Разработка модели обучения школьному курсу стереометрии на модульной основе

Определение. Пусть точка А не принадлежит плоскости p. Проведем прямую а, проходящую через эту точку и перпендикулярную p.Точку пересечения прямой а с плоскостью p обозначим О. Отрезок АО называется перпендикуляром, опущенным из точки А на плоскость p.

Определение. Перпендикуляр, опущенный из вершины пирамиды на плоскость её основания, называется высотой пирамиды.

Определение. Ортогонал

ьным проектированием называется параллельное проектирование в направлении прямой, перпендикулярной плоскости. Ясно, что ортогональное проектирование обладает всеми свойствами параллельного проектирования.

Определение. Цилиндр называется прямым, если его образующие перпендикулярны плоскости основания.

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

1. Какая прямая называется перпендикулярной плоскости?

2. Сформулируйте признак перпендикулярности прямой и плоскости.

3. Какой отрезок называется перпендикулярным?

4.Что называется ортогональным проектированием.

5. Какой цилиндр является прямым?

6. Что называется высотой пирамиды?

3. Примите участие в учебной беседе. Материал для беседы

1. Верно ли, что если прямая перпендикулярна каким-нибудь двум прямым плоскости, то она перпендикулярна этой плоскости?

2. Докажите, что в прямоугольной пирамиде боковое ребро перпендикулярно плоскости основания.

3. Найдите диагональ прямоугольного параллелепипеда, рёбра которого равны a, b, c.

4. Докажите, что если прямая а перпендикулярна плоскости a и прямая b параллельна прямой а, то прямая b также перпендикулярна плоскости a.

5. В правильной треугольной пирамиде сторона основания равна а, боковое ребро b. Найдите высоту h пирамиды.

4. Самостоятельно выполните задания, затем проверьте решение

1. Докажите, что в прямоугольном параллелепипеде диагональ основания перпендикулярна пересекающему её боковому ребру.

2. Докажите, что если прямая a перпендикулярна плоскости a и плоскость b÷÷a, то прямая а перпендикулярна плоскости b.

3. В кубе ABCDA1B1C1D1 с ребром а найдите расстояние: от вершины А1 до плоскостей АВС и АВ1D1; от вершины А до плоскости ВВ1D1.

4. Докажите, что через любую точку пространства проходит единственная прямая, перпендикулярная данной плоскости.

6. Выполните контрольные задания

Основной уровень:1. Докажите, что через любую точку пространства проходит единственная плоскость, перпендикулярная данной прямой. 2. В правильной четырёхугольной пирамиде сторона основания а, высота h. Найдите боковое ребро пирамиды. 3. Докажите, что плоскость a и прямая b, не лежащая плоскости a, перпендикулярные одной и той же прямой а, параллельны.

Повышенный уровень: Что представляет собой геометрическое место точек, расположенных на прямых, проходящих через данную точку на прямой и перпендикулярных этой прямой?

Литература: Никольская И.Л. Семёнов Е.Е. Учимся рассуждать и действовать. – М.: Просвещение, 1989.

1. Ознакомьтесь со следующими теоретическими положениями

Определение. Наклонной к плоскости называется прямая, пересекающая эту плоскость и не перпендикулярная ей. Наклонной также называют отрезок, соединяющей точку, не принадлежащую плоскости, с точкой плоскости и не являющийся перпендикуляром.

Теорема (о трёх перпендикулярах, достаточное условие перпендикулярности двух прямых). Если прямая лежащая в плоскости, перпендикулярной ортогональной проекции наклонной на эту плоскость, то она перпендикулярна и самой наклонной.

Доказательство. Пусть прямая а плоскости a перпендикулярна проекции ОВ наклонной АВ. Т. к. прямая АО перпендикулярна плоскости a, то АО перпендикулярна прямой а, лежащей в этой плоскости. Поэтому прямая а будет перпендикулярна двум пересекающимся прямым АО и ОВ. По признаку перпендикулярности прямой и плоскости прямая а перпендикулярна плоскости АОВ, и Þ она будет перпендикулярна наклонной АВ.

Теорема. Перпендикуляр, проведённый из точки к плоскости, короче всякой наклонной, проведённой из той же точки к той же плоскости.

Доказательство.

Пусть АО перпендикуляр к плоскости a, АВ – наклонная к этой плоскости. Треугольник АОВ – прямоугольный, АО –катет, АВ – гипотенуза отсюда следует, что АО<АВ.

Определение. Углом между наклонной и плоскостью называется угол между этой наклонной и её ортогональной проекцией на эту плоскость. Считают также, что прямая, перпендикулярная плоскости, образует с ней прямой угол.

Теорема. Угол между наклонной и плоскостью является наименьшим из всевозможных углов между этой наклонной и прямыми, лежащими в данной плоскости.

Доказательство.

Пусть а- наклонная к плоскости a, О- их точка пересечения, b- ортогональная проекция наклонной, с- прямая в плоскости a, проходящая через точку О. Требуется доказать, что угол между прямыми а и b меньше угла между прямыми а и с.Для этого на прямой а возьмём точку А, отличную от точки О и ее ортогональную проекцию В. На прямую с отложим отрезок ОС, равный ОВ. На прямую с отложим отрезок ОС, равный ОВ. В треугольниках АОВ и АОС сторона АО- общая, ОВ=ОС, АВ<АС отсюда следует, что угол АОВ меньше угла АОС.

Определение. Углом между отрезком и плоскостью будем называть угол между соответствующей прямой и этой плоскостью.

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

1. Что называется наклонной к плоскости?

2. Сформулируйте теоремы о трёх перпендикулярах, перпендикуляре, проедённом из точки к плоскости.

3. Что называется углом между наклонной и плоскостью, отрезком и плоскостью.

4. В чём заключается теорема об угле между наклонной и плоскостью?

3. Примите участие в учебной беседе. Материал для беседы

1. Докажите утверждение, обратное теореме о трёх перпендикулярах: «Если прямая, лежащая в плоскости, перпендикулярна наклонной к этой плоскости, то она перпендикулярна и ортогональной проекции этой наклонной».

2. Докажите, что ортогональная проекция наклонной короче ее самой.

3. Точка М равноудалена от всех точек окружности. Верно ли, что она лежит на перпендикуляре к плоскости окружности, проведенной через её центр?

4. Найдите геометрическое место точек в пространстве, равноудаленных от двух данных точек

4. Самостоятельно выполните задание, затем проверьте решение

1. В кубе АBCDA1B1C1D1 докажите перпендикулярность прямых АС1 и ВD.

2. Докажите, равные наклонные, проведённые из одной точки к плоскости, имеют равные ортогональные проекции на эту плоскость.

 Скачать реферат