(1)公理4,平行于同一条直线的两条直线互相平行
(2)定理:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补
例2 如图所示,空间四边形ABCD中,E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA的中点.求证:四边形EFGH是平行四边形.
证明:连接BD,
因为EH是△ABD的中位线,
所以EH∥BD,且.
同理FG∥BD,且.
因为EH∥FG,且EH = FG,
所以 四边形EFGH为平行四边形. 师:现在请大家看一看我们的教室,找一下有无不在同一平面内的三条直线两两平行的.
师:我们把上述规律作为本章的第4个公理.
公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行.
师:现在请大家思考公理4是否可以推广,它有什么作用.
生:推广空间平行于一条直线的所有直线都互相平行.它可以用来证明两条直线平行.
师(肯定)下面我们来看一个例子
观察图,在长方体ABCD - A′B′C′D′中,∠ADC与∠A′D′C′,∠ADC 与∠A′B′C′的两边分别对应平行,这两组角的大小关系如何?
生:从图中可以看出,
∠ADC = ∠A′D′C′,
∠ADC + ∠A′B′C′=180°
师:一般地,有以下定理:......这个定理可以用公理4证明,是公理4的一个推广,我们把它称为等角定理.
师打出投影片让学生尝试作图,在作图的基础上猜想平行的直线并试图证明.
师:在图中EH、FG有怎样的特点?它们有直接的联系吗?引导学生找出证明思路.
培养学生观察能力语言表达能力和探索创新的意识.
通过分析和引导,培养学生解题能力. 探索新知 3.异面直线所成的角
(1)异面直线所成角的概念.
已知两条异面直线a、b,经过空间任一点O作直线a′∥a,b′∥b,我们把a′与b′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a与b所成的角(或夹角).
(2)异面直线互相垂直
如果两条异面直线所成的角是直角,那么我们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.
例3 如图,已知正方体ABCD - A′B′C′D′.
(1)哪些棱所在直线与直线BA′是异面直线?
(2)直线BA′和CC′的夹角是多少?
(3)哪此棱所在的直线与直线AA′垂直?
解:(1)由异面直线的定义可知,棱AD、DC、CC′、DD′、D′C′、B′C′所在直线分别与直线BA′是异面直线.
(2)由BB′∥CC′可知,∠B′BA′为异面直线B′A与CC′的夹角,∠B′BA′= 45°.
(3)直线AB、BC、CD、DA、A′B′、B′C′、C′D′、D′A′分别与直线AA′垂直. 师讲述异面直线所成的角的定义,然后学生共同对定义进行分析,得出如下结论.
①两条异面直线所成角的大小,是由这两条异面直线的相互位置决定的,与点O的位置选取无关;
②两条异面直线所成的角
;
③因为点O可以任意选取,这就给我们找出两条异面直线所成的角带来了方便,具体运用时,为了简便,我们可以把点O选在两条异面直线的某一条上;
④找出两条异面直线所成的角,要作平行移动(作平行线),把两条异面直线所成的角转化为两条相交直线所成的角;
⑤当两条异面直线所成的角是直线时,我们就说这两条异面直线互相垂直,异面直线a和b互相垂直,也记作a⊥b;
⑥以后我们说两条直线互相垂直,这两条直线可能是相交的,也可能是不相交的,即有共面垂直,也有异面垂直这样两种情形.
然后师生共同分析例题 加深对平面直线所成角的理解,培养空间想象能图力和转化化归以能力. 随堂练习 1.填空题:
(1)如图,AA′是长方体的一条棱,长方体中与AA′平行的棱共有 条.
(2)如果OA∥O′A′,OB∥O′B′,那么∠AOB和∠A′O′B′ .
答案:(1)3条. 分别是BB′,CC′,DD′;(2)相等或互补.
2.如图,已知长方体ABCD - A′B′C′D′中,AB =,AD =,AA′ =2.
(1)BC和A′C′所成的角是多少度?
(2)AA′ 和BC′ 所成的角是多少度? 学生独立完成
答案:.
2.(1)因为BC∥B′C′,所以∠B′C′A′是异面直线A′C′与BC所成的角. 在Rt△A′B′C′中,A′B′=,B′C′=,所以∠B′C′A′ = 45°.
(2)因为AA′∥BB′,所以∠B′BC′是异面直线AA′ 和BB′ 所成的角.
在Rt△BB′C′中,B′C′ = AD =,BB′= AA′=2,
所以BC′= 4,∠B′BC′= 60°.
因此,异面直线AA′与BC′所成的角为60°.