1、点、直线、平面之间的位置关系第二章2.1 空间点、直线、平面之间的位置关系第二章2.1.2 空间中直线与直线之间的位置关系互动课堂2随堂测评3课后强化作业4预习导学1预 习 导 学 课标展示 1掌握空间两条直线间的位置关系，理解异面直线的定义中“不同在”的含义 2知道两条异面直线所成角的意义，掌握两条直线垂直的含义 3理解并掌握公理4和等角定理，并能解决有关问题 温故知新 旧知再现 在初中，我们已经学习了在同一平面内的两条直线的位置关系：_，还学习了一些平行线的性质：过直线外一点_一条直线和这条直线平行 在同一平面内，如果两条直线都和第三条直线平行，那么这两条直线_这一性质通过本节的学习也能进
2、一步推广到空间相交或平行有且只有也互相平行 两直线平行同位角_，内错角_，同旁内角_相等相等互补 新知导学 1异面直线(1)概念：不同在_平面内的两条直线叫做异面直线 归纳总结对定义可作如下理解：“不同在任何一个平面内的两条直线”是指不存在一个平面同时经过这两条直线，或者说找不到一个平面同时经过这两条直线“异面”的含义就是“不能共面”的意思定义中“任何”是不可缺少的关键词，不能误解为“不同在某一平面内”任何一个(2)图示：如图(1)(2)所示，为了表示异面直线不共面的特点，作图时，通常用一个或两个平面来衬托 2空间两条直线的位置关系(1)相交直线同一平面内，_一个公共点(2)平行直线同一平面内
3、，_公共点(3)异面直线不同在任何一个平面内，没有公共点有且只有没有 3公理4文字语言平行于同一条直线的两条直线互相_图形语言符号语言直线a，b，c，ab，bc_作用证明两条直线平行说明公理4表述的性质通常叫做空间平行线的_平行ac传递性 名师点拨公理4是今后论证平行问题的主要依据在公理4中，若把直线a，b，c的平行关系限制在同一平面内，则可看作是公理4的一种特殊情况 4等角定理相等互补 归纳总结等角定理是由平面图形推广到空间图形而得到的，它是公理4的直接应用，并且当这两个角的两边方向分别相同或相反时，它们相等，否则它们互补 初中的一些结论在空间中仍然成立：如果两条平行线中的一条垂直于第三条直
4、线，那么另一条也垂直于第三条直线但是，初中有的结论在空间中不成立：如果两条直线都和第三条直线垂直，那么这两条直线平行初中的结论在空间中成立的标准是已知条件能确定在同一个平面内，在空间中就成立，否则不成立 5两条异面直线所成的角(夹角)(1)定义：已知两条异面直线a，b，经过空间任一点O作直线aa，bb，我们把a与b所成的_(或_)叫做异面直线a与b所成的角(或夹角)名师点拨 在定义中，空间一点O是任取的，根据等角定理，可以断定异面直线所成的角与a，b所成的锐角(或直角)相等，而与点O的位置无关异面直线所成的角是刻画两条异面直线相对位置的一个重要的量，是通过转化为相交直线所成的角来解决的锐角直角
5、(2)异面直线所成的角的范围：_.(3)两条异面直线垂直：如果两条异面直线所成的角是_，那么就说这两条直线互相垂直两条互相垂直的异面直线a，b，记作a_b.归纳总结 两条直线垂直是指相交垂直或异面垂直090直角 自我检测 1在三棱锥SABC中，与SA是异面直线的是()ASBBSC CBC DAB 答案C 解析如图所示，SB、SC、AB、AC与SA均是相交直线，BC与SA既不相交，又不平行，是异面直线 2如图所示，在正方体ABCDA1B1C1D1中，判断下列直线的位置关系：(1)直线A1B与直线D1C的位置关系是_(2)直线A1B与直线B1C的位置关系_(3)直线D1D与直线D1C的位置关系是_
6、(4)直线AB与直线B1C的位置关系是_ 答案(1)平行(2)异面(3)相交(4)异面 解析 规律(1)判断两直线平行、相交可用平面几何中的定义和方法(2)判断异面直线的方法有如下几种方法内容定义法依据定义判断两直线不可能在同一个平面内定理法过平面外一点与平面内一点的直线和平面内不经过该点的直线为异面直线(此结论可作为定理使用)假设法即假设这两条直线不是异面直线，那么它们是共面直线(即假设两条直线相交或平行)，结合原题中的条件，经正确地推理，得出矛盾，从而断定假设“两条直线不是异面直线”是错误的，进而得出结论：这两条直线是异面直线 3.如图，AA是长方体ABCDABCD的一条棱，那么长方体中与
7、AA平行的棱共有_条 答案3 解析四边形ABBA，ADDA均为长方形，AABB，AADD.又四边形BCCB为长方形，BBCC，AACC.故与AA平行的棱共有3条，它们分别是BB，CC，DD.4已知空间两个角，且与的两边对应平行，60，则为()A60 B120 C30 D60或120 答案D 解析与的两边对应平行，与相等或互补，故为60或120.5如图，在正方体ABCDA1B1C1D1中，则：(1)AA1与C1D1所成的角的度数为_(2)AA1与B1C所成的角的度数为_(3)A1B与B1C所成的角的度数为_ 答案(1)90(2)45(3)60 解析(1)AA1DD1，DD1C1即为所求的角 DD
8、1C190，AA1与C1D1所成的角为90.(2)AA1BB1，BB1C即为所求的角 BB1C45，AA1与B1C所成的角为45.(3)易证A1DB1C，BA1D(或其补角)即为所求，易知BA1D为正三角形，BA1D60，故A1B与B1C所成的角为60.互 动 课 堂空间两条直线位置关系的判定典例探究 在上述命题中，正确命题的个数是()A0 B1 C2 D3 答案A 解析a与c可能相交，也可能异面；a与c可能相交，也可能平行；a与c可能异面，也可能平行；a与c可能不在一个平面内 故均不正确规律总结：1.判断空间中两条直线位置关系的诀窍(1)建立空间观念，全面考虑两条直线平行、相交和异面三种位置
9、关系特别关注异面直线(2)重视正方体等常见几何体模型的应用，会举例说明两条直线的位置关系 2判定两条直线是异面直线的方法(1)方法一：证明两条直线既不平行又不相交(2)重要结论：连接平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用符号语言可表示为A，B，BlAB与l是异面直线(如图)(20132014河北馆陶一中月考试题)分别和两条异面直线平行的两条直线的位置关系是()A一定平行B一定相交 C一定异面D相交或异面 答案D 分析画出图形，得到结论 如图，分别与异面直线a，b平行的两条直线c，d是相交关系；如图，分别与异面直线a，b平行的两条直线c，d是异面关系 综上可知，应
10、选D.公理4、等角定理的应用规律总结：求证两直线平行，目前有两种途径：一是应用公理4，即找到第三条直线，证明这两条直线都与之平行，这是一种常用方法，要充分用好平面几何知识，如有中点时用好中位线性质等；二是证明在同一平面内，这两条直线无公共点求证角相等：一是用等角定理；二是用三角形全等或相似 已知E、E1分别是正方体ABCDA1B1C1D1的棱AD、A1D1的中点，求证：BECB1E1C1.分析欲证两个角相等，可通过等角定理来实现 证明如图所示，连接EE1.E、E1分别是AD、A1D1的中点，AEA1E1，且AEA1E1.四边形AEE1A1是平行四边形 AA1EE1，且AA1EE1.又AA1BB
11、1，且EE1BB1.四边形BEE1B1是平行四边形 BEB1E1.同理可证CEC1E1.又BEC与B1E1C1的两边方向相同，BECB1E1C1.求异面直线所成的角 解析如图，取AC中点F，连接DF，EF，在PAC中，D是PC中点，F是AC中点，DFPA，同理可得EFBC，DFE为异面直线PA与BC所成的角(或其补角)易错警示DFE是否异面直线PA与BC所成的角，还要检验它的值是否在(0，90内若在，则为所求，否则其补角才是所求这是容易忽略的一步规律总结：1.求异面直线所成的角的一般步骤为：(1)找出(或作出)适合题设的角用平移法，遇题设中有中点，常考虑中位线；若异面直线依附于某几何体，且直线
12、对异面直线平移有困难时，可利用该几何体的特殊点，使异面直线转化为相交直线(2)求转化为求一个三角形的内角，通过解三角形，求出所找的角(3)结论设由(2)所求得的角的大小为.若090，则为所求；若90180，则180为所求 2求两异面直线所成角的大小(1)求两异面直线所成角的关键在于作角，总结起来有如下“口诀”：中点、端点定顶点，平移常用中位线；平行四边形柱中见，指出成角很关键；求角构造三角形，锐角、钝角要明辨；平行线若在外，补上原体在外边(2)如果求得的角的余弦值为负值的话，这说明两条异面直线所成的角应该是所求角的补角，所以在指明所求角的时候，应该说“这个角或其补角”即为所求的角 四面体ABC
13、D中，ABCD，AB与CD成30角，E，F分别是BC，AD的中点，求EF和AB所成的角 EGF(或EGF的补角)为AB与CD所成的角，即EGF30或150.ABCD，EGGF，故由等腰EGF知GFE75或15.而由FGAB知，GFE就是EF和AB所成的角 从而EF和AB所成的角为75或15.错解B错因分析错误产生的原因是局限在平面内了，而我们现在研究的平台是三维空间 思路分析如图，与成30角的圆锥面上的母线有无数条 正解A 已知AOB30，过点O与直线OA、OB成等角的直线有()条()A无数B2 C1 D至多2 答案A随 堂 测 评 1不平行的两条直线的位置关系是()A相交B异面 C平行D相交
14、或异面 答案D 解析由于空间两条直线的位置关系是平行、相交、异面，则不平行的两条直线的位置关系是相交或异面 2如果两条直线a和b没有公共点，那么a和b()A共面B平行 C异面D平行或异面 答案D 解析直线a，b没有公共点时，a，b可能平行，也可能异面 3(20132014沈阳二中月考试题)空间中垂直于同一条直线的两条直线的位置关系()A平行B相交 C异面D不确定 答案D 4已知ABC120，异面直线MN、PQ其中MNAB，PQBC，则异面直线MN与PQ所成的角为()A60 B120 C60或120 D30 答案A 答案平行 6如图所示，在正方体ABCDABCD中，E、F、E、F分别是AB、BC、AB、BC的中点，求证：EEFF.证明E、E分别是AB、AB的中点，BEBE，且BEBE.四边形EBBE是平行四边形 EEBB，同理可证FFBB.EEFF.
