1.4.1用空间向量研究直线、平面的位置关系 教案(共3课时) 高中数学人教A版(2019)选择性必修第一册

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1.4.1用空间向量研究直线、平面的位置关系 教案(共3课时) 高中数学人教A版(2019)选择性必修第一册

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课 题: §1.4.1空间中点、直线和平面的向量表示 课型: 新授课
教学目标:1.掌握空间中点、直线和平面的向量表示;
2.理解平面法向量的概念并掌握平面法向量的求解
学科素养: 数学抽象、数学运算、直观想象
重 点:空间中点、直线和平面的向量表示
难 点: 平面法向量的求解
教学过程:
复习回顾:1.空间直角坐标系; 2.空间向量的坐标运算
新课讲授:
1.空间中点的向量表示
在空间中,我们取一定点O作为基点,那么空间中任意一点P就可以用向量来表示.我们把向量称为点P的位置向量.
2.空间直线的向量表示
如图,a是直线l的方向向量,在直线l上取,设P是直线l上的任意一点,由向量共线的条件可知,点P在直线l上的充要条件是存在实数t,使得,即.
空间直线的向量表示式:如图,取定空间中的任意一点O,可以得到点P在直线l上的充要条件是存在实数t,使 ①,将代人①式,得 ②,①式和②式都称为空间直线的向量表示式. 由此可知,空间任意直线由直线上一点及直线的方向向量唯一确定.
3.空间平面的向量表示
平面可以由内两条相交直线确定. 如图,设两条直线相交于点O,它们的方向向量分别为a和b,P为平面内任意一点,由平面向量基本定理可知存在唯一的有序实数对,使得.
这样,点O与向量a,b不仅可以确定平面,还可以具体表示出内的任意一点.
空间平面的向量表示式:如图,取定空间任意一点O,可以得到,空间一点P位于平面ABC内的充要条件是存在实数x,使 ③. 我们把③式称为空间平面ABC的向量表示式. 由此可知,空间中任意平面由空间一点及两个不共线向量唯一确定.
4.平面的法向量
如图,直线. 取直线l的方向向量a,我们称向量a为平面的法向量. 给定一个点A和一个向量a,那么过点A,且以向量a为法向量的平面完全确定,可以表示为集合.
典例分析
课本P28例1
如图,在长方体ABCD—A1B1C1D1中,AB=4,BC=3,CC1=2,M是AB中点,以D为原点,DA、DC、DD1所在直线分别为x轴、y轴、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系.
(1)求平面BCC1B1的法向量.
(2)求平面MCA1的法向量.
设计意图:第(1)问是通过定义法求法向量,第(2)问是用待定系数法求法向量,加深学生对法向量的概念理解,熟练空间直角坐标系和空间向量的坐标表示.
课堂练习:课本P29练习
课堂小结:1.空间中点、直线和平面的向量表示;
2.平面的法向量及其求解.
作业: 课本P41习题1.4第1,2题+预习下一节
反思:
课 题: 1.4.1空间中直线、平面的平行(2) 课型: 新授课
教学目标: 1.理解当直线与直线、直线与平面、平面与平面平行时直线的方向向量间、以及与平面的法向量的关系
2.能用空间向量研究直线、平面的平行关系
学科素养: 数学抽象、逻辑推理、数学运算
重 点: 用向量语言表述直线与直线、直线与平面、平面与平面的平行关系
难 点:用向量方法证明空间中直线与直线、直线与平面、平面与平面的平行关系
教学过程:
复习回顾
1.直线的方向向量 2.平面的法向量 3.共线向量定理
4.课前练:P31练习3问题改为:求面ACD1的法向量
二、新课讲授
1.预习P29- P30(5min),回答P29的思考题
2.①直线与直线平行(如图1.4-8):设,分别是直线,的方向向量,有
②直线与平面平行(如图1.4-9):设是直线的方向向量,是平面的法向量,

③平面与平面平行(如图1.4-10):设分别是平面的法向量,则
学生自主练习课本P31.3求证:EF∥平面ACD1,(注意写)
三、例题讲解
1.(课本P30例3)如图,在长方体中,AB=4,BC=3,CC1=2,线段B1C上是否存在点P,使得A1P∥平面ACD1
2.(课本P31.2)如图,在四面体ABCD中,E是BC的中点.直线AD上是否存在点F,使得AE∥CF
3.(课本P43.12)如图,在长方体中,点E,F,G分别在棱A1A,A1B1,A1D1上,A1E=A1F=A1G=1;点P,Q,R分别在棱CC1,CD,CB上,CP=CQ=CR=1.求证:平面EFG∥平面PQR.
4.(课本P30例2),证明”平面与平面平行的判定定理”:若一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行.
练习:P31练习1
作业: 课本P42 3.4. P43.12. P44.16
反思:
课题: 空间中直线、平面的垂直 课型: 新授课
教学目标: 能用空间向量解决线线、线面、面面垂直关系
学科素养: 直观想象、数学运算、数学逻辑推理
重 点: 用向量法证明直线与直线、直线与平面、平面与平面垂直
难 点: 用向量法证明直线与直线、直线与平面、平面与平面垂直
教学过程:
一、复习回顾:
1.法向量的求法
2.向量方法证明空间中直线与直线、直线与平面、平面与平面的平行的方法。
二、讲解新课:
一般地,直线与直线垂直,就是两直线的方向向量垂直;直线与平面垂直,就是直线的方向向量与平面的法向量平行;平面与平面垂直,就是两平面的法向量垂直.
如图(1),设直线,的方向向量分别为,,则.
如图(2),设直线l的方向向量为u,平面的法向量为n,则,使得.
如图(3),设平面,的法向量分别为,,则
三:典例讲解:
例1.(课本33页练习2)已知正方体 的棱长为1,以D为原点,为单位正交基底建立空间直角坐标系
求证:.
例2:在平行六面体,
AB=AD==1,
求证:直线平面
例3.证明“平面与平面垂直的判定定理”:若一个平面过另一个平面的垂线,
则这两个平面垂直。
已知:
求证:
四:课堂练习:课本33页1.3.,课本42页5,8,10(1),11.
作业:
反思:

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