组合体由正六棱柱和圆柱组合而成，其三视图如图所示．一、选择题1．已知某空间几何体的三视图如图所示，则此几何体为( )A．圆台B．四棱锥C．四棱柱 D．四棱台解析：选D 由主视图和左视图可以判断一定为棱台或圆台，又由俯视图可知其一定为棱台且为四棱台．2．(湖南高考)已知正方体的棱长为1，其俯视图是一个面积为1的正方形，侧视图是一个面积为2的矩形，则该正方体的正视图的面积等于( )A.32B．1C.2＋12D. 2解析：选D 由已知，正方体的正视图与侧视图都是长为2，宽为1的矩形，所以正视图的面积等于侧视图的面积，为 2.3．三棱柱ABCA1B1C1，如下图所示，以BCC1B1的前面为正前方画出的三视图，正确的是( )解析：选A 正面是BCC1B1的矩形，故主视图为矩形，左侧为△ABC，所以左视图为三角形，俯视图为两个有一条公共边的矩形，公共边为CC 1在面ABB 1A 1内的投影．4．(福建高考)一个几何体的三视图形状都相同、大小均相等，那么这个几何体不可以是( )A ．球B ．三棱锥C ．正方体D ．圆柱解析：选D 球的三视图是三个相同的圆；当三棱锥为正三棱锥时其三视图可能是三个全等的三角形；正方体的三视图可能是三个相同的正方形；不论圆柱如何放置，其三视图形状都不会完全相同．5．一个几何体的三视图如图所示，其中主视图中△ABC 是边长为2的正三角形，俯视图为正六边形，那么该几何体的左视图的面积为( )A.32B.23C ．12D ．6 解析：选A 由主视图、左视图、俯视图之间的关系可以判断该几何体是一个底面为正六边形的正六棱锥．∵主视图中△ABC 是边长为2的正三角形，此三角形的高为3，∴左视图的高为 3.俯视图中正六边形的边长为1，其小正三角形的高为32，∴左视图的底为32×2＝3， ∴左视图的面积为12×3×3＝32.二、填空题6．如图所示，为一个简单几何体的三视图，它的上部是一个________，下部是一个________．解析：由三视图可知该几何体图示为所以，其上部是一个圆锥，下部是一个圆柱．答案：圆锥圆柱7．用小正方体搭成一个几何体，如图是它的主视图和左视图，搭成这个几何体的小正方体的个数最多为________个．解析：其俯视图如图所示时为小正方体个数最多情况(其中小正方形内的数字表示小正方体的个数)共需7个小正方体.12 111 1答案：78．如图(1)，E、F分别为正方体的面ADD1A1和面BCC1B1的中心，则四边形BED1F在该正方体的面上的射影可能是图(2)中的________(要求：把可能的图的序号都填上)．解析：根据平行投影的理论，从正方体的上下、前后、左右三个角度分别投影，从上往下投影，选择②，从前往后投影，选择②，从左往右投影，选择③.答案：②③三、解答题9．如图所示，图②是图①中实物的主视图和俯视图，你认为正确吗？如果不正确，请找出错误并改正，然后画出它的左视图．解：图①是由两个长方体组合而成的，主视图正确，俯视图错误．俯视图应该画出不可见轮廓(用虚线表示)，左视图轮廓是一个矩形，有一条可视的交线(用实线表示)，正确画法如图所示．10．某建筑由若干个面积相同的房间组成，其三视图如下，其中每一个小矩形表示一个房间．(1)该楼有几层？共有多少个房间？(2)画出此楼的大致形状．解：(1)由主视图和左视图可知，该楼共3层，由俯视图可知，该楼一楼有5个房间，结合主视图与左视图，易知二楼和三楼分别有4个，1个房间，故共10个房间．(2)此楼的大致形状如图：。
北师大版高中数学必修2第一章《立体几何初步》直线与平面平行的性质
下面我们来证 明这一结论. 明这一结论.
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探研新知
已知：如图，a∥α， 已知：如图，a∥α， α∩β＝ a ⊂β，α∩β＝b。 求证：a∥b。 求证：a∥b。 证明：∵α∩β＝ 证明：∵α∩β＝b，∴b⊂α ∴b⊂ a∥α，∴a与 无公共点， ∵ a∥α，∴a与b无公共点， ∵a⊂ ∴a∥b。 ∵a⊂β，b⊂β，∴a∥b。 我们可以把这个结论作定理来用. 我们可以把这个结论作定理来用.
b a
b c a α γ d δ β
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例题示范 有一块木料如图， 例2：有一块木料如图，已知棱BC平行于面 (1)要经过木料表面 A′C′(1)要经过木料表面A′B′C′D′ 内的 一点P和棱BC将木料锯开，应怎样画线？(2)所 BC将木料锯开 一点P和棱BC将木料锯开，应怎样画线？(2)所 画的线和面AC有什么关系？ AC有什么关系 画的线和面AC有什么关系？ ：（1 过点P EF∥B’C ， 解：（1）过点P作EF∥B C’， 分别交棱A B ， D 于点 于点E 分别交棱A’B’，C’D’于点E， 连接BE CF， BE， F。连接BE，CF，则 D1 E EF，BE，CF就是应画的线 就是应画的线。 EF，BE，CF就是应画的线。
结合实例(教室内的有关例子)得出结论: 结合实例(教室内的有关例子)得出结论: 如果一条直线与平面平行， 如果一条直线与平面平行，这条直线不会 与这个平面内的所有直线都平行, 与这个平面内的所有直线都平行,但在这个 平面内却有无数条直线与这条直线平行。 平面内却有无数条直线与这条直线平行。
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探研新知 探究2.如果一条直线与一个平面平行， 2.如果一条直线与一个平面平行 探究2.如果一条直线与一个平面平行，那么这条 直线与这个平面内的直线有哪些位置关系？ 直线与这个平面内的直线有哪些位置关系？
北师大版必修2高中数学第1章《立体几何初步》垂直关系的判定导学案
1高中数学 第1章《立体几何初步》垂直关系的判定导学案北师大版必修2你的 疑惑3.（1）半平面：一个平面内的一条直线，把这个平面分成 _________，其中的________都叫作半平面.（2）二面角：从一条直线出发的___________所组成的图形叫作二面角，___________叫做二面角的棱，______________叫作二面角的面.（3）二面角的记法：以直线AB 为棱，半平面α、β为面的二面角，记作________________.（如下图（1））（4）二面角的平面角：以二面角的棱上_________为端点，在两个半平面内分别作___________的两条射线，这两条射线所组成的角叫作二面角的平面角. 如下图（2）中的AOB ∠. ______________的二面角叫作直二面角.（5）两个平面相交，如果所成的二面角是__________，就说这两个平面互相垂直.4. 将一支铅笔垂直于桌面，再用一本书紧贴着铅笔转动，你能观察到书本和桌面的关系吗？再观察下图（1）（2）中的长方体，可以发现：平面α内的直线a 与平面β________，这时，α____β.抽象概括平面和平面垂直的判定定理：如果一个平面经过另一个平面的一条_______，那么这两个平面互相垂直.图形语言： 符号语言：若直线AB ____平面β，AB ______平面α，策略与反思 纠错与归纳【学习目标】 1. 理解直线和平面、平面和平面垂直的判定定理，并能进行简单应用. 2. 通过垂直关系判定定理的探究和应用过程，进一步提高空间想象能力和逻辑思维能力. 3. 通过垂直关系判定定理的探究和应用过程，体会数学和生活的紧密联系. 【重点难点】 重点：直线和平面、平面和平面垂直的判定定理及应用. 难点：对直线和平面、平面和平面垂直判定定理的理解. 【使用说明】 1. 认真阅读课本第35—37页的内容，独立完成自主学习内容. 2. 在自主学习的基础上，通过小组讨论，完成合作探究内容. 【自主学习】 1. 如右图，拿一块教学用的直角三角板，放在墙角，使三角板的 直角顶点C 与墙角重合，直角边AC 所在直线与墙角所在直线重合，将三角板绕AC 转动，在转动过程中，直角边CB 与地面紧贴，这就表示，AC 与地面垂直.抽象概括 直线和平面垂直的定义：如果一条直线和一个平面内的___________直线都_________，那么称这条直线和这个平面垂直. 2. 观察上图（1）的长方体，c b ,是平面α内的两条_______直线，直线a __b ，a __c ，这时，a __α. 观察上图（2）的长方体，平面α内的两条直线c b ,不相交，虽然直线a 与c b ,都______，但是a 与α_________. 抽象概括 直线和平面垂直的判定定理：如果一条直线和一个平面内的_______________都垂直，那么该直线与此平面垂直. 图形语言： 符号语言：若直线a ____平面α，直线b _____平面α， 直线l ____a ， 直线l ____b ，a ____A b =， 则α⊥l .天才在于积累 聪明在于勤奋。
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高中数学《立体几何初步》全部教案（北师大版必修2） 1.1简单几何体 第一课时1.1.1简单旋转体 一、教学目标: 1.知识与技能: (1通过实物操作,增强学生的直观感知。 (2能根据几何结构特征对空间物体进行分类。 (3会用语言概述圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征。 (4会表示有关于几何体以及柱、锥、台的分类。 2.过程与方法: (1让学生通过直观感受空间物体,从实物中概括出圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征。
(2让学生观察、讨论、归纳、概括所学的知识。 3.情感态度与价值观: (1使学生感受空间几何体存在于现实生活周围,增强学生学习的积极性,同时提高学生的观察能力。
(2培养学生的空间想象能力和抽象括能力。 二、教学重点、难点 重点:让学生感受大量空间实物及模型、概括出圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征。 难点:圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征的概括。 三、教学方法 (1学法:观察、思考、交流、讨论、概括。(2教法:探析讨论法。 四、教学过程: (一、新课导入:1.讨论:经典的建筑给人以美的享受,其中奥秘为何?世间万物,为何千姿百态?2.提问:小学与初中在平面上研究过哪些几何图形?在空间范围上研究过哪些?3.导入:进入高中,在必修②的第一、二章中,将继续深入研究一些空间几何图形,即学习立体几何,注意学习方法:直观感知、操作确认、思维辩证、度量计算.
(二、研探新知: (Ⅰ、空间几何体的类型 问题提出: 1.在平面几何中,我们认识了三角形,正方形,矩形,菱形,梯形,圆,扇形等平面图形.那么对
空间中各种各样的几何体,我们如何认识它们的结构特征? 2.对空间中不同形状、大小的几何体我们如何理解它们的联系和区别? 探究:空间几何体的类型 思考1:在我们周围存在着各种各样的物体,它们都占据着空间的一部分.如果我们只考虑这些物体的形状和大小,而不考虑其他因素,那么由这些抽象出来的空间图形就叫做空间几何体.你能列举那些空间几何体的实例?
思考2:观察下列图片,你知道这图片在几何中分别叫什么名称吗? 思考3:如果将这些几何体进行适当分类,你认为可以分成那几种类型? 思考4:图(2(5(7(9(13(14(15(16有何共同特点?这些几何体可以统一叫什么名称?多面体
思考5:图(1(3(4(6(8(10(11(12有何共同特点?这些几何体可以统一叫什么名称?旋转体
思考6:一般地,怎样定义多面体?围成多面体的各个多边形,相邻两个多边形的公共边,以及这些公共边的公共顶点分别叫什么名称? 由若干个平面多边形围成的几何体叫做多面体. 思考7:一般地,怎样定义旋转体? 由一个平面图形绕它所在平面内的一条定直线旋转所形成的封闭几何体叫做旋转体。
(Ⅱ、探究简单旋转体的结构特征 1.探究圆柱、圆锥的结构特征: ①讨论:圆柱、圆锥如何形成? ②定义:以矩形的一边所在的直线为轴旋转,其余三边旋转所成的曲面所围成的几何体叫圆柱;
以直角三角形的一条直角边为旋转轴,其余两边旋转所成的曲面所围成的几何体叫圆锥.
→列举生活中的棱柱实例→结合图形认识:底面、轴、侧面、母线、高.→表示方法 ③观察书P2若干图形,找出相应几何体;举例:生活中的柱体、锥体. 2、探究圆台的结构特征: ①定义:用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥,截面和底面之间的部分叫做圆台.
→列举生活中的实例结合图形认识:上下底面、侧面、侧棱(母线、顶点、高. ②讨论:圆台的表示?圆台可如何旋转而得? ③讨论:圆台分别具有一些什么几何性质?圆台:两底面是两个半径不同的圆;轴截面是等腰梯形;任意两条母线的延长线交于一点;母线长都相等.
3.探究球体的结构特征: ①定义:以半圆的直径所在直线为旋转轴,半圆面旋转一周形成的几何体,叫球体. →列举生活中的实例结合图形认识:球心、半径、直径.→球的表示. ②讨论:球有一些什么几何性质?③讨论:球与圆柱、圆锥、圆台有何关系?(旋转体
(三、课堂小结:几何图形;相关概念;相关性质;生活实例; (四、巩固练习:1.练习:教材P7 1、2题. 2.已知圆锥的轴截面等腰三角形的腰长为5cm,,面积为12cm,求圆锥的底面半径. 3.已知圆柱的底面半径为3cm,,轴截面面积为24cm,求圆柱的母线长. 4.判断下列说法是否正确:(1、圆柱、圆锥、圆台的底面都是圆面。正确。(2、圆台的上下底面圆周上任两点的连线即圆台的母线。错误。(3、球和圆柱的截面一定是圆面。错误。(4、以直角三角形的一边为轴,其余两边旋转所得曲面围成的几何体是圆锥。错误。 (五、作业:课本:习题1-1 A组3、4.B组1 思考题:如图(1、(2中绕虚线旋转一周后形成的几何体是由哪些简单旋转体构成的?
五、教后反思: 第二课时1.1.2简单多面体 一、教学目标: 1.知识与技能:(1通过实物操作,增强学生的直观感知。(2能根据几何结构特征对空间物体进行分类。(3会用语言概述棱柱、棱锥、棱台、简单组合体的结构特征。(4会表示有关于几何体以及柱、锥、台的分类。
2.过程与方法:(1让学生通过直观感受空间物体,从实物中概括出棱柱、棱锥、棱台、简单组合体的结构特征。(2让学生观察、讨论、归纳、概括所学的知识。
3.情感态度与价值观:(1使学生感受空间几何体存在于现实生活周围,增强学生学习的积极性,同时提高学生的观察能力。(2培养学生的空间想象能力和抽象括能力。
二、教学重点、难点 重点:让学生感受大量空间实物及模型、概括出棱柱、棱锥、棱台、简单组合体的结构特征。难点:棱柱、棱锥、棱台、简单组合体的结构特征的概括。
三、教学方法 (1学法:观察、思考、交流、讨论、概括。(2教法:探析讨论法。 四、教学过程: (一、新课导入:复习:1、简单几何体都有哪些类型?2、概括出圆柱、圆锥、圆台、球的结构特征。
(二探究简单多面体的结构特征 1.探究棱柱、棱锥的结构特征: ①提问:举例生活中有哪些实例给我们以两个面平行的形象? ②讨论:给一个长方体模型,经过上、下两个底面用刀垂直切,得到的几何体有哪些公共特征?A B
C D E F G A B C D E F 把这些几何体用水平力推斜后,仍然有哪些公共特征? 知识探究(1:棱柱的结构特征 思考1:我们把下面的多面体取名为棱柱,你能说一说棱柱的结构有那些特征吗?据此你能给棱柱下一个定义吗? 思考2:为了研究方便,我们把棱柱中两个互相平行的面叫做棱柱的底面,其余各面叫做棱柱的侧面,相邻侧面的公共边叫做棱柱的侧棱,侧面与底面的公共顶点叫做棱柱的顶点.你能指出上面棱柱的底面、侧面、侧棱、顶点吗? 思考3:下列多面体都是棱柱吗?如何在名称上区分这些棱柱?如何用符号表示? C 1C B 1B A 1A C D A B 1 C D 1
③定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的几何体叫棱柱. →列举生活中的棱柱实例(三棱镜、方砖、六角螺帽. 结合图形认识:底面、侧面、侧棱、顶点、高、对角面、对角线. 思考4:棱柱上、下两个底面的形状大小如何?各侧面的形状如何? 答案:两底面是全等的多边形,各侧面都是平行四边形 思考5:有两个面互相平行,其余各面都是平行四边形的多面体一定是棱柱吗?
思考6:一个棱柱至少有几个侧面?一个N棱柱分别有多少个底面和侧面?有多少条侧棱?有多少个顶点?
④分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱、四棱柱、五棱柱等. 表示:棱柱ABCDE-A’B’C’D’E’ 知识探究(2:棱锥的结构特征 思考1:我们把下面的多面体取名为棱锥,你能说一说棱锥的结构有那些特征吗?据此你能给棱锥下一个定义吗? ①定义:有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体叫棱锥.
思考2:参照棱柱的说法,棱锥的底面、侧面、侧棱、顶点分别是什么含义? 结合图形认识:底面、侧面、侧棱、顶点、高.→讨论:棱锥如何分类及表示? 思考 4:一个棱锥至少有几个面?一个N棱锥有分别有多少个底面和侧面?有多少条侧棱?有多少个顶点?
【至少有4个面;1个底面,N个侧面,N条侧棱,1个顶点.】 思考5:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,截面与底面的形状关系如何?【相似多边形】②讨论:棱柱、棱锥分别具有一些什么几何性质?有什么共同的性质?
棱柱:两底面是对应边平行的全等多边形;侧面、对角面都是平行四边形;侧棱平行且相等;平行于底面的截面是与底面全等的多边形 棱锥:侧面、对角面都是三角形;平行于底面的截面与底面相似,其相似比等于顶点到截面距离与高的比的平方.
2、探究棱台的结构特征: ①讨论:用一个平行于底面的平面去截柱体和锥体,所得几何体有何特征? ②定义:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,截面和底面之间的部分叫做棱台;→列举生活中的实例
结合图形认识:上下底面、侧面、侧棱(母线、顶点、高. 讨论:棱台的分类及表示? ③讨论:棱台具有一些什么几何性质? 棱台:两底面所在平面互相平行;两底面是对应边互相平行的相似多边形;侧面是梯形;侧棱的延长线相交于一点.
④讨论:棱、圆与柱、锥、台的组合得到6个几何体.棱台与棱柱、棱锥有什么关系?圆台与圆柱、圆锥有什么关系?(以台体的上底面变化为线索
⑤讨论:棱台与棱柱、棱锥有什么共性?(多面体
4.练习:圆锥底面半径为1cm,cm,其中有一个内接正方体,求这个内接正方体的棱长.(补充平行线分线段成比例定理
5.小结:学习了柱、锥、台、球的定义、表示;性质;分类. (三、巩固练习:课本P8 A组1~4题.