全国青年教师数学大赛高中数学优秀教案、教学设计及说课稿《异面直线及其夹角》.pdf

1、异面直线及其夹角异面直线及其夹角 教学目标：教学目标：知识目标：1、掌握异面直线的概念，会画空间两条异面直线的图形，会判断两直线是否为异面直线。2、掌握异面直线所成角的概念及异面直线垂直的概念，能求出一些较简单的异面直线所成的角奎屯王新疆 新敞 能力目标：在问题解决过程中，培养学生的实验观察能力、空间想能力象、逻辑思维能力、分析问题、解决问题的能力。教学重点、难点:教学重点、难点:重点：重点：异面直线所成角的概念,能求出一些较简单的异面直线所成的角。难点：难点：异面直线所成角的定义,如何作出异面直线所成的角。教学准备：教学准备：多媒体课件 教学课时：教学课时：二课时 教学过程：教学过程：第一课

2、时 第一课时 一、导入新课 一、导入新课 1引导学生观察立交桥上的车辆为什么能畅通无阻？两条道路所在的直线不在同一平面内。它们既不平行也不相交，这样的两条直线有什么特点呢？2请学生做一个小实验，拿两支笔在空间中你能摆出几种位置关系？有 3 种：平行、相交、不平行也不相交的两条直线（对于这样的两条直线以前我们没有学习过，那么它们之间有什么特点和关系呢？）。（板书课题）二、新课讲解 二、新课讲解 前面我们学习过平行线，相交线，它们是同一平面内两条直线的位置关系，通过前面的实验和动画的观察，在空间还存在另一种两条直线的位置关系（不平行也不相交）。我们给它一个新的名称“异面直线”。1 奎屯王新敞新疆异

3、面直线的定义：不同在任何一个平面内的两条直线叫异面直线。2两条异面直线的性质：既不平行，也不相交。（如前面我们所说的两个例子，同学们还能找出具有这种性质的两条直线吗？）找两位学生说说他们所找的情况。3.空间两条异面直线的画法。如何用图形来表示两条异面直线，通常怎么样画？（老师板演，同时让学生总结其特点）这三种表示方法有一个共同的特点，就是用平面来衬托，离开平面的衬托，不同在任何一个平面的特征难以体现。（今后我们也可以不用平面来衬托）同学们想一想如果这样表示两条异面直线行吗？为什么？ababba开公开课备亮点找素材尽在高中数学公开课优质课信息融合课QQ群865257936 4异面直线定理：连结平

4、面内一点与平面外一点的直线，和这个平面内不经过此点的直线是异面直线。（这一过程主要老师进行分析，让学生完成证明过程，并及时进行改正，完善证明过程）证明：（反证法）假设 直线与l共面，AB,BlBl，点B和l确定的平面为，直线与l共面于AB，A，与A矛盾，所以，与l是异面直线 AB归纳异面直线的三种判定方法：定义、定理、性质：(既不平行，也不相交)。5异面直线所成的角：由动画引导启发学生如何寻找异面直线所成的角的大小，同学们都知道两条相交直线所成的角大小可以度量，那么两条异面直线的夹角我们如何求呢？（演示动画并让同学们思考）用化归的思想，将两条异面直线平移成相交，找到所成的角（所成的角共有 4

5、个，两对对顶角，这时根据平面内的两条直线所成角的范围让学生自己猜想应该是那一个角）。已知两条异面直线，经过空间任一点O作直线aa,a b/,/bb，a所成的角的大小与点的选择无关，把所成的锐角（或直角）叫异面直线所成的角（或夹角）为了简便，点通常取在异面直线的一条线上。（强调：这不是唯一的方法）(这是根据平行线的性质定理；如果一个角的两条边和另一个角的两条边分别平行并且方向相同，那么这两个角相等。),b,a bO,a bO 6同学们想一想两条直线在什么条件下是垂直，进一步提出问题，两条异面直线能不能垂直呢？如果两条异面直线所成的角是直角，则叫两条异面直线垂直两条异面直线 垂直，记作a,a bb

6、7异面直线所成的角的范围：2,0(奎屯王新敞 新疆由动画演示得出异面直线所成的角的范围：2,0(，及异面直线垂直的概念。（这一环节主要是先让学生观察动画，然后让他们讨论异面直线所成角的范围）三、例题讲解三、例题讲解 _ b_ aBAbbabaObbaO例 1例 1 在正方体中，E 是 AB 的中点，ABCDA B C D （1）求BA/与CC/夹角的度数.（2）求BA/与CB/夹角的度数 (3)求A/E与CB/夹角的度数 解：（1）由/BBCC，可知B BA等于异面直线 BA与的夹角，所以异面直线CCBA与CC的夹角为45（2）连结CD/，B/D/，则BA CD/，B D/C/等于异面直线BA

7、与/D/CB/的夹角，由CB/为等边三角形，B CD/=60O BA与CB/的夹角为 60O（3）连结A/D，DE，则A/D/CB/，DA/E等于异面直线A/E与CB/的夹角。设AA/=2，AE=1，A/E=DE=5，A/D=22，在三角形DA/E中，DA/E=EADADEEADA/22/2/.2=510，DA/E=arccos510 A/E与CB/的夹角为arccos510 总结出求异面直线所成的角的方法：（板书）总结出求异面直线所成的角的方法：（板书）（1）通过平移，在一条直线上找一点，过该点做另一直线的平行线，这两条相交直线所成的锐角（或直角）即为所求的角。(2)同时作两条异面直线的平行

8、线，并使它们相交所成的锐角（或直角）即为所求的角。(3)向量法：用向量的夹角公式求解。（这一部分主要通过前面我们所学的向量知识求解，教师分析出用向量求角的过程）。(4)求异面直线的夹角的一般步骤是：“作证算答”奎屯新敞新疆王 注：无论用哪种方法都应注意到异面直线所成角的范围。以及利用三角形中位线平移法、三角形相似、构造平行四边形等知识进行直线的平移。例 2例 2、如图空间四边形 ABCD 中，四条棱 AB，BC，CD，DA 及对角线 AC，BD 均相等，E为 AD 的中点，F 为 BC 中，（1）求直线 AB 和 CE 所成的角。（初步应用）（2）求直线 AF 和 CE 所成的角。（深化提高）

9、解：（1）取 BD 中点 M，连结 MC，ME，则 ME/AB，CEM 等于异面直线 AB 和 CE 的夹角，取 ME 中点 O，连结 CO，CM=CE，OCME 设 AB=2，CM=CE=3，OE=21ME=41AB=21，cosCEM=CEOE=63 直线 AB 和 CE 所成的角=arccos63(2)连结 FD,取 FD 中 N,连结 EN,CN.则 NE/AF，CEN 等于异面直线 AF 和 CE 的夹角。设 AB=2，在 RtNFC 中，CN=22)23(1=27 NE=21AF=23，CE=3，在NFC 中，cosCEN=ENCECNENCE.2222=32,CEN=arccos

10、32 AF 和 CE 的夹角为 arccos32 请同学们思考：如果上式中我们求出的 cosCEN=-32时，我们所求的夹角应该等于多少呢？主要根据是什么？四、课堂练习四、课堂练习：正方体中 ABCDA B C D （1）正方体棱所在的直线中与直线BA是异面直 线有几条？答案 6 条（2）方体棱所在的直线中与直线CC/垂直的直线有 几条？答案 8 条 2 如图，正方体A中 E为AB的中点，F为BC的中点，O为正方形ABCDA B C D /B/C/D/的中心。必做题：（1）求直线A/E与B/F夹角的度数 答案（arccos54）选做题:（2）求直线A/E与DO夹角的度数 答案（arccos10

11、30）五、小结 五、小结 这节课我们主要学习了两条异面直线的概念及它的判断方法，明确了空间两条直线的位置关系有三种，“平行、相交、异面”。认真分析研究了异面直线夹角的概念，夹角的范围，扩充空间两条直线垂直的定义。能用平移的方法求异面直线的夹角和用向量法求夹角的主要过程和它们各自所具有的特点和要求，求异面直线的夹角的一般步骤是：“作证算答”奎屯王新敞新疆 六、课后作业六、课后作业：课后作业：必做题：P 课本 15：3，4，5，7 选做题：如图，A1B1C1-ABC是直三棱柱，D1，F1分别是A1B1，A1C1的中点，若AB=BC=CA=2，CC1=1，求BD1与AF1所成的角的余弦 值。板书设计 板书设计 课后反思：9.2.2 异面直线及其夹角异面直线的定义及画法：例 1：例 2 课堂练习 1 异面直线所成的角的定义:2 3 4 求异面直线夹角的一般步骤: