问题2:在立体几何中,"异面直线所成的角"、"直线和平面所成的角"又是怎样定义的?它们有什么共同的特征?
以上问题让学生自由发言,教师再作小结,并顺势抛出问题:在生产实践中,有许多问题要涉及到两个平面相交所成的角的情形,你能举出这个问题的一些例子吗?如修水坝、发射人造卫星等,而这样的角有何特点,该如何表示呢?下面我们先利用具体的实物来进行观察,研探。
(二)研探新知
1、二面角的有关概念
老师展示一张纸面,并对折让学生观察其状,然后引导学生用数学思维思考,并对以上问题类比,归纳出二面角的概念及记法表示(如下表所示)
角 二面角 图形 A
边
顶点 O B
边 A
β
棱 l
B α 定义 从平面内一点出发的两条射线(半直线)所组成的图形 从空间一直线出发的两个半平面所组成的图形 构成 射线 - 点(顶点)一 射线 半平面 一 线(棱)一 半平面 表示 ∠AOB 二面角α-l-β或α-AB-β 2、二面角的度量
二面角定理地反映了两个平面相交的位置关系,如我们常说"把门开大一些",是指二面角大一些,那我们应如何度量二两角的大小呢?师生活动:师生共同做一个小实验(预先准备好的二面角的模型)在其棱上位取一点为顶点,在两个半平面内各作一射线(如图2.3-3),通过实验操作,研探二面角大小的度量方法--二面角的平面角。
教师特别指出:
(1)在表示二面角的平面角时,要求OA⊥L ,OB⊥L;
(2)∠AOB的大小与点O在L上位置无关;
(3)当二面角的平面角是直角时,这两个平
面的位置关系怎样?
承上启下,引导学生观察,类比、自主探究,
获得两个平面互相垂直的判定定理:
一个平面过另一个平面的垂线,则这两个平面垂直。 图2.3-3
(三)实际应用,巩固深化
例1、设AB是圆O的直径,PA垂直于圆O所在平面,C是圆周上的任意点,求证:面PAC ⊥面PBC.
例2、已知直线PA垂直正方形ABCD所在的平面,A为垂足。求证:平面PAC^平面PBD。
说明:这两题都涉及线面垂直、面面垂直的性质和判定,其中证明BC⊥平面PAC和BD⊥平面PAC是关键.从解题方法上说,由于"线线垂直"、"线面垂直"与"面面垂直"之间可以相互转化,因此整个解题过程始终沿着"线线垂直线面垂直面面垂直"