Разработка модели обучения школьному курсу стереометрии на модульной основе

Цель:

усвоить понятие угла в пространстве, угла между двумя пересекающимися прямыми в пространстве, перпендикулярных прямых в пространстве, сонаправленных лучей, перпендикулярных скрещивающихся прямых;

рассмотреть случаи нахождения угла между скрещивающимися прямыми и теоремы об углах с соноправленными сторонами;

усвоить понятие прямой, перпендикулярной плоскости, перпендикуляра, вы

соты пирамиды, прямого цилиндра, ортографического проектирования;

усвоить понятие расстояние между плоскостью и не принадлежащей ей точкой, расстояние между двумя параллельными плоскостями, общего перпендикуляра между скрещивающимися прямыми; рассмотрим теорему об общем перпендикуляре скрещивающихся прямых и факт, что расстояние между параллельными плоскостями не зависит от выбора точки;

рассмотреть признак перпендикулярности прямой и плоскости; усвоить понятие наклонной к плоскости, угла между наклонной и плоскостью, между отрезком и плоскостью;

рассмотреть теоремы о трёх перпендикулярах, о перпендикуляре, проведённом из точки к плоскости, об угле между наклонной и плоскостью, научится применять полученные знания при доказательстве определенных фактов и при решении задач практического характера.

Освоение данного модуля необходимо для понимания темы и подготовки к восприятию следующего материала.усвоить понятие двугранного угла в пространстве, линейного данного двугранного, угла между двумя пересекающимися плоскостями, перпендикулярных плоскостей, рассмотреть признак перпендикулярности двух плоскостей,

1. Ознакомьтесь со следующими теоретическими положениями

Определение. Углом в пространстве называется фигура, образованная двумя лучами с общей вершиной.

Определение. Углом между двумя пересекающимися прямыми в пространстве называется наименьший из углов, образованный лучами этих прямых с вершиной в их точке пересечения.

Определение. Две пересекающиеся прямые в пространстве называются перпендикулярными, если они пересекаются под прямым углом.

Теорема. Углы с сонаправленными сторонами равны.

Доказательство. Пусть лучи a1,b1 с вершиной в точке C1 соответственно сонаправленн лучам a2,b2 c вершиной в точке С2. Предположим, что лучи лежат в разных плоскостях g1,g2. Случай, когда лучи лежат в одной плоскости, рассматривается в планиметрии. Заметим, что признаку параллельности плоскостей, g1 и g2 параллельны. Параллельное проектирование в направлении прямой С1С2 на плоскость g2 переводит лучи a1,b1 в лучи a2,b2 соответственно. Отсюда следует, что углы, образованные этими лучами, равны.

Следствие. Углы образованные соответственно параллельными прямыми, равны.

Определение. Пусть a и b – скрещивающиеся прямые. Рассмотрим какую-нибудь точку С в пространстве и проведём через неё прямые a', b', параллельные прямым a и b, соответственно. Угол между пересекающимися прямыми a', b' называется углом между скрещивающимися прямыми a и b.

Определение. Две скрещивающиеся прямые называются перпендикулярными, если они образуют прямой угол.

Определение. Два отрезка называются перпендикулярными, если они лежат на перпендикулярных прямых. Угол между двумя отрезками – это угол между соответствующими прямыми.

2. Проверьте усвоение теоретического материала. Ответьте на вопросы для самоконтроля

1. Что называется углом в пространстве?

2. Сформулируйте определение угла между двумя пересекающимися прямыми в пространстве.

3. Какие пересекающиеся прямые в пространстве называются перпендикулярными?

4. Какие лучи в пространстве являются соноправленными?

5. Как найти угол между скрещивающимися прямыми?

6. Сформулируйте теорему об углах с соноправленными сторонами.

3. Примите участие в учебной беседе. Материал для беседы

1. Докажите, что через точку прямой в пространстве можно провести перпендикулярную прямую. Сколько таких прямых можно провести через данную точку?(бесконечно много).

2. В кубе АBCDA1B1C1D1 найдите углы между скрещивающимися прямыми: а) АD и A1C1; б) АС1 и DD1; a) 45o; б) tg 4= Ö2.

3. В кубе АBCDA1B1C1D1 докажите перпендикулярность прямых: АD и А1B1; АС и B1D1; АС и DD1.

4. Прямые a и b параллельны. Прямые a и c пересекаются под прямым углом. Изобразите взаимное расположение прямых b и c и укажите угол между ними (рассмотрите различные случаи).

4. Самостоятельно выполните задания, затем проверьте решение

1. Докажите, что пересекающиеся диагонали двух соседних граней куба образуют угол 60о.

2. Найдите угол между диагональю куба и пересекающим ее ребром куба.

3. В правильной четырех угольной пирамиде со стороной основания, равной боковому ребру, найдите угол между стороной основания и скрещивающимися с ней боковым ребром.

6. Проверьте освоение данного модуля, выполните контрольные задания

Основной уровень:1. В пирамиде все грани которого – правильные треугольники, найдите угол между высотами этих треугольников, проведенных к общему ребру. 2. В треугольной призме, боковыми гранями которого являются квадраты, найдите угол между пересекающимися диагоналями боковых граней.

Повышенный уровень: На поверхности куба найдите точки из которых диагональ куба видна под наименьшим углом.

Литература:

Перельман Я.И. Занимательная геометрия. – М.: ВАП, 1994.

1. Ознакомьтесь со следующими теоретическими положениями

Определение. Прямая называется перпендикулярной плоскости, если она перпендикулярна любой прямой, лежащей в этой плоскости.

Теорема (признак перпендикулярности прямой и плоскости, достаточное условие перпендикулярности прямой и плоскости).Если прямая перпендикулярна двум пересекающимся прямым плоскости, то она перпендикулярна и самой плоскости.

Доказательство. Пусть прямая а перпендикулярна прямой b1,b2 плоскости b, пересекающиеся в точке О. Рассмотрим произвольную прямую b плоскости b.Проведем через точку О прямые a', b' соответственно, параллельным прямым а и b. Для доказательства параллельности прямой а, b, достаточно доказать перпендикулярность прямых a', b'. Для этого в плоскости b проедем прямую, пересекающую прямую b1, b2, b' в точках B1, B2, B соответственно. Отложим на прямой а' от точки О равные отрезки ОС, ОD и соединим точки C, D с точками B1,B2.В треугольнике OB1C и OB1D=(по первому признаку равенства треугольников). Отсюда следует, B1C=B1D. Аналогично B2C=B2D. Треугольник B1B2C = треугольнику B1B2D (по третьему признаку равенства треугольников). Отсюда следует, угол CB1B = углу DB1B. Треугольник B1BC = треугольнику B1BD (по первому признаку). Таким образом, BC=BD. Треугольник OBC = треугольнику OBD (по третьему признаку). Отсюда следует, угол BOC = углу BOD=90o, т. е. а’ перпендикулярна b’.

 Скачать реферат