线面平行的常用判断法
数学平行线的判定方法
数学平行线的判定方法
1.垂直线判定法:
如果两条直线相交的交角为直角(即交角为90度),则这两条直线
是垂直的,不平行。
2.构造平行线判定法:
(1)平行线的定义:若两直线在同一个平面内,且不相交,则这两
条直线是平行的。
(2)构造平行线的方法:在给定的直线外分别作直线与给定直线相交,并且使得交点与给定直线上一定的点连线平行,如果这两条直线相互
平行,则可以判定给定直线与新作的直线平行。
3.同位角判定法:
同位角是指两条直线被一条交线分成的对应角,如果两条直线被一条
平行于它们的直线所截,则对应的同位角相等,从而能判定两条直线平行。
4.内角判定法:
```
a-----b
/
/
c----d
```
若角a等于角d(内角)或角b等于角c(内角),则可以判定两条线段ab和cd平行。
5.倾斜角判定法:
可以通过计算两条直线的倾斜角来判断其是否平行。
若两条直线的倾斜角相等且都不为垂直,那么这两条直线是平行的。
6.向量判定法:
设两条直线分别为l1和l2,分别取l1和l2上的两个点A、B,分别向两个方向生成向量v1和v2、如果v1与v2平行,则可以判定l1和l2平行。
这些方法是数学中常用的平行线判定方法,可以根据具体问题选择合适的方法进行判断。
在判定时需要注意条件的准确性以及合理性,不同判定方法可能在不同情况下适用。
高中数学证明线面平行的方法
高中数学证明线面平行的方法在高中数学学习中,证明线面平行是一个常见的问题。
这个问题需要我们运用一定的数学知识和技巧,来证明两条线段或两个平面之间的平行关系。
下面介绍一些证明线面平行的方法:1. 向量法向量法是证明线面平行的常见方法。
我们可以用向量来表示线段和平面的方向,然后通过向量的内积来判断它们是否平行。
具体来说,如果两个向量的内积为0,那么它们就是垂直的;如果内积不为0,那么它们就是平行的。
例如,如果要证明直线AB与平面P平行,则可以假设向量AB和平面P的法向量n不平行。
然后计算向量AB和n的内积,如果结果为0,则AB与P垂直;如果结果不为0,则AB与P平行。
2. 三角形相似法如果两个平行线段或两个平面之间的平行关系不容易用向量法证明,可以使用三角形相似法。
具体来说,我们可以选择一个三角形,在两个平行线段或平面上各取一个点,然后通过证明两个三角形相似来证明它们平行。
例如,如果要证明平面P和平面Q平行,则可以选择一个三角形ABC,在平面P上取点A和B,在平面Q上取点C,然后证明三角形ABC和三角形ACB相似,从而得出平面P和平面Q平行的结论。
3. 平行四边形法平行四边形法是证明线段平行或平面平行的一种简单方法。
具体来说,我们可以找到一个平行四边形,其中两条边分别是要证明平行的线段或平面,然后证明它的另外两条边也平行,从而得出结论。
例如,如果要证明线段AB与线段CD平行,则可以找到一个平行四边形ABCD,其中AB和CD是相邻的两条边,AC和BD是另外两条边,然后证明AC和BD也平行,从而得出线段AB与线段CD平行的结论。
综上所述,证明线面平行的方法有很多种,我们可以根据具体情况选择合适的方法进行证明。
除了上述方法,还有投影法、反证法等方法。
大家可以尝试学习和运用这些方法,提高数学证明的能力。
判断或证明线面平行的或垂直常用方法
同学们早上先把下面知识点看完然后做后面的四个题。
做完后再看看另一个知识点解析几何常见题型。
都发布在作业里面。
线线平行的证明方法:三线间平行的传递性,三角形中位线,平行四边形对边平行且相等,梯形的上下底平行,棱柱圆柱的侧棱平行且相等,两平行面被第三面所截交线平行,成比例(相似)证平行等等。
判断或证明线面平行的常用方法包括:(1)利用线面平行的定义,一般用反证法;(2)利用线面平行的判定定理(a⊄α,b⊂α,a∥b⇒a∥α),其关键是在平面内找(或作)一条直线与已知直线平行,证明时注意用符号语言的叙述;(3)利用面面平行的性质定理(α∥β,a⊂α⇒a∥β);(4)利用面面平行的性质(α∥β,a⊄β,a∥α⇒a∥β).【垂直类证明方法总结】证垂直的几种方法:勾股定理、等腰(边)三角形三线合一、菱形对角线、矩形(含正方形)、90度、相似三角形(与直角三角形)、圆直径对的圆周角、平行线、射影定理(三垂线定理)、线面垂直、面面垂直等证明线面垂直的方法:一是线面垂直的判定定理;二是利用面面垂直的性质定理;三是平行线法(若两条平行线中一条垂直于这个平面,则另一条也垂直于这个平面).解题时,注意线线、线面与面面关系的相互转化;1..如图,三棱柱ABC−A1B1C1中,侧面BB1C1C是菱形,其对角线的交点为O,且AB=AC1,AB⊥B1C.(1)求证:AO⊥平面BB1C1C;(2)若BB1=2,且∠B1BC=∠B1AC=60°,求三棱锥C1−ABC的体积.2.如图,四棱锥P−ABCD中,平面PDC⊥底面ABCD,△PDC是等边三角形,底面ABCD 为梯形,且∠DAB=60°,AB△CD,DC=AD=2AB=2.(△)证明:BD⊥PC△(△)求A到平面PBD的距离.3.如图,在几何体ABCDEFG中,底面四边形ABCD是边长为4的菱形,AC∩BD=O,∠ABC= 60°,AF//DE//CG,AF⊥平面ABCD,且AF=DE=4,CG=1.(1)证明:平面FBD⊥平面GBD;(2)求三棱锥G−DEF的体积.4.已知数列{a n}的通项公式为a n=n,S n为其前n项和,则数列{a n+1S n S n+1}的前8项和为__________.答案1.(1)∵四边形BB1C1C是菱形,∴B1C⊥BC1,∵AB⊥B1C,AB∩BC1=B,∴B1C⊥平面ABC1,又AO⊂平面ABC1,∴B1C⊥AO.∵AB=AC1,O是BC1的中点,∴AO⊥B1C,∵B1C∩BC1=O,∴AO⊥平面BB1C1C.(2)菱形BB1C1C的边长为2,又∠B1BC=60°,∴ΔBB1C是等边三角形,则B1C=2.由(1)知,AO⊥B1C,又O是B1C的中点,∴AB1=AC,又∠B1AC=60°,∴ΔAB1C是等边三角形,则AC=AB1=B1C=2.在RtΔACO中,AO=√AC2−CO2=√32×2=√3,∴V C1−ABC =V A−BCC1=13SΔBCC1⋅AO=13×12⋅2⋅2⋅sin120°⋅√3=12.(Ⅰ)由余弦定理得BD=√12+22−2×1×2cos60°=√3,∴BD2+AB2=AD2,∴∠ABD=90°,BD⊥AB,∵AB//DC,∴BD⊥DC.又平面PDC⊥底面ABCD,平面PDC∩底面ABCD=DC,BD⊂底面ABCD,∴BD⊥平面PDC,又PC⊂平面PDC,∴BD⊥PC.(Ⅱ)设A到平面PBD的距离为ℎ.取DC中点Q,连结PQ,∵△PDC是等边三角形,∴PQ⊥DC.又平面PDC⊥底面ABCD,平面PDC∩底面ABCD=DC,PQ⊂平面PDC,∴PQ⊥底面ABCD,且PQ=√3,由(Ⅰ)知BD⊥平面PDC,又PD⊂平面PDC,∴BD⊥PD.∴V A−PBD=V P−ABD,即13×12×√3×2×ℎ=13×12×1×√3×√3.解得ℎ=√32.3.(1)因为AF⊥平面ABCD,所以AF⊥BD,又AC⊥BD,AF∩AC=A,所以BD⊥平面AOF,所以BD⊥OF.因为四边形ABCD是边长为4的菱形,∠ABC=60°,所以ΔABC与ΔADC均为等边三角形,AC=4.所以OG2=OC2+GC2=5,OF2=OA2+AF2=20,FG2=AC2+(AF−GC)2=25,则OG2+OF2=FG2,所以OF⊥OG,又BD⊥OF,OG∩BD=O,所以OF⊥平面GBD,又OF⊂平面FBD,所以平面FBD⊥平面GBD.(2)因为GC//DE,DE⊂平面ADEF,GC⊄平面ADEF,所以GC//平面ADEF,所以V G−DEF=V C−DEF,取AD的中点H,连接CH,则CH=√32×4=2√3,CH⊥AD,由AF⊥平面ABCD,所以AF⊥CH,又AF∩AD=A,所以CH⊥平面ADEF.所以V C−DEF=13SΔDEF⋅CH=13×12×4×4×2√3=163√3.即三棱锥G−DEF的体积为163√3.4.由等差数列前n 项和公式可得:S n =n(n+1)2,则S n+1=(n+1)(n+2)2,由数列的通项公式可得:a n+1=n +1,∴a n+1S n S n+1=4n(n+1)(n+2)=2[1n(n+1)−1(n+1)(n+2)],则数列{a n+1Sn S n+1}的前8项和为: 2[(11×2−12×3)+(12×3−13×4)+⋯+(18×9−19×10)]=2×(12−190)=4445.【点睛】本题考查的核心是裂项求和,使用裂项法求和时,要注意正负项相消时消去了哪些项,保留了哪些项,切不可漏写未被消去的项,未被消去的项有前后对称的特点,实质上造成正负相消是此法的根源与目的.。
总结证明线面平行的常用方法
BC DA 1B 1C 1D 1图2AFE GαabA图1总结证明线面平行的常用方法空间直线与平面平行问题是立体几何的一个重要内容,也是高考考查的重点,下面就常见的线面平行的判定方法介绍如下:方法一、反证法【例1】求证:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行.(直线与平面平行的判定定理)已知:,,a b a αα⊄⊂∥b ,如图1.求证:a ∥α.【分析】要证明直线与平面平行,可以从直线与平面平行的定义入手,但从定义来看,必须说明直线与平面无公共点,这一点直接说明是困难的,但我们可以借助反正法来证明.【证明】假设直线a 与平面α不平行,又∵a α⊄,∴a A α=.下面只要说明aA α=不可能即可.∵a ∥b ,∴a ,b 可确定一平面,设为β. 又aA α=, ∴,A a A β∈∈.又b ,A αα⊂∈,∴平面α与平面β中含有相同的元素直线b ,以及不在直线b 上的点A, 由公理2的推论知,平面α与平面β重合. ∴a α⊂,这与已知a α⊄相矛盾. ∴a A α=不可能.故a ∥α.方法二、判定定理法【例2】正方体1AC 中,E、G 分别为BC 、11C D 的中点,求证:EG ∥平面11BDD B 【分析】要证明EG ∥平面11BDD B ,根据线面平行的判定定理,需在平面11BDD B 内找到一条与EG 平行的直线,充分借助E、G 为中点的条件.【证明】如图2,取BD 的中点为F,连结EF ,1D F . ∵E为BC 的中点, ∴ EF ∥CD 且12EF CD =又∵G 为11C D 的中点, ∴ 1D G ∥CD 且112D G CD =∴ EF ∥1D G ,且1EF D G =B C DA 1B 1C 1D 1ANME F图3故四边形1EFD G 为平行四边形.∴ 1D F ∥EG又1D F ⊂平面11BDD B ,且EG ⊄平面11BDD B , ∴ EG ∥平面11BDD B 【评注】根据直线与平面平行的判定定理证明直线和平面平行的关键是在平面内找到 一条直线和已知直线平行,常用到中位线定理 、平行四边形的性质、成比例线段、平行转移法、投影法等.具体应用时,应根据题目条件而定.方法三、运用面面平行的性质定理【例3】在正方体1111ABCD A B C D -中,点N 在BD 上,点M 在1B C 上,且CM DN =,求证:MN ∥平面11AA BB .【分析】若过MN 能作一个平面与平面11AA BB 平行,则由面面平行的性质定理,可得MN 与平面11AA BB 平行.【证明】如图3,作MP ∥1BB ,交BC 与点P,联结NP . ∵ MP ∥1BB ,∴1CM CPMB PB=. ∵1BD B C =,DN CM =,∴1B M BN =, ∵1CM DN MB NB =,∴DN CPNB PB= ∴NP ∥CD ∥AB , ∴面MNP ∥面11AA BB . ∴MN ∥平面11AA BB【评注】本题借助于成比例线段,证明一个平面内的两条相交直线与另一个平面内的两条相交直线分别平行,得到这两个平面平行,进而得到线面平行,很好地体现了线面、线线、面面平行关系之间的转化思想.。
线面平行的判定
线面平行的判定在几何图形中,线面平行是一种常见的概念,它有很多实际应用,如构建建筑物、摆放家具或计算机绘图等等。
学习如何判断两条线或两个面是否平行可以让我们更好地利用几何知识。
线的平行判定一般有以下几种方法:一、线的平行判定1.线的斜率相等:如果两条直线的斜率相等,则它们是平行的,斜率就是斜线的倾斜度,它的定义为:斜线的高度与它的宽度的比值。
2.线的斜率分别为∞和0:果两条线的斜率分别为∞和0(无穷大和零),则它们也是平行的。
3.线的斜率相反:如果两条直线的斜率相反,一条是正斜率,一条是负斜率,则它们也是平行的。
4.线的垂直:如果两条直线垂直,则它们也是平行的。
二、的平行判定1.面的斜率相等:如果两个平面的法向量的斜率相等,则它们是平行的。
2.面的斜率分别为∞和0:果两个平面的斜率分别为∞和0,则它们也是平行的。
3.面的斜率相反:如果两个平面的斜率相反,一条是正斜率,一条是负斜率,则它们也是平行的。
4.面的垂直:如果两个平面垂直,则它们也是平行的。
三、几何概念的交叉判定1.与面的交叉判定:如果一条直线与一个平面都是平行的,则它们是交叉的。
2.与线的交叉判定:如果两条直线都是平行的,则它们是交叉的。
3.与面的交叉判定:如果两个平面都是平行的,则它们是交叉的。
在几何中,判断两条线或两个面是否平行是一种常见的习题,尤其是在处理几何图形及它们间的关系时,通常需要将这类习题解决了才能继续处理更复杂的关系和图形。
此外,有些关于线面平行的概念也有它们的实际应用,如建筑物的设计,家居摆放等。
因此,学习如何判断两条线或两个面是否平行,尤其在几何学上,是很有必要的,有助于我们更好地利用几何知识和应用几何知识。
谈谈证明线面平行问题常用的几种方法
证明线面平行的问题侧重于考查同学们的空间想象能力与数学运算能力.根据直线与平面平行的定义可知,要判断直线与平面是否平行,只需判定直线与平面有没有公共点.但由于直线是无限延伸的,平面是无限延展的,因此利用定义法不易快速证明线面平行,需运用转化思想,把线面平行问题转化为线线平行问题、面面平行问题、空间向量之间的位置关系问题,利用线面平行的判定定理、面面平行的性质定理,通过空间向量运算来求解.下面谈一谈证明线面平行的三种方法.一、利用线面平行的判定定理进行证明线面平行的判定定理:如果平面外一条直线与平面内的一条直线平行,那么该直线与该平面平行.利用线面平行的判定定理,可由线线平行推出线面平行.在证明线面平行时,可根据题意和几何图形的特点,添加合适的辅助线,利用中位线的性质、平行四边形的性质寻找或作出平行线,以利用线面平行的判定定理证明线面平行.例1.如图1,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,O为AC的中点,M为PD的中点,证明:PB//平面ACM.证明:如图1,连接MO,BD.在平行四边形ABCD中,O为AC的中点,∴O为BD的中点,∵M为PD的中点,∴MO为ΔPBD的中位线,∴PB//MO,又PB⊄平面ACM,MO⊂平面ACM,∴PB//平面ACM.想要证明PB//平面ACM,需在平面ACM内找到一条与直线PB平行的直线,于是添加辅助线,作出ΔPBD的中位线MO.由三角形中位线的性质可知MO//PB,即可利用线面平行的判定定理证明线面平行.例2.如图2,四棱锥P-ABCD的底面ABCD为直角梯形,侧棱AP⊥平面ABCD,AB⊥AD,AD=2BC.若点E为棱PD的中点.求证:CE//平面ABP.证明:如图2所示,取PA的中点F,连接BF,EF,在ΔPAD中,点F,E分别是PA,PD的中点,∴EF为ΔPAD的中位线,∴EF//AD,EF=12AD,∵ AD=2 BC,∴AD//BC,BC=12AD,∴EF//BC,EF=BC,∴四边形EFBC是平行四边形,∴CE//BF,∵CE⊄平面ABP,BF⊂平面ABP,∴CE//平面ABP.通过作辅助线构造出平行四边形EFBC,再利用中位线的性质和平四边形的性质即可证明EF//AD、CE//BF.而CE在平面ABP外,BF在平面ABP内,利用线面平行的判定定理,就能证明CE//平面ABP.例3.如图3,S是平行四边形ABCD外一点,M,N分别是SA、BD上的点,且AMSM=BN ND,求证:MN//平面SDC.证明:连接AN,并延长AN延长线交CD于点P,连接SP,∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB//PD,∴ΔABN∽ΔPDN,∴BNND=AN NP,又AMMS=AN NP,∴AMAS=AN AP,∴MN//SP,∵MN⊄平面SDC,SP⊂平面SDC,∴MN//平面SDC.通过作辅助线,构造出两个相似三角形ΔABN与ΔPDN,再根据相似三角形的性质可证明MN//SP.而图1图2图346方法集锦图4三、利用空间向量进行证明若几何图形中有两两垂直的三条线,为坐标轴,建立空间直角坐标系,分别求出直线的方向向量和平面的法向量的方向向量与平面的法向量垂直,平面平行.。
线面平行证明的常用方法
线面平行证明的常用方法线面平行的常用证明方法有以下几种:1.直线斜率法:对于一条直线和一个平面,我们可以通过计算直线的斜率和平面的法向量来判断它们是否平行。
如果直线的斜率与平面的法向量垂直,那么它们就是平行的。
举个例子,如果一条直线的斜率为m,并且平面的法向量为N(x,y,z),那么直线和平面平行的条件是m*N=0。
2.距离法:使用距离的概念,我们可以通过计算一条直线到一个平面的距离来判断它们是否平行。
如果直线到平面的距离为0,那么它们就是平行的。
假设直线的方程为ax + by + cz + d = 0,平面的方程为Ax + By + Cz + D = 0,直线上任意一点的坐标为(x₀, y₀, z₀),那么直线到平面的距离可以通过以下公式计算:distance = ,A * x₀ + B * y₀ + C * z₀ + D, / sqrt(A^2 + B^2+ C^2)如果直线到平面的距离为0,那么它们就是平行的。
3.两向量法:我们可以通过计算直线的方向向量和平面的法向量的点积来判断它们是否平行。
如果直线的方向向量与平面的法向量垂直,那么它们就是平行的。
假设直线的方向向量为V(a,b,c),平面的法向量为N(x,y,z),那么直线和平面平行的条件是V·N=a*x+b*y+c*z=0。
4.三点共线法:对于一个包含直线上三个不同点的平面,如果这三个点共线,那么直线和平面是平行的。
假设直线上的三个点为A(x₁,y₁,z₁),B(x₂,y₂,z₂),C(x₃,y₃,z₃),可以计算三个向量AB,AC和平面的法向量N进行叉乘,得到一个新的向量M。
如果M的长度为0,那么直线和平面是平行的。
5.平行线与交线法:如果两个平行的直线分别与一个平面的交线平行,并且交线不在这两条直线上,那么这两条直线和平面是平行的。
假设平行直线的方程为l₁: ax + by + cz + d₁ = 0,l₂: ax + by + cz + d₂ = 0,平面的方程为π: Ax + By + Cz + D = 0。
线面平行证明常用方法
精品文档线面平行证明的常用方法方法一:两平行线能确定一个平面,过已知直线的两个端点作两条平 行线使它们与已知平面相交,关键:找平行线,使得所作平面 与已知平面的交线。
(08浙江卷)如图,矩形ABC 丙梯形BEFC 所在平面互相垂直,BE//CF ,.BCF= CEF=90 ,AD= .3,EF=2。
求证:AE//平面 DCF.分析:过点E 作EG//AD 交FC 于G, DG 就是平面AEGD 与平面DCF 的交线,那么只要证明 AE//DG 即可。
证明:过点E 作EG_CF 交CF 于G ,连结DG ,A 可得四边形BCGE 为矩形,又ABCD 为矩形, 所以AD 垄EG ,从而四边形ADGE 为平行四边形故 AE // DG .因为AE 二平面DCF ,DG 二平面DCF , 所以AE //平面DCF . 方法二:直线与直线外一点有且仅有一个平面,关键:找第三个点,使得所作平面与已知平面的交线。
(06北京卷)如图,在底面为平行四边形的四棱锥 P - ABCD 中,AB _ AC , PA _平面ABCD ,且PA -AB ,点E 是PD 的中点.求证:PB//平面AEC .分析:由D 、P 、B 三点的平面与已知平面 AEC 的交线最易找,第三个点选其它的 点均不好找交线.1 \ B ■ , '\ ___' -* 1 G ED证明:连接BD,与AC相交于O,连接EO.••• ABCD是平行四边形,•••O是BD的中点又E是PD的中点•EO// PB.又PB 平面AEC,EO 平面AEC,•PB//平面 AEC. DC方法三:两个平面是平行,其中一个平面内的直线和另一个平面平行关键:作平行平面,使得过所证直线作与已知平面平行的平面(08安徽卷)如图,在四棱锥O-ABCD中,底面ABCD四边长为1的菱形,H 亠一ABC , OA _底面ABCD , OA=2,M为OA的中点,N为BC的中4点,证明:直线MN ||平面OCD分析:M为OA的中点,找OA(或AD)中点,再连线。
平行度的检验方法
平行度的检验方法平行度是指两个线、面或体之间的位置关系,即它们是否平行。
在实际应用中,平行度的检验是非常重要的,尤其在制造、测量和设计领域。
平行度的检验可以通过多种方法进行,下面将介绍其中的几种方法。
一、直观法直观法是最简单的一种方法,通过直接观察来判断两个物体是否平行。
这种方法适用于要求不严格的情况,但是由于主观性较强,所以在严格要求的情况下不能单纯依赖直观法。
二、比较法比较法是通过与参考物进行比较来判断两个物体的平行度。
通常使用光学投影仪、示波器等仪器进行比较。
比较法的优点是便捷、直观,但需要有一个准确的参考物,且对仪器的操作要求较高。
三、测量法测量法是通过测量物体相对于参考面的位置来判断其平行度。
常用的测量仪器有游标卡尺、千分尺、测微计等。
测量法的优点是准确性较高,但需要进行精确的测量,并对仪器进行修正和校准。
四、投影法投影法是通过投影的方式来判断物体的平行度。
常用的投影仪有平行光投影仪和杠杆投影仪。
投影法的优点是便捷、准确,但对仪器的使用要求较高。
五、数值法数值法是通过数值计算来判断物体的平行度。
通常使用计算机辅助设计和数值分析软件进行计算。
数值法的优点是准确性高,可以对多个物体进行同时计算,但需要一定的计算机知识和技术支持。
六、统计法统计法是通过多次测量来计算物体的平行度,并通过统计分析来判断其是否合格。
通常使用统计学的方法进行分析,如均值、标准差、偏度等。
统计法的优点是可以对大量数据进行分析,并可以判断其可靠性,但需要进行多次测量和较复杂的统计计算。
以上是几种常用的平行度检验方法,不同的方法适用于不同的情况。
在实际应用中,可以根据具体的要求和条件选择合适的方法进行检验,并结合多种方法进行综合评估,以确保对平行度的准确判断。
线线平行的五种证法
线线平行的五种证法湖南省 龙志明一、定义法即证明两条直线在同一个平面上且没有公共点。
【例1】如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行. 已知://,,a b αβγαγβ==,求证://a b . 证明:∵//,,a b αβαβ⊂⊂,∴,a b 没有公共点,又∵,a b γγ⊂⊂,∴//a b . 二、平行公理平行于同一直线的两条直线平行【例2】经过正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱BB 1作一平面交平面AA 1D 1D 于E 1E ,求证:E 1E ∥B 1B证明:11111111111////B BEE AA B BEE BB B BEE AA BB AA ⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊂⊄1111111111111////EE AA EE B BEE A ADD A ADD AA B BEE AA ⇒⎪⎭⎪⎬⎫=⊂ 111111//////EE BB EE AA BB AA ⇒⎭⎬⎫三、利用“平行链”即利用直线与平面平行的判定与性质定理。
【例3】已知直线a ∥平面α,直线a ∥平面β,平面α平面β=b ,求证//a b .证明:经过a 作两个平面γ和δ,与平面α和β分别相交于直线c 和d ,∵a ∥平面α,a ∥平面β,∴a ∥c ,a ∥d ,∴c ∥d , 又∵d ⊂平面β,c ∉平面β,∴c ∥平面β, 又c ⊂平面α,平面α∩平面β=b ,∴c ∥b ,又∵a ∥c ,所以,a ∥b . 点评:本题的证明综合了直线与平面平行的判定与性质定理以及公理4,利用了一系列的“平行链”。
四、利用线面垂直的性质定理即垂直于同一平面的两直线平行。
【例4】如图,已知.,,,,AB a a B EB A EA l ⊥⊂⊥⊥=⋂αβαβα于于求证a ∥l证明:d c b aδγβαD 1C 1B 1ABCDA 1E 1E,,,,,//.EA EB l EA l EABl l EB a EA a EA a AB a EAB a l αβαβαα⊥⊥⊥⎫⎫⇒⇒⊥⎬⎬⋂=⊥⎭⎭⊂⊥∴⊥⊥∴⊥∴平面又又平面五、利用面面平行的性质定理如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行。
证线面平行的常见方法
证线面平行的常见方法1. 用对称性证明线面平行如果两条线段或两个平面之间具有对称性,那么这两者之间的关系就是平行的。
如果两个平面对于某个轴对称,那么它们就是平行的。
如果两条线段相对称,那么就可以通过平移来证明它们平行。
举个例子,如果我们有两个互相垂直的平面,那么它们对于它们的交线具有对称性。
我们可以通过将一个平面上的点对称到另一个平面上来证明这两个平面平行,其中每个点都延伸至它们与交线的距离相等。
另一种证明线面平行的方法是使用投影。
这种方法将两个物体的轮廓投射到同一个平面上,以确定它们是否平行。
如果我们有两条相交的线段,我们可以将它们沿着它们的交点投影到一个新的平面上,然后判断它们是否平行。
如果它们在新平面上的投影是平行的,那么它们本身应该是平行的。
相似三角形定理是在几何学中非常有用的,它可以帮助我们证明三角形之间的相似性以及线面之间的平行性。
当两个三角形中每个角度的大小相等时,它们就是相似的。
根据相似三角形定理,相似的三角形具有相同的比例。
假设我们有两个平行的直线和一条横跨它们的任意直线,如果我们从这条横跨的线上任意选择两个点来与两个平行直线相交,那么与它们相交的各个线段所代表的三角形就是相似的。
因为这些三角形都有相同的角度大小和形状,它们之间的相似性可以用相同的比例来表示。
垂直线性质是在证明线面平行时经常用到的一种方法。
如果一条线段与另外两条直线的夹角均为直角,则这两条直线是平行的。
这个性质也适用于平面上两个直角相交的线。
举个例子,如果我们有两条相交的直线和一条平行于其中一条直线的第三条直线,那么与平行线相交的其他直线的夹角应该是直角,否则平行线将无法保持平行。
这证明了平行线的存在。
向量是另一种证明线面平行的有用工具。
向量的方向和大小定义了一条直线或一个平面的性质。
如果给定两个向量,我们可以通过它们的点积和叉积来计算它们之间的夹角和平行性。
总结:证明线面平行是建立几何学定理的基础之一,在几何学中有重要的应用。
线面平行的判定
判定定理的证明
• 证明线面平行的判定定理,我们可以采用反证法。假设直线a与 平面β平行,但存在直线b在平面β内与直线a不平行。那么,直 线a和直线b必然相交于一点。由于直线a与平面β平行,那么直 线b必然与直线a平行,这与我们的假设矛盾。因此,我们的假 设是错误的,即如果一条直线与平面平行,那么这条直线与平 面内的任何直线都平行。
为0。
若平面内的直线与另一平面相交, 则该直线与另一平面的交点个数
为1。
若平面内的直线与另一平面重合, 则该直线与另一平面的交点个数
为无数。
2023
PART 04
线面平行判定方法的实例
REPORTING
直线与平面平行实例
直线与平面平行,则直线与平面内任意一条直线平行。 直线与平面平行,则直线与平面内的直线没有交点。
• 向量法:如果一条向量为$\overset{\longrightarrow}{a}$,一个平面内的两个 不共线的向量为$\overset{\longrightarrow}{b}$和 $\overset{\longrightarrow}{c}$,则$\overset{\longrightarrow}{a}$与平面 平行的充分必要条件是$\overset{\longrightarrow}{a}$与 $\overset{\longrightarrow}{b}$、$\overset{\longrightarrow}{c}$都垂直。 即$\overset{\longrightarrow}{a} \cdot \overset{\longrightarrow}{b} = 0$ 且$\overset{\longrightarrow}{a} \cdot \overset{\longrightarrow}{c} = 0$。
判断平行线的五种方法
判断平行线的五种方法判断平行线有好几种超棒的方法呢!一、同位角相等法如果两条直线被第三条直线所截,所得的同位角相等,那么这两条直线平行。
这就好比两个小伙伴在同一起跑线上朝着同一个方向跑,速度一样的话,他们肯定是平行前进的呀!在使用这个方法的时候,一定要准确找到同位角,可别找错了哦!那可就闹大笑话啦!这种方法在几何图形的证明中超级好用,比如证明平行四边形的对边平行就可以用这招。
想象一下,平行四边形的两组对边就像两对整齐的队伍,同位角相等就是它们前进的规则,这样它们就一直平行啦!二、内错角相等法两条直线被第三条直线所截,内错角相等,它们就是平行线。
这就好像两个人走在一条路上,一个人走在左边,一个人走在右边,但是他们的方向偏差一样,那他们肯定也是平行走的嘛!用这个方法得仔细观察内错角,千万别搞混了。
在解决一些实际问题中,比如测量电线杆是否平行,就可以通过测量内错角来判断。
要是内错角相等,那就可以放心啦,电线杆肯定是平行的,不会歪七扭八。
三、同旁内角互补法两条直线被第三条直线所截,同旁内角互补,这两条直线平行。
这就像两个好兄弟,一个往东走,一个往西走,但是他们加起来走的角度是180 度,那他们肯定是平行的呀!用这个方法的时候要注意计算同旁内角的和,可不能算错了。
在建筑设计中,这个方法很有用哦!如果两根柱子的同旁内角互补,那它们肯定是平行的,这样建筑才会更稳固。
四、平行于同一条直线的两条直线平行如果两条直线都和第三条直线平行,那么这两条直线也平行。
这就好比三个人一起走路,A 和B 平行,B 和C 平行,那A 和C 肯定也平行呀!这个方法很简单明了,在解决一些复杂的几何问题时,可以通过找到中间的那条平行直线来判断另外两条直线是否平行。
五、在同一平面内,垂直于同一条直线的两条直线平行如果两条直线都垂直于同一条直线,那么它们平行。
这就像两根柱子都垂直于地面,那它们肯定是平行的嘛!用这个方法的时候要确定是在同一平面内哦,不然可就不灵啦!在日常生活中,比如窗户的横竖框,它们垂直于同一条边,所以它们是平行的,这样窗户才会更美观。
线面平行的判定定理
线面平行的判定定理线面平行的判定定理是几何学中非常重要的定理之一,它帮助我们判断线和面是否平行,从而在解决问题中起到了重要的作用。
本文将介绍线面平行的判定定理的相关概念和推导过程,帮助读者更好地理解这一定理的应用。
首先,我们来了解一下什么是线面平行。
在三维空间中,线和面之间的平行关系是指线和面的方向相同,但它们不一定在同一个平面内。
如果我们能够判断出线和面之间的平行关系,就可以在实际问题中更好地进行分析和求解。
线面平行的判定定理可以分为两个部分,一是线面平行的充分条件,二是线面平行的必要条件。
下面我们将分别介绍这两个部分。
1. 线面平行的充分条件。
线面平行的充分条件是指如果一条直线与一个平面内的一条直线平行,那么这条直线与这个平面平行。
这个定理可以通过以下推导来证明。
假设有一条直线l和一个平面P,如果直线l与平面P内的一条直线m平行,那么我们可以得到以下结论,直线l与直线m的方向向量相同。
设直线l上一点为A,直线m上一点为B,平面P上一点为C。
则有向量AB与平面P的法向量n垂直,即AB·n=0。
又因为直线l与直线m平行,所以直线l上的任意一点与直线m 上的任意一点的连线与平面P的法向量n平行,即AB·n=AC·n=0。
所以直线l 与平面P平行。
通过以上推导,我们可以得出线面平行的充分条件,如果一条直线与一个平面内的一条直线平行,那么这条直线与这个平面平行。
2. 线面平行的必要条件。
线面平行的必要条件是指如果一条直线与一个平面平行,那么这条直线与这个平面内的一条直线平行。
这个定理可以通过以下推导来证明。
假设有一条直线l和一个平面P,如果直线l与平面P平行,那么我们可以得到以下结论,直线l与平面P的法向量n垂直,即l·n=0。
设直线l上一点为A,平面P上一点为B,平面P内的一条直线m上一点为C。
则有向量AB与直线m 的方向向量相同,即AB与m平行。
又因为直线l与平面P平行,所以直线l上的任意一点与平面P内的一点的连线与直线m的方向向量平行,即AB与m平行。
证明线面平行的方法
证明线面平行的方法线面平行是指一条直线和一个平面上的一条直线不存在交点,且两个图形之间的距离保持不变。
在实际生活中,我们常常需要证明一条线和一个平面是平行的,以便绘制几何图形,计算并确定物体体积和面积等。
下面我们将详细讲解如何证明线面平行的方法。
首先,我们可以使用欧几里得几何学中的平行公设来证明线面平行。
这个公设源于欧几里得的《几何原本》,它认为如果有两条直线,它们在某个平面内,且这两条直线只有一个公共点,并且在该公共点处的内角相加为180度,则这两条直线在该平面中是平行的。
换句话说,如果我们知道了一个平面上的直线和另外一个直线的内角之和为180度,那么这两条直线就是在该平面中平行的。
使用这个公设时,我们可以首先检查两个线段或者两个直线是否在同一平面内,如果在同一平面内,我们就可以通过计算它们的内角之和来判断它们是否平行。
其次,我们可以利用向量的性质来证明线面平行。
向量的性质指出,如果两个向量的点积为零,那么这两个向量是垂直的,如果两个向量的叉积为零,那么这两个向量是共面的。
我们可以把这个性质应用到平行线和平面上的向量上。
如果平面上的一条直线与另一条直线平行,那么它们的向量必须是平行的。
我们可以使用向量的点积来查看这两个向量是否垂直。
如果两个向量的点积为零,那么它们是垂直的,因为它们在同一平面上,所以我们可以得出这两个向量是共面的。
如果这两个向量是共面的,那么它们所在的平面和第三条线段是在同一个平面上的,我们就可以得出第三条线段也是平行于这两个向量的平面。
最后,我们可以使用反证法来证明线面平行。
反证法是一种常用的证明方法,它认为如果我们假定一个命题的反面成立,那么这个假设将导致矛盾和不一致,从而可以说明原来的命题是正确的。
我们可以提出一个假设,即该直线不与该平面平行。
假设该直线与该平面在某一点相交。
那么在这个相交点处,该直线与该平面的切线应该是垂直的。
但是,这会导致该直线与该平面在该点形成一个角度,这个角度是不可能为零,因为一条直线和平面的夹角无法为零。
平行线判定的六种方法
平行线判定的六种方法平行线是在同一个平面内,永远不会相交的直线。
判断两条直线是否平行有多种方法,以下将介绍六种常见的方法。
1.以平行线的定义为基础进行判断:平行线的定义是在同一平面内,永远不会相交的直线。
因此,如果两条直线在同一平面内,且永远不会相交,那么它们就是平行线。
2.利用平行线的特性进行判断:平行线具有许多特性,其中一条是平行线与平面内的一条横截线所对应的内角是相等的。
如果两条直线分别与一条横截线所对应的内角相等,那么它们就是平行线。
3.使用同位角的性质进行判断:同位角是指两条平行线被一条横截线所切割的对应角,它们的度数是相等的。
如果两条直线之间的对应角度数相等,则它们是平行线。
4.利用平行线的任意两线上的任意一对内错角的和为180度进行判断:当两条平行线被一条横截线所切割时,内错角指两条线之间的两个相邻内角,它们的和一定等于180度。
如果两条直线之间的内角和等于180度,则它们是平行线。
5.使用三角形内角和定理进行判断:如果两条直线在同一平面上与另一条直线相交,形成两组内角,则两组内角的和分别为180度。
如果两组内角和相等,则它们所对应的直线是平行线。
6.应用斜率进行判断:如果两条直线的斜率分别相等或互为相反数,则它们是平行线。
直线的斜率可以通过两点间的坐标来计算,如果两条线的斜率相等,则它们平行;如果两条线的斜率互为相反数,则它们也是平行线。
注意,斜率不存在或为零的直线不可判断平行。
通过以上六种方法,我们可以判断两条直线是否平行。
需要注意的是,不同方法适用于不同的情况,并且每种方法都可能存在特殊情况下无法判断的情况。
因此,在实际解题过程中需要根据具体情况选择合适的方法进行判断。
线线平行、线面平行、面面平行的判定方法(本人原创)
在空间“线线平行、线面平行、面面平行”的判定方法一、两条直线平行的判定方法(1)在同一平面内没有公共点的两条直线平行(定义)(2)先证在同一平面内,再用平面几何中的平行线的判定理或者相关图形的性质进行证明。
如①在同一平面内,两条直线被第三条直线所截,如果同位角或内错角相等,或同旁内角互补,则两直线平行。
②三角形、梯形中位线定理。
③平行四边形、矩形、菱形、正方形性质(对边平行)。
④在同一个平面内,同垂直于一条直线的两条直线平行(注意:此结论在空间不适合)。
(3)(线面平行的性质)如果一条直线和一个平面平行,则经过这条直线的一个平面与这个平面相交,那么这条直线和交线平行。
(4)如果两直线都平行于第三条直线,那么这两条直线互相平行(平行的传递性)。
(5)(面面平行的性质)如果两个平行平面分别和第三个平面相交,则它们的交线平行。
(6)(线面垂直的性质之一)如果两条直线垂直于同一个平面,那么这两条直线平行。
(7)用向量证明。
二、一条直线和一个平面平行的判定(1)如果一直线和一平面没有公共点,那么这条直线就和这个平面平行(定义)(2)平面外的一条直线,如果和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线就和这个平面平行(线面平行的判定定理)。
(3)如果两个平面相互平行,那么在一个平面内的任何一条直线都平行于另一个平面.(线面平行的性质)。
(4)向量法。
三、两个平面平行的判定(1)如果两个平面没有公共点,那么这两个平面互相平行(定义)(2)如果一个平面内的两条相交直线分别和另一个平面平行,那么这两个平面平行。
(3)如果一个平面内的两条相交直线分别平行于另一个平面内的两条相交直线,那么这两个平面平行。
(4)如果两个平面分别平行于第三个平面,那么这两个平面平行。
(5)如果两个平面垂直于同一条直线,那么这两个平面平行。
在空间“线线垂直、线面垂直、面面垂直”的判定方法一、两条直线垂直的判定(1)在同一个明面内证明两条直线垂直可按照平面几何的有关定理和方法判定。
判定平行线的6种方式
判定平行线的6种方式对于平面几何学来说,平行线的概念是基础中的基础。
如何判定两条直线是否平行,一直都是学生们学习的难点。
在这篇文章中,我们将会介绍6种判定平行线的方式,并按照类别进行归纳总结,希望能够为广大学生提供一些实用的方法。
一、基于定义判断平行线的定义为两条直线不相交,且在同一平面内没有交点的直线。
因此,我们可以通过观察直线是否相交来判定它们是否平行。
如果两条直线相交,那么它们就不是平行线。
二、基于性质判断1. 同位角性质同位角性质是指:两条直线被一条截线所切割时,同位角之和为180度。
如果两条直线被同一条截线所切割,而它们的同位角之和为180度,那么这两条直线就是平行线。
2. 夹角性质夹角性质是指:两条平行线被截割时所形成的相对角相等。
如果两条直线被一条截线所切割,而它们所形成的相对角相等,那么这两条直线就是平行线。
3. 垂线性质垂线性质是指:一条直线和另一直线的垂线重合时,这两条直线就是垂直的。
如果两条直线互为垂直关系,那么它们所在的直线就是平行线。
三、基于画法判断1. 平移法平移法是指:先画出一条直线,然后保持这条直线不动,在其上方或下方平行地画一条新的直线,那么这两条直线就是平行线。
2. 垂线法垂线法是指:画出一条直线和另一直线的垂线,如果垂线和另一直线所在的直线重合,那么这两条直线就是平行线。
3. 三角形法三角形法是指:从这两条直线上任取一点,分别向另一条直线作垂线。
如果这两条垂线所在的直线重合,那么这两条直线就是平行线。
通过以上6种判定平行线的方式,我们可以更加准确地判断两条直线是否平行。
学习这些方法可以让我们更加轻松地应对平行线的相关题目,且有助于我们对平面几何学的深入了解。
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B C
D
A 1
B 1
C 1
D 1
图2
A
F
E
G
α
a
b
A
图1
线面平行的常用判断法
空间直线与平面平行问题是立体几何的一个重要内容,也是高考考查的重点,下面就常见的线面平行的判定方法介绍如下:
一、反证法
例1求证:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行.(直线与平面平行的判定定理)
已知:,,a b a αα⊄⊂∥b ,如图1. 求证:a ∥α.
分析:要证明直线与平面平行,可以从直线与平面平行的定义入手,但从定义来看,必须说明直线与平面无公共点,这一点直接说明是困难的,但我们可以借助反正法来证明.
证明:假设直线a 与平面α不平行,又∵a α⊄,∴a A α=.
下面只要说明a
A α=不可能即可.
∵a ∥b ,∴a ,b 可确定一平面,设为β. 又a
A α=, ∴,A a A β∈∈.
又b ,A αα⊂∈,
∴平面α与平面β中含有相同的元素直线b ,以及不在直线b 上的点A, 由公理2的推论知,平面α与平面β重合. ∴a α⊂,这与已知a α⊄相矛盾. ∴a A α=不可能.故a ∥α.
二、判定定理法
例2 正方体1AC 中,E、G 分别为BC 、11C D 的中点,求证:EG ∥平面11BDD B 分析:要证明EG ∥平面11BDD B ,根据线面平行的判定定理,需在平面11BDD B 内找到一条与EG 平行的直线,充分借助E、G 为中点的条件.
证明:如图2,取BD 的中点为F,连结EF ,1D F . ∵E为BC 的中点, ∴ EF ∥CD 且1
2
EF CD =
又∵G 为11C D 的中点, ∴ 1D G ∥CD 且11
2
D G CD =
B C D
A 1
B 1
C 1
D 1
A
N
M
E F
图3
∴ EF ∥1D G ,且1EF D G =
故四边形1
EFDG 为平行四边形.∴ 1D F ∥EG 又1D F ⊂平面11BDD B ,且EG ⊄平面11BDD B , ∴ EG ∥平面11BDD B 评注:根据直线与平面平行的判定定理证明直线和平面平行的关键是在平面内找到 一条直线和已知直线平行,常用到中位线定理 、平行四边形的性质、成比例线段、平行转移法、投影法等.具体应用时,应根据题目条件而定.
三、运用面面平行的性质定理
例3 在正方体1111ABCD A BC D -中,点N 在BD 上,点M 在1B C 上,且CM DN =,求证:MN ∥平面11AA BB .
分析:若过MN 能作一个平面与平面11AA BB 平行,则由面面平行的性质定理,可得MN 与平面11AA BB 平行.
证明:如图3,作MP ∥1BB ,交BC 与点P,联结NP . ∵ MP ∥1BB ,∴
1CM CP
MB PB
=
. ∵1BD B C =,DN CM =,
∴1B M BN =, ∵1CM DN
MB NB
=
,∴DN CP NB PB = ∴NP ∥CD ∥AB , ∴面MNP ∥面11AA BB . ∴MN ∥平面11AA BB
评注:本题借助于成比例线段,证明一个平面内的两条相交直线与另一个平面内的两条相交直线分别平行,得到这两个平面平行,进而得到线面平行,很好地体现了线面、线线、面面平行关系之间的转化思想.。