课题: 三垂线定理
课型:新课
教学目的:①三垂线定理的内容;②证明线线垂直的一种重要方法。
教学重点:三垂线定理的内容及证明。
教学难点:三垂线定理的应用。
教学方法:讲授与启发相结合。
教具:小黑板、彩粉笔、直尺、纸板、竹签。
教学过程:
一、组织教学:师生问好。
二、复习提问:
师:直线与平面垂直的判定方法,我们学过哪几种?
生:我们已经学过了三种,第一种是按定义的条件来判定;第二种是按判定定理来判定;第三种是按定理“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”的条件来判定。
师:空间两直线垂直的判定方法,我们学过哪几种?
生:我们学过了两种,第一种是按异面直线垂直的定义来判定;第二种是按直线与 平面垂直的定义而得到的性质来判定。。
三、讲授新课:
师:(看小黑板)实际例子:在安装电线杆(AB)和加固的木桩(a)前,需在B出先挖坑,同时需在C处挖出埋木桩(a)的长方形坑。为使拉线(AC)牢固,拉线与木桩需要“垂直”,为达到此目的,工人师傅常常是在电线杆(AB)、拉线(AC)都没有架设的条件下,只要连结BC,再过C作BC的垂线a,再按直线a的方向挖出长方形坑就可以了。这个生产实际中的问题,是什么道理呢?这就是我们今天要学习的“三垂线定理”。
板书“三垂线定理内容”:在平面内的一条直线,如果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。
师:分析定理,定理中提到了哪几条直线?三垂线定理是研究哪三条直线的垂直关系?
生:这个定理中提到了三条直线,即平面内的一条直线,平面的一条斜线及其射影。
师:三垂线定理,说明了由平面内一条直线与平面的一条斜线的射影的垂直关系,必定可以得到这条直线与平面的斜线的垂直关系,即两种垂直关系。
师:三垂线定理的实质,是判定空间两条直线垂直的一种方法,(让学生口述证明过程,教师板书)。
证明:AB⊥α,a α AB⊥a
BC⊥a a⊥面ABC
AB∩BC=B a⊥AC
AC 面ABC
师:定理中提到平面内的直线是否过斜线的斜足呢?
生:经过斜组足和不经过斜足都可以
。
师:看引例:∵电线杆AB与地面垂直,∴拉线AC和BC分别是地面的斜线及其射影。又∵木桩a在地面内,且a与BC垂直,根据三垂线定理,∴木桩a和拉线AC垂直。
师:在应用三垂线定理时,一定要明确,写出三线(即平面内的一条直线、平面的一条斜线及其射影)和一垂直(即平面内的这条直线与射影垂直),否则,不能下结论(即平面内的这条直线与斜线垂直)。
例题分析:
道旁有一条河,彼岸有电塔AB,高15cm。为测得塔顶到道边的距离,只要在道边先选取一点C,使∠BCD=900,再在道边另取一点D,使∠CDB=450,并测得CD=20m,于是,问题就解决了,怎样解决?为什么?
生: 三垂线定理的应用。 :回答。
师:证明“AC⊥CD”,才能说AC的长是塔顶A到道路CD的距离,这一点很重要。
师:从这一道题,大家可看出:①经常应用三垂线定理来解决点到直线或者直线到直线的距离;②计算题要注意按“作”、“证”、“算”三步进行。一定不能只有“作”和“算”两步,而没有“证明”这一重要步骤。
四、小结:今天我们学习了有关两条直线垂直的一个判定方法,即三垂线定理。①要注意掌握定理的内容及其实质;②应用中,要注意准确,找出“三线一垂直”,否则不能下结论;③在较复杂图形中,要注意先找到可应用三垂线定理的平面及其垂线,这是在复杂图形中应用三垂线定理的关键,在此基础上,就不难找出“三线一垂直”。④经常是应用三垂线定理来解决:点到直线以及直线与直线间的距离等;⑤立体几何中的计算题,要按“作”、“证”、“算”三步进行,一定要注意,不要不加证明地单纯计算。
五、作业。第32页的1、2题。
板书设计
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三垂线定理 |
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1、三垂线定理:
在平面内的一条直线,如果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:AB⊥α,AC
BC分别是α的斜线及其射影,a α,a⊥BC。
求证:a⊥AC。
证明:∵AB⊥α,a α。∴AB⊥a。又∵a⊥BC,AB∩BC=B。∴a⊥平面ABC。又∵AC 面ABC,∴a⊥AC。 |
2、应用
①电线杆;
②例2:在道边取一点C,使BC与道边所成的水平角等于900。再在道边取一点D,使水平角CDB=450,测C、D距离等于20cm。∵BC是AC射影,CD⊥BC,∴CD⊥AC。∴AC长度就是电塔顶与道路距离。∠CDB=450,CD⊥BC,CD=20m,∴BC=20m。在Rt△ABC中,AC=25(m) |