平行和垂直是兩條直線之間的特殊位置關(guān)系,掌握好這兩種基本關(guān)系對(duì)后續(xù)的幾何學(xué)習(xí)非常重要.我們要想把所掌握的知識(shí)融會(huì)貫通、游刃有余地運(yùn)用到解題過(guò)程中去,就必須做到對(duì)每節(jié)內(nèi)容的重、難點(diǎn)及知識(shí)網(wǎng)絡(luò)心中有數(shù).下面,我們不妨來(lái)回顧一下這兩節(jié)的重要內(nèi)容:
一、平行和垂直的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
1.概念:
(1)在同一平面內(nèi),不相交的兩條直線叫做平行線.(2)如果兩條直線相交所成的四個(gè)角中有一個(gè)角是直角,那么這兩條直線互相垂直,其中的一條直線叫做另一條直線的垂線,它們的交點(diǎn)叫做垂足.(3)直線外一點(diǎn)到這條直線的垂線段的長(zhǎng)度叫做點(diǎn)到直線的距離.
2.性質(zhì):
(1)過(guò)直線外一點(diǎn)有且只有一條直線與這條直線平行.
(2)過(guò)一點(diǎn)有且只有一條直線與已知直線垂直.
(3)直線外一點(diǎn)與直線上各點(diǎn)連接的所有線段中,垂線段最短.
二、典型例題分析
例1 已知∠AOB,P是平面內(nèi)任意一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P畫(huà)直線與OA平行,這樣的直線( ).
A. 有且只有一條 B.有兩條
C.不存在 D.有一條或不存在
【解析】解題時(shí),我們要特別關(guān)注條件“P是平面內(nèi)任意一點(diǎn)”,所以要有分類討論的思想.當(dāng)點(diǎn)P在OA上時(shí),這樣的直線不存在.當(dāng)點(diǎn)P在OA外時(shí),這樣的直線有一條.故本題答案應(yīng)選D.
例2 如圖1,P為∠AOB的邊OA上一點(diǎn).
(1)畫(huà)PQ⊥OB,垂足為Q;
(2)畫(huà)OA的垂線PR,PR與OB相交于點(diǎn)R;
(3)指出所畫(huà)圖形中所有的垂線段:
,其中垂線段PR的長(zhǎng)度是點(diǎn) 到直線 的距離,垂線段QR的長(zhǎng)度是點(diǎn) 到直線 的距離.
【解析】第(1)、(2)小題的答案如圖2所示.在畫(huà)圖的過(guò)程中要注意以下細(xì)節(jié):所畫(huà)垂線應(yīng)該是與已知直線垂直的直線,畫(huà)好之后別忘了標(biāo)上垂直符號(hào).第(3)小題中垂線段有5條,線段OP、RP、PQ、OQ、RQ,注意不要有遺漏.
另外,在回答后兩問(wèn)時(shí),我們一定要判斷清楚垂線段是和哪條直線垂直,故垂線段PR的長(zhǎng)度是點(diǎn)R到直線OA的距離,垂線段QR的長(zhǎng)度是點(diǎn)R到直線PQ的距離.
例3 利用網(wǎng)格的特征,在圖3中完成下面的操作.(1)過(guò)點(diǎn)C畫(huà)直線AB的垂線MN;(2)過(guò)點(diǎn)C畫(huà)直線AB的平行線PQ.
【解析】在網(wǎng)格線中作圖是一個(gè)重要的考點(diǎn).因此,我們?cè)诰W(wǎng)格中作圖時(shí),必須學(xué)會(huì)利用網(wǎng)格的特性來(lái)畫(huà)圖.
在第(1)小題作圖時(shí),我們可以嘗試通過(guò)抓住角的關(guān)系來(lái)畫(huà).在圖4中,∠1+∠2=90°,∠3=∠1,所以∠2+∠3=90°,故垂線必過(guò)M點(diǎn),從而可經(jīng)過(guò)C、M兩點(diǎn)畫(huà)出垂線MN.在第(2)小題作圖時(shí),可將線段EF向上平移過(guò)C點(diǎn),當(dāng)F移動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),E點(diǎn)移動(dòng)到G點(diǎn)處,從而畫(huà)出平行線PQ.
希望通過(guò)上述關(guān)于平行和垂直內(nèi)容的例子,能夠幫助同學(xué)們?cè)跀?shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)會(huì)總結(jié)重、難點(diǎn).事實(shí)上,研究典型例題的解題方法和思路,可以幫助大家領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想,從而使大家在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的道路上越走越精彩!
(作者單位:江蘇省無(wú)錫市河埒中學(xué))