2.了解推论1的证明过程。

教学重点和难点

重点、难点:公理3的引入与掌握及推论1的证明。

教学过程

演示:用一根小棍作为直线的模型,一矩形硬纸板作为平面的模型,让学生自己也拿同样的模型,一起观察,再提出问题。

提问:(1)直线与平面有几种位置关系?

(2)直线和平面相交时,直线与平面有几个公共点?

(3)当直线与平面有几个公共点时,我们就能判定直线在平面内?

公理1  如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在这个平面内.(如图1)

这时我们说直线在平面内,或者说平面经过直线.

点A在直线a上,记作A∈a;

点A在直线a外,记作

点A在平面α内,记作A∈α;

点A在平面α外,记作

直线a在平面α内,记作

直线a在平面α外,记作

所以公理1用集合符号为:A∈a,B∈a,A∈α,B∈α,则

演示::教师用矩形硬纸板的一顶点放在讲台面上,让学生观察,并同时提出问题.

问:看模型,能否说这两个平面只有一个公共点?

公理2  如果两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线.(如图2)

公理2可记作:

一扇门用两个合页和一把锁就可以固定了,但要注意,锁与合页不能放在同一直线位置上,否则,门也无法固定

公理3  经过不在同一条直线上的三个点,有且只有一个平面.(如图4)

推论1  经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面.

已知:点A,直线a,.(如图5)

求证:过点A和直线a可以确定一个平面.

证明:存在性.

因为,在a上任取两点B,C.

所以过不共线的三点A,B,C有一个平面α.(公理3)

因为B∈α,C∈α,

所以a∈α.(公理1)

故经过点A和直线a有一个平面α.

唯一性:如果经过点A和直线a的平面还有一个平面β,那么A∈β,a β,

因为B∈a, C∈a,

所以B∈β,C∈β.(公理1)

故不共线的三点A,B,C既在平面α内又在平面β内.

所以平面α和平面β重合.(公理3)

所以经过点A和直线a有且只有一个平面.有时“有且只有一个平面”,我们也说“确定一个平面”.

类似地可以得出下面两个推论:

推论2  经过两条相交直线,有且只有一个平面.(如图6)

推论3  经过两条平行直线,有且只有一个平面.(如图7)

下面应用平面的基本性质证明空间有关点和直线的共面问题.(空间的几个点和几条直线,如果都在同一平面内,简单地说它们“共面”,否则说它们“不共面”)

例1  两两相交且不过同一点的三条直线必在同一个平面内.(如图8)

已知:AB∩AC=A,AB∩BC=B,AC∩BC=C.

求证:直线AB,BC,AC共面.

证法一:因为AB∩AB=A,

所以直线AB,AC确定一个平面α.(推论2)

因为B∈AB,C∈AC,

所以B∈α,C∈α,

故BC α.(公理1)

因此直线AB,BC,CA都在平面α内,即它们共面.

证法二:

因为A直线BC上,

所以过点A和直线BC确定平面α.(推论1)

因为A∈α, B∈BC,所以B∈α.

故AB α,

同理AC α,

所以AB,AC,BC共面.

证法三:

因为A,B,C三点不在一条直线上,

所以过A,B,C三点可以确定平面α.(公理3)

因为A∈α,B∈α,所以AB α.(公理1)

同理BC α,AC α,所以AB,BC,CA三直线共面.

问题:(1)在这题中“且不过同一点”这几个字能不能省略,为什么?

作业

   课后练习

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