《用向量法求异面直线所成的角》教案
第一讲:立体几何中的向量方法 ——利用空间向量求异面直线所成的角大家知道,立体几何是高中数学学习的一个难点,以往学生学习立体几何时,主要采取“形到形”的综合推理方法,即根据题设条件,将空间图形转化为平面图形,再由线线,线面等关系确定结果,这种方法没有一般规律可循,对人的智力形成极大的挑战,技巧性较强,致使大多数学生都感到束手无策。 高中新教材中,向量知识的引入,为学生解决立体几何问题提供了一个有效的工具。它能利用代数方法解决立体几何问题,体现了数形结合的思想。并且引入向量,对于某些立体几何问题提供通法,避免了传统立体几何中的技巧性问题,因此降低了学生学习的难度,减轻了学生学习的负担,体现了新课程理念。 为适应高中数学教材改革的需要,需要研究用向量法解决立体几何的各种问题。本文举例说明如何用向量法解决立体几何的空间角问题。以此强化向量的应用价值,激发学生学习向量的兴趣,从而达到提高学生解题能力的目的。 利用向量法求空间角,不需要繁杂的推理,只需要将几何问题转化为向量的代数运算,方便快捷。空间角主要包括线线角、线面角和二面角,下面对线线角的求法进行总结。 教学目标 1.使学生学会求异面直线所成的角的向量方法; 2.使学生能够应用向量方法解决一些简单的立体几何问题; 3.使学生的分析与推理能力和空间想象能力得到提高. 教学重点 求解异面直线所成的角的向量法. 教学难点 求解异面直线所成的角的向量法. 教学过程
Ⅰ、复习回顾 一、回顾有关知识: 1、两异直线所成的角:(范围:) (1)定义:过空间任意一点o分别作异面直线a与b的平行线a′与b′,那么直线a′与b′所成的锐角或直角,叫做异面直线a与b 所成的角. (2)用向量法求异面直线所成角,设两异面直线a、b 的方向向量分别为和, 问题1:当与的夹角不大于90°时,异面直线a、b 所成 的角与和的夹角的关系? 问题2:与的夹角大于90°时,,异面直线a、b 所成的角与和的夹角的关系? 两向量数量积的定义: a b O
高中数学人教版必修平面向量基本定理教案(系列五)
2.3平面向量的基本定理及坐标表示 2.3.1 平面向量基本定理 教学目的: (1)了解平面向量基本定理; (2)理解平面里的任何一个向量都可以用两个不共线的向量来表示,初步掌握应用向量解 决实际问题的重要思想方法; (3)能够在具体问题中适当地选取基底,使其他向量都能够用基底来表达. 教学重点:平面向量基本定理. 教学难点:平面向量基本定理的理解与应用. 授课类型:新授课 教 具:多媒体、实物投影仪 教学过程: 一、 复习引入: 1.实数与向量的积:实数λ与向量a 的积是一个向量,记作:λa (1)|λa |=|λ||a |;(2)λ>0时λa 与a 方向相同;λ<0时λa 与a 方向相反;λ=0时λa =0 2.运算定律 结合律:λ(μa )=(λμ)a ;分配律:(λμ)a =λa μa , λ(a b )=λa λb 3. 向量共线定理 向量b 与非零向量a 共线的充要条件是:有且只有一个非零实数λ,使b = λa . 二、讲解新课: 平面向量基本定理:如果1e ,2e 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2使a =λ11e λ22e . 探究:
(1) 我们把不共线向量e1、e2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底; (2) 基底不惟一,关键是不共线; (3) 由定理可将任一向量a 在给出基底e1、e2的条件下进行分解; (4) 基底给定时,分解形式惟一. λ1,λ2是被a ,1e ,2e 唯一确定的数量 三、讲解范例: 例1 已知向量1e ,2e 求作向量-2.51e 32e . 例2 如图 ABCD 的两条对角线交于点M ,且AB =a ,AD =b ,用a ,b 表示MA ,MB ,MC 和MD 例3已知 ABCD 的两条对角线AC 与BD 交于E ,O 是 任意一点,求证:OA OB OC OD =4OE 例4(1)如图, OA ,OB 不共线,AP =t AB (t ∈R )用OA ,OB 表示OP . (2)设OA 、 OB 不共线,点P 在O 、A 、B 所在的平面内,且(1)()OP t OA tOB t R =-+∈.求证:A 、B 、P 三点共线. 四、课堂练习: 1.设e 1、e 2是同一平面内的两个向量,则有( ) A .e 1、e 2一定平行 B .e 1、e 2的模相等 C .同一平面内的任一向量a 都有a =λe 1μe 2(λ、μ∈R ) D .若e 1、e 2不共线,则同一平面内的任一向量a 都有a =λe 1u e 2(λ、u ∈R ) 2.已知矢量a = e 12e 2,b =2e 1e 2,其中e 1、e 2不共线,则ab 与c =6e 12e 2的关系 A .不共线 B .共线 C .相等 D .无法确定 3.已知向量e 1、e 2不共线,实数x 、y 满足(3x 4y )e 1(2x 3y )e 2=6e 13e 2,则xy 的值等于( ) A .3 B .-3 C .0 D .2
人教版高中数学《平面向量》教材分析
第五章《平面向量》教材分析 一、平面向量在教材中的地位和作用 1、地位 (1)改变传统教材结构 在几十年来的国内外数学教育改革中,向量进入中学是一个重要的特征。平面向量的集中讲授,在我国高中数学教材中是首次,其目的之一是系统地学习向量知识,目的之二是以向量知识作为工具,改变传统的综合几何、平面三角等内容的讲法。向量、向量的加法与减法在传统教材的复数中讲授,线段的定比分点、平面两点间的距离、平移在传统教材在解析几何中讲授,正弦定理、余弦定理在传统教材的三角中讲授,新教材把这些内容糅合到一章。用向量的观点来处理,大大地改变了传统教材的编排体系。 按照新教材的编排体系,平面向量作为工具性内容在安排上尽量提前。由于介绍向量的数量积要用到有关三角知识,因此将平面向量安排在紧随三角函数之后作为第五章。又由于讲斜三角形解法可以用到平面向量,新教材又作了将斜三角形解法移入平面向量这一章的调整。需要指出的是,在平面向量这章还运用向量方法解决了解析几何入门的有关知识,为学习解析几何做好了准备。同时,在后续的第七章直线与圆的部分向量知识立刻就能应用,在学习立体几何之后安排空间向量,让向量的应用得到完善和深化。这样的安排是科学的、合理的。 (2)改变传统教材内容 用向量的观点来处理,由于向量具有几何形式与代数形式的双重身份,使它成为中学数学知识的一个交汇点,成为联系多项内容的媒介。因此,向量的引入不仅使高中数学教材采取混编体系成为一件别无选择的事,而且使它在研究其它许多问题时获得了广泛的应用。新高中数学课程为了有利于精简教学内容,提高教学效益,有利于加强数学各部分内容的相互联系与知识的综合运用,将代数、几何等内容综合编排。向量的引入,使高中数学各部分内容的联系加强了;使高中教学内容与大学内容衔接更加紧密。 2、作用 (1)工具性和方法性 向量带有基础知识的特点,是一种工具性和方法性知识。向量有一套优秀的运算系统,由于它提供的向量法、坐标法,使其成为研究高中数学的重要方法。纵观平面向量这一章,如果除去应用性知识,纯属向量知识约占10课时,教材上大量的篇幅是突出向量的应用,突出向量的工具性和方法性。例如用向量方法推出线段定比分点坐标公式、平面上两点间距离公式、平移公式、正弦定理、余弦定理,而且与物理学中力学等内容的学习相互呼应。在后续的解析几何、立体几何、复数等内容的学习中,向量仍将继续发挥其重要作用。仅花费10课时的代价换来这么大的效益是十分合算的。 向量有一套优良的运算系统,几何中有关长度、角度的计算,平行、垂直的判定与证明,很多场合下都可以化归为向量的运算来完成,教材中正弦定理、余弦定理的证明、定比分点坐标公式的导出,就是这方面典型的例子。这些体现了数学中化归和数形结合的思想。 向量“形”、“数”兼备,是数形结合的桥梁。在引进向量知识时,教材充分运用几何图形直观的特点,而在解决几何问题时,又注意充分运用向量法与坐标法,处处渗透了数形结合的思想。 (2)沟通代数与几何 向量是除函数外的另一条主线,使几何代数化、符号化、形式化。向量是近代数学中重要和基础的数学概念之一,它是沟通代数、几何与三角的工具。新教材引进向量,充分体现了新课程理念。由于它的引入,使几何与代数变得更加紧密,一维二维和三维过度更加顺畅;有效克服了繁琐和技巧导致的“双基异化”。它是知识、是方法、是思想。 (3)突出新教材的理念……注重应用 向量的概念是从生活实践中抽象出来的,反过来又成为解决物理学和工程技术中有关问题的重要工具。教材中十分注重理论和实际的结合,更加注重应用。用例如从速度、位移、力、加速度
《用向量法求直线与平面所成的角》教案
第二讲:立体几何中的向量方法——利用空间向量求直线与平面所成的 角大家知道,立体几何是高中数学学习的一个难点,以往学生学习立体几何时,主要采取“形到形”的综合 推理方法,即根据题设条件,将空间图形转化为平面图形,再由线线,线面等关系确定结果,这种方法没有一般 规律可循,对人的智力形成极大的挑战,技巧性较强,致使大多数学生都感到束手无策。 高中新教材中,向量知识的引入,为学生解决立体几何问题提供了一个有效的工具。它能利用代数方法解决立体几何问题,体现了数形结合的思想。并且引入向量,对于某些立体几何问题提供通法,避免了传统立体几何中的技巧性问题,因此降低了学生学习的难度,减轻了学生学习的负担,体现了新课程理念。 为适应高中数学教材改革的需要,需要研究用向量法解决立体几何的各种问题。本文举例说明如何用向量法解决立体几何的空间角问题。以此强化向量的应用价值,激发学生学习向量的兴趣,从而达到提高学生解题能力的目的。 利用向量法求空间角,不需要繁杂的推理,只需要将几何问题转化为向量的代数运算,方便快捷。 空间角主要包括线线角、线面角和二面角,下面对线面角的求法进行总结。 教学目标 1. 使学生学会求平面的法向量及直线与平面所成的角的向量方法; 2. 使学生能够应用向量方法解决一些简单的立体几何问题; 3. 使学生的分析与推理能力和空间想象能力得到提高. 教学重点 求平面的法向量; 求解直线与平面所成的角的向量法. 教学难点 求解直线与平面所成的角的向量法. 教学过程 I、复习回顾 一、回顾有关知识: 1
1、直线与平面所成的角:(范围:二? [0,—]) 2 思考:设平面:的法向量为n,则::n,BA .与二的关系? JT ■■二日=----- < n, BA > 2 (图 ) 2
《用向量法求直线与平面所成的角》教案
第二讲:立体几何中的向量方法 ——利用空间向量求直线与平面所成的角 大家知道,立体几何是高中数学学习的一个难点,以往学生学习立体几何时,主要采取“形到形”的综合推理方法,即根据题设条件,将空间图形转化为平面图形,再由线线,线面等关系确定结果,这种方法没有一般规律可循,对人的智力形成极大的挑战,技巧性较强,致使大多数学生都感到束手无策。 高中新教材中,向量知识的引入,为学生解决立体几何问题提供了一个有效的工具。它能利用代数方法解决立体几何问题,体现了数形结合的思想。并且引入向量,对于某些立体几何问题提供通法,避免了传统立体几何中的技巧性问题,因此降低了学生学习的难度,减轻了学生学习的负担,体现了新课程理念。 为适应高中数学教材改革的需要,需要研究用向量法解决立体几何的各种问题。本文举例说明如何用向量法解决立体几何的空间角问题。以此强化向量的应用价值,激发学生学习向量的兴趣,从而达到提高学生解题能力的目的。 利用向量法求空间角,不需要繁杂的推理,只需要将几何问题转化为向量的代数运算,方便快捷。空间角主要包括线线角、线面角和二面角,下面对线面角的求法进行总结。 教学目标 1.使学生学会求平面的法向量及直线与平面所成的角的向量方法; 2.使学生能够应用向量方法解决一些简单的立体几何问题; 3.使学生的分析与推理能力和空间想象能力得到提高. 教学重点 求平面的法向量; 求解直线与平面所成的角的向量法. 教学难点 求解直线与平面所成的角的向量法. 教学过程 Ⅰ、复习回顾 一、回顾有关知识: 1、直线与平面所成的角:(范围:]2 , 0[π θ∈) 思考:设平面α的法向量为,则><,与θ的关系? A B θ αO
§3.2.2立体几何中的向量方法(4)及详解——向量法求线线角与线面角
§立体几何中的向量方法(4) 向量法求线线角与线面角 一、学习目标 1.理解直线与平面所成角的概念. 2.掌握利用向量方法解决线线、线面 、面面的夹角的求法. 二、问题导学 问题1:什么叫异面直线所成的角它的范围是什么怎样用定义法求它的大小 问题2:怎样通过向量的运算来求异面直线所成的角 设l 1与l 2是两异面直线,a 、b 分别为l 1、l 2的方向向量,l 1、l 2所成的角为θ, 则〈a ,b 〉与θ ,cos θ= 。 问题3:用向量的数量积可以求异面直线所成的角,能否求线面角 如图,设l 为平面α的斜线,l ∩α=A ,a 为l 的方向向量, n 为平面α的法向量,φ为l 与α所成的角,θ=〈a ,n 〉, 则sin φ= 。 三、例题探究 例1.如图,M 、N 分别是棱长为1的正方体''''ABCD A B C D 的棱'BB 、''B C 的中点.求异面直线MN 与'CD 所成的角. 变式:在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AA 1=AB =AC ,AB ⊥AC ,M 是CC 1的中点,Q 是BC 的 班别: _____________ 学号: _____________ 高二理科数学 导学案
中点,点P在A1B1上,则直线PQ与直线AM所成的角等于 ( ) A.30° B.45° C.60° D.90° 例2.如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,CA=CB,AB=AA1,∠BAA1=60°. (1)证明:AB⊥A1C; (2)若平面ABC⊥平面AA1B1B,AB=CB=2, 求直线A1C与平面BB1C1C所成角的正弦值. 变式:如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为直角梯形,AD∥BC,∠BAD=90°,PA⊥底面ABCD,且PA=AD=AB=2BC,M、N分别为PC、PB的中点.求BD与平面ADMN所成的角θ. 四、练一练(时间:5分钟) 1. 1.若平面α的法向量为μ,直线l的方向向量为v, 直线l与平面α的夹角为θ,则下列关系式成立的是 ( ) A.cosθ=μ·v |μ||v| B.cosθ= |μ·v| |μ||υ| C.sinθ= μ·v |μ||v| D.sinθ= |μ·v| |μ||v|
人教版高中数学《平面向量》全部教案
第五章 平面向量 第一教时 教材:向量 目的:要求学生掌握向量的意义、表示方法以及有关概念,并能作一个向量与已知向量相等,根据图形判定向量是否平行、共线、相等。 过程: 一、开场白:课本P93(略) 实例:老鼠由A 向西北逃窜,猫在B 处向东追去, 问:猫能否追到老鼠?(画图) 结论:猫的速度再快也没用,因为方向错了。 二、 提出课题:平面向量 1.意义:既有大小又有方向的量叫向量。例:力、速度、加速度、冲量 等 注意:1?数量与向量的区别: 数量只有大小,是一个代数量,可以进行代数运算、比较大 小; 向量有方向,大小,双重性,不能比较大小。 2?从19世纪末到20世纪初,向量就成为一套优良通性的数学 体系,用以研究空间性质。 2. 向量的表示方法: 1?几何表示法:点—射线 有向线段——具有一定方向的线段 有向线段的三要素:起点、方向、长度 记作(注意起讫) 2?字母表示法:可表示为(印刷时用黑体字) P95 例 用1cm 表示5n mail (海里) 3. 模的概念:向量 记作:|| 模是可以比较大小的 4. 两个特殊的向量: 1?零向量——长度(模)为0的向量,记作。的方向是任意的。 注意与0的区别 2?单位向量——长度(模)为1个单位长度的向量叫做单位向量。 例:温度有零上零下之分,“温度”是否向量? 答:不是。因为零上零下也只是大小之分。 例:与是否同一向量? A B A(起点) B (终点) a
答:不是同一向量。 例:有几个单位向量?单位向量的大小是否相等?单位向量是否都相等? 答:有无数个单位向量,单位向量大小相等,单位向量不一定相等。 三、 向量间的关系: 1.平行向量:方向相同或相反的非零向量叫做平行向量。 记作:∥∥ 规定:与任一向量平行 2. 相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量。 记作:= 规定:= 任两相等的非零向量都可用一有向线段表示,与起点无关。 3. 共线向量:任一组平行向量都可移到同一条直线上 , 所以平行向量也叫共线向量。 = = = 例:(P95)略 变式一:与向量长度相等的向量有多少个?(11个) 变式二:是否存在与向量长度相等、方向相反的向量?(存在) 变式三:与向量共线的向量有哪些?(,,) 四、 小结: 五、 作业:P96 练习 习题5.1 第二教时 教材:向量的加法 目的:要求学生掌握向量加法的意义,并能运用三角形法则和平行四边形法则作 几个向量的和向量。能表述向量加法的交换律和结合律,并运用它进行向 量计算。 过程: 六、复习:向量的定义以及有关概念 强调:1?向量是既有大小又有方向的量。长度相等、方向相同的向量相等。 2?正因为如此,我们研究的向量是与起点无关的自由向量,即任何 向量可以在不改变它的方向和大小的前提下,移到任何位置。 七、 提出课题:向量是否能进行运算? 5.某人从A 到B ,再从B 按原方向到C , 则两次的位移和:=+ a b c A B C