Элективный курс по геометрии. Тема: "Угол между прямыми"

Разделы: Математика


Цель:

  • Обобщить имеющиеся знания о взаимном расположении прямых в пространстве и нахождении угла между ними;
  • Продемонстрировать возможности выбора способа решения задачи;
  • Развить умение анализировать, делать выводы;
  • Сформировать интерес к решению непростых задач (С2).

Тип занятия: урок совершенствования знаний.

Ход урока

Устная работа. (Приложение 1)

а) расположение прямых в пространстве и угол между ними

(комментируют учащиеся и учитель)

б) Дан куб.

Определить угол между прямыми

AD и B1C1;

DC и AA1;

AC и B1D1;

BD и C1C;

[1] Выполнение заданий.

Дан куб ABCDA1B1C1D1, A1E = EB1, D1F = FC1.

Найти косинус угла между прямыми AE и BF.

Решение

1 способ.

Расположим прямые так, чтобы они лежали в одной плоскости. Прямую AE заменим на параллельную ей прямую DF и рассмотрим ?DFB, в котором находим стороны, а потом уже и нужный косинус, используя теорему косинусов.

2 способ.

Введем систему координат и определим координаты нужных нам точек куба, условно ребро куба = 1.

А (1;0;0)

В (1;1;0)

F (0;?;1)

E (1;?;1)

Определим координаты векторов

Формула косинуса угла между прямыми, если известны координаты направляющих векторов

3 способ.

Разложим вектора по некомпланарным векторам:

Введем векторы

так, что

тогда

(вспомним свойства векторов)

Учитывая, что , ,

получим .

найдем из AA1E

Аналогично 2

и по формуле (1)

Сделаем выводы: Ребята оценивают каждый способ.

[1] Задания для дальнейшей работы (классная + домашняя) с треугольной и шестиугольной призмой (анализируя, мы с ребятами останавливаемся на третьем способе)

В правильной треугольной призме ABCA1B1C1, все ребра которой равны 1, точки D, E - Середины ребер A1B1 и B1C1 соответственно. Найдите косинус угла между прямыми AD и BE.

В правильной шестиугольной призме ABCDEFA1B1C1D1E1F1, все ребра которой равны 1, точки G и H - середины ребер A1B1 и B1C1 соответственно. Найдите косинус угла между прямыми AG и BH.

Итог занятия.