空间位置关系的判断与证明

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空间位置关系的判断与证明

空间位置关系的判断与证明

空间位置关系的判断与证明

空间中的线面关系

要求

层次

重难点

空间线、面

的位置关系

B

①理解空间直线、平

面位置关系的定义,

并了解如下可以作为

推理依据的公理和定

理.

◆公理1:如果公理1,公

理2,公理

3,公理4,

定理*

A

高考要求

模块框架

空间位置关系的判断与证明

*公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内.

公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.

公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线.

公理4:平行于同一条直线的两条直线平行.定理:空间中如果两个角的两条边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.

知识内容

1.集合的语言:

我们把空间看做点的集合,即把点看成空间中的基本元素,将直线与平面看做空间的子集,这样便可以用集合的语言来描述点、直线和平面之间的关系:

点A 在直线l 上,记作:A l ∈;点A 不在直线l 上,记作A l ∉;

点A 在平面α内,记作:A α∈;点A 不在平面α内,记作A α∉;

直线l 在平面α内(即直线上每一个点都在平面α内),记作l α⊂; 直线l 不在平面α内(即直线上存在不在平面α内的点),记作l α⊄;

直线l 和m 相交于点A ,记作{}l m A =,简记为l m A =;

平面α与平面β相交于直线a ,记作a αβ=. 2.平面的三个公理:

⑴ 公理一: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. 图形语言表述:如右图:

符号语言表述:,,,A l B l A B l ααα∈∈∈∈⇒⊂ ⑵ 公理二:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面,

空间位置关系的判断与证明.板块二.对空间位置关系的判断.学生版

空间位置关系的判断与证明.板块二.对空间位置关系的判断.学生版

【例1】 直线和平面所成的角为α,则( )

A .090α︒<<︒

B .090α︒︒≤≤

C .090α︒<︒≤

D .090α︒<︒≤

【例2】 若直线a ∥平面α,直线b ⊂平面α,则直线a 与b 的位置关系是

【例3】 室内有一根直尺,无论怎么放置,在地面上总有这样的直线,它与直尺所在的直线

A .异面

B .相交

C .平行

D .垂直

【例4】 若不共线的三点到平面α的距离相等,则该三点确定的平面β与α之间的关系为

( )

A .平行

B .相交

C .平行或相交

D .无法确定

【例5】 设a b ,为两条直线,αβ,为两个平面,下列四个命题中,正确的命题是( )

A .若a b ,与α所成的角相等,则a b ∥

B .若a α∥,b β∥,αβ∥,则a b ∥

C .若a α⊂,b β⊂,a b ∥,则αβ∥

D .若a α⊥,b β⊥,αβ⊥,则a b ⊥

【例6】 下列命题中,真命题有_______.

①若,,//a b a b αβ⊂⊂,则//αβ;

②若//,//,//,//a a b b αβαβ,则//αβ; ③若,,//a b a αββ⊂⊂,则a b =∅;

④若//,//,//,//,a a b b a b A αβαβ=,则αβ=∅;

【例7】 m ,n 是空间两条不同直线,α,β是空间两条不同平面,下面有四个命题:

①,;m n m n αβαβ⊥⇒⊥, ②,,;m n m n αβαβ⊥⊥⇒ ③,,;m n m n αβαβ⊥⇒⊥ ③,,;m m n n ααββ⊥⇒⊥ 

其中真命题的编号是________(写出所有真命题的编号).

空间点、直线、平面之间的位置关系-高一数学同步精讲课件(人教A版2019必修第二册)

空间点、直线、平面之间的位置关系-高一数学同步精讲课件(人教A版2019必修第二册)
A.平行
B.相交
C.异面
解:因为∥,所以与没有公共点,
又 ⊂ , ⊂ ,所以与没有公共点,
则与的关系为平行或异面.
选D
D.平行或异面
)
应用新知
题型二:空间位置关系的判断(直观想象)
关于点、直线、平面位置关系的判断
(1)根据位置关系的分类,利用直观想象判断;
(2)借助熟悉的几何体,如长方体进行判断;
则,在这个平面内,
所以与不是异面直线,这与已知条件产生矛盾,
所以和是异面直线.
应用新知
题型三:异面直线的判定(逻辑推理)
关于异面直线的证明
(1)直接证明:如图,若 ⊂ , ∩ = , ∉ ,则直线与直线是异面直线;
(2)反证法证明:先假设两条直线不是异面直线,两条直线共面,即平行或相交,
(3)利用生活中的实物,如墙面、电线、笔代表线面进行判断
应用新知
题型三:异面直线的判定(逻辑推理)
例5.如图, ∩ = , ∉ , ⊂ , ∉ .直线与具有怎样的位置关系?
为什么?
解:直线与是异面直线.理由如下.
若直线与直线不是异面直线,则它们相交或平行.
设它们确定的平面为,则 ∈ , ⊂ .
解:题图(1)中,�� ∩ = , ⊂ ,∥, ⊂ , ∩ =
;
题图(2)中, ∩ = , ∩ = , ∩ = ,

空间位置关系判断与证明.板块四.垂直关系判断与证明.教师版普通高中数学复习讲义Word版

空间位置关系判断与证明.板块四.垂直关系判断与证明.教师版普通高中数学复习讲义Word版

板块五.垂直关系的判断与证

典例剖析

【例1】以下说法正确的有.

①过一点有且只有一条直线垂直于已知直线.

②若一条直线与平面内无数条直线垂直,则这条直线与这个平面垂直.

③若一条直线平行于一个平面,则垂直于这个平面的直线必垂直于这条直线.

④若一条直线垂直于一个平面,则垂直于这条直线的另一条直线必平行于这个平面.

⑤若一条直线平行于一个平面,则它和这个平面内的任何直线都不垂直.

⑥平行于同一个平面的两条直线可能垂直.

【考点】垂直关系的判断与证明

【难度】1星

【题型】填空

【重点字】无

【分析】①错误,过一点有一个平面垂直于已知直线,

该平面内任一条过该点的直线都垂直于已知直线;

②错误,若这无数条直线都是平行直线,则这条直线能够不垂直于这个平面,而且能够与这个平

面订交,平行或在平面内;

③正确,这条直线平行于这个平面,则必平行于该平面内的一条直线(过这条直

线作一个与此平面订交的平面,交线即知足),而垂直于该平面的直线垂直于平面内任一条直线,故必垂直于这条与此平面平行的直线;

④错误,能够在此平面内,或与此平面平行;

⑤错误,在这个平面内有一组平行线与它异面垂直;

⑥正确,比方正方体上底面的两条相邻的棱相互垂直,且都与下底面平行;

【答案】正确的说法有③⑥.

【例2】在空间四周体的四个面中,为直角三角形的最多有个.

【考点】垂直关系的判断与证明

【难度】2星

【题型】填空

【重点字】无

【分析】一个可行的例子以下:ABC为直角三角形,B为直角,

直线PA 面ABC,D为直线PA上异于A点的随意点,则四棱锥 D ABC的4

个面均为直角三角形.(学生能够试着证明)

空间位置关系的判断与证明.复习题-教师版

空间位置关系的判断与证明.复习题-教师版

板块一.对平面的进一步认识

【例1】 判断下面说法是否正确:

①如果一条直线与两条直线都相交,那么这三条直线确定一个平面. ②经过一点的两条直线确定一个平面. ③经过空间任意三点有且只有一个平面.

④若四边形的两条对角线相交于一点,则该四边形是平面图形. ⑤两个平面的公共点的集合,可能是一条线段. ⑥空间中的四个点只可能确定一个平面或四个平面.

【难度】★★ 【解析】 ①错误,如果这三条直线交于一点,比如过正方体同一顶点的三条棱就无法确定一

个平面;

②正确,两条相交直线确定一个平面;

③错误,必须是不共线的三点,如果是共线三点,则有无数个平面;

④正确,两条相交的对角线确定一个平面,四个顶点都在这个平面内,故是平面图形;

⑤错误,两个平面若相交,公共点必是一条直线;

⑥错误;若四点共线,则可以有无穷多个平面过这四点,若是对不共线的四点,该命题正确.

【例2】 在棱长为2的正方体''''ABCD A B C D -中,,E F 分别是 ,'AB CC 的中点,过点

,,'E F D 的截面与正方体的下底面相交于直线l ,

①请画出直线l 的位置;

②设l BC G =,求BG 的长.

【难度】★★★

D'

C'

B'

A'

F E

D

C

B

【解析】 ①延长'D F 交DC 的延长线于M ,连结EM ,

如图所示,直线EM 即为所求的截面与底面的交线.

典例分析

空间位置关系的判断与证明.

复习题

M

G

A

B

C

D

E

F

A'

B'

C'

D'

②因为F 为'CC 的中点,故CM DC =,

又E 点为AB 的中点,故1

2

BG EB GC MC ==,

故12

高考数学二轮复习专题检测(十四) 空间位置关系的判断与证明

高考数学二轮复习专题检测(十四) 空间位置关系的判断与证明

专题检测(十四) 空间位置关系的判断与证明

[A组——考点落实练]

1.(2020·郑州市第一次质量预测)设α,β是两个不同的平面,l,m是两条不同的直线,且l⊂α,m⊂β,则()

A.若α∥β,则l∥m B.若m∥α,则α∥β

C.若m⊥α,则α⊥βD.若α⊥β,则l⊥m

解析:选C因为l⊂α,m⊂β,若α∥β,则l∥m或l与m异面,故选项A错误;若m∥α,

又m⊂β,则α∥β或α与β相交,故选项B错误;若m⊥α,又m⊂β,所以α⊥β,故选项C正确;若α⊥β,又l⊂α,m⊂β,所以l与m不一定垂直,故选项D错误.综上可知,选C.

2.(2020·西安五校联考)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB⊥AC,AB=AC=AA1,则异面直线A1B与AC1所成角的大小为()

A.30°B.60°

C.90°D.120°

解析:选B如图,连接A1C,记A1C与AC1交于点O,取BC的中点H,连接OH,则OH∥A1B,所以∠AOH为异面直线A1B与AC1所成的角或其补角.连接AH,设AB=AC=AA1=1,则BC=2,易求得AO=AH=OH=

2

,所以△AOH为正三角形,所以∠AOH=60°,即异面直线A1B与AC1所成2

的角为60°,故选B.

3.(2020·福州市质量检测)已知四边形ABCD为正方形,GD⊥平面ABCD,

四边形DGEA与四边形DGFC也都为正方形,连接EF,FB,BE,点H为BF

的中点,有下述四个结论:

①DE⊥BF;②EF与CH所成角为60°;③EC⊥平面DBF;④BF与平面

ACFE所成角为45°.

空间中直线与直线之间的位置关系

空间中直线与直线之间的位置关系

2.1.2空间中直线与直线之间的位置关系

一、空间两直线的位置关系 1.异面直线

(1)异面直线的定义:我们把不同在 的两条直线叫做异面直线. 即若a ,b 是异面直线,则不存在平面α,使a ⊂α且b ⊂α.

(2)异面直线的画法:为了表示异面直线不共面的特点,通常用一个或两个平面衬托,如图:

2.空间两直线的位置关系

空间两条直线的位置关系有且只有三种:相交、平行和异面. (1) ——同一平面内,有且只有一个公共点; (2) ——同一平面内,没有公共点;学!科网 (3) ——不同在任何一个平面内,没有公共点. 3. 空间中两直线位置关系的分类

空间中两条直线的位置关系有以下两种分类方式: (1)从有无公共点的角度分类:

⎧⎪⎨⎪

⎩⎩

⎧⎨两条直线有且仅有一个公共点:相交直线平行直线

两条直线无公共点:异面直线直线 (2)从是否共面的角度分类:

⎧⎧⎪⎨⎨⎩⎪

⎩相交直线

共面直线直线平行直线

不共面直线:异面直线

二、公理4与等角定理 1.公理4

(1)自然语言:平行于同一条直线的两条直线互相 .

(2)符号语言:a ,b ,c 是三条不同的直线, a ∥b ,b ∥c . (3)作用:判断或证明空间中两条直线平行. 公理4表述的性质也通常叫做空间平行线的传递性.

用公理4证明空间两条直线,a c 平行的步骤

(1)找到直线b ; (2)证明∥a b ,∥b c ; (3)得到∥a c .

2.等角定理

(1)自然语言:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角 . (2)符号语言:

如图(1)(2)所示,在∠AOB 与∠A ′O ′B ′中,OA ∥O ′A ′,OB ∥O ′ B ′,则∠AOB =∠A ′O ′B ′或∠AOB +∠A ′O ′B ′=180°.

考点07 空间中线面的位置关系的判断与证明(学生版)

考点07  空间中线面的位置关系的判断与证明(学生版)

考点07 空间中线面的位置关系的判断与证明

立体几何是历年高考的必考题,其考查形式主要为空间几何体的有关计算(主要是体积计算),空间线面的位置关系以及空间角和距离的求解。例如:2022年全国乙卷(理)[18],2022年全国乙卷(文)[18],2022年全国甲卷(文)[19],2022年全国甲卷(理)[18],2022年浙江高考[19],2022年新高考Ⅱ卷[20],2022年北京高考

[17]等都对空间几何体的体积进行了考查。

〔1〕空间直线、平面的平行关系

1.证明空间两直线平行的3种常用方法

(1)利用平行公理;

(2)利用直线与平面平行的性质定理;

(3)利用平面与平面平行的性质定理.

2.证明直线与平面平行的4种常用方法:

(1)利用线面平行的定义(无公共点);

(2)利用线面平行的判定定理(α⊄a ,α⊂b ,b a //⇒α//a );

(3)利用面面平行的性质定理(βα//,α⊂a ⇒β//a );

(4)利用面面平行的性质(βα//,α⊄a ,β⊄a ,α//a ⇒β//a )。

3.证明平面与平面平行的4种常用方法:

(1)面面平行的定义,即证两个平面没有公共点(不常用);

(2)面面平行的判定定理(主要方法);

(3)利用垂直于同一条直线的两个平面平行(客观题可用);

(4)利用平面平行的传递性,即两个平面同时平行于第三个平面,那么这两个平面平行(客观题可用). 〔2〕空间直线、平面的垂直关系

1.证明直线与平面垂直的4种常用方法

(1)线面垂直的判定定理:a l ⊥,b l ⊥,α⊂a ,α⊂b ,α⊥⇒=l P b a 。

空间位置关系的判断与证明(题型归纳)

空间位置关系的判断与证明(题型归纳)

空间位置关系的判断与证明

【考情分析】

1.考查特点:高考对此部分内容主要以选择题、填空题、解答题第一问的形式考查,难度为中档,主要考查空间中的点、线、面之间的位置关系,重点考查线、面平行与垂直的特殊位置关系的判定与性质,也常与充分必要条件相结合命题.

2.关键能力:空间想象能力、逻辑思维能力.

3.学科素养:直观想象、逻辑推理.

【题型一】空间点、线、面的位置关系

【题组练透】

1.(2021·山东省实验中学高三模拟)若l ,m 为两条不同的直线,

α为平面,且l α⊥,则“//m α”是“m l ⊥”的()

A .充分不必要条件

B .必要不充分条件

C .充要条件

D .既不充分也不必要条件【答案】A

【解析】由l α⊥且//m α能推出m l ⊥,充分性成立;若l α⊥且m l ⊥,则//m α或者m a ⊂,必要性不成立,因此“//m α”是“m l ⊥”的充分不必要条件.故选:A .2.(2021·江苏金陵中学高三模拟)已知m ,n 是两条不同直线,α、β、γ是三个不同平面.下列命题中正确的是(

A .若//m α,//n α,则//m n

B .若αγ⊥,βγ⊥,则//αβ

C .若//m α,//m β,则//αβ

D .若m α⊥,n α⊥,则//m n 【答案】D

【解析】A 、若//m α,//n α,则m ,n 平行,相交或异面,故错误;

B 、若αγ⊥,βγ⊥,则α,β平行或相交,故错误;

C 、若//m α,//m β,则α,β平行或相交,故错误;

D 、若m α⊥,n α⊥,由线面垂直的性质定理得//m n ,故正确.故选:D .

空间中位置关系的判断与证明问题

空间中位置关系的判断与证明问题

第2讲空间中位置关系的判断与证明

问题

高考定位 1.以几何体为载体考查空间点、线、面位置关系的判断,主要以选择、填空题的形式,题目难度较小;2.以解答题的形式考查空间平行、垂直的证明,并常与几何体的表面积、体积相渗透.

真题感悟

1.(2017·全国Ⅰ卷)如图,在下列四个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,Q为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ不平行的是()

解析法一对于选项B,如图(1)所示,连接CD,因为AB∥CD,M,Q分别是所在棱的中点,所以MQ∥CD,所以AB∥MQ,又AB⊄平面MNQ,MQ⊂平面MNQ,所以AB∥平面MNQ.同理可证选项C,D中均有AB∥平面MNQ.因此A 项不正确.

图(1)图(2)

法二对于选项A,其中O为BC的中点(如图(2)所示),连接OQ,则OQ∥AB,因为OQ与平面MNQ有交点,所以AB与平面MNQ有交点,即AB与平面MNQ 不平行.A项不正确.

答案 A

2.(2016·全国Ⅱ卷)α,β是两个平面,m,n是两条直线,有下列四个命题:

①如果m⊥n,m⊥α,n∥β,那么α⊥β.

②如果m⊥α,n∥α,那么m⊥n.

③如果α∥β,m⊂α,那么m∥β.

④如果m∥n,α∥β,那么m与α所成的角和n与β所成的角相等.

其中正确的命题有________(填写所有正确命题的编号).

解析当m⊥n,m⊥α,n∥β时,两个平面的位置关系不确定,故①错误,经判断知②③④均正确,故正确答案为②③④.

答案②③④

3.(2016·全国Ⅰ卷)平面α过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A,α∥平面CB1D1,α∩平面ABCD=m,α∩平面ABB1A1=n,则m,n所成角的正弦值为()

高中数学第2轮总复习 专题4 第1课时 空间位置关系的判断与证明 文

高中数学第2轮总复习 专题4 第1课时 空间位置关系的判断与证明 文

变 式 题 : 如 图 所 示 , 三 棱 柱 ABCA1B1C1, D是 BC上 一 点 , 且 A1B//平 面 AC1D , D 1是 B1C1的 中 点 . 求 证 : 平 面 A1BD 1//平 面 AC1D.
分析:根据面面平行的判定定理,要证明平面
A1 B D1 //平 面 A C1 D, 只 需 证 明 其 中 一 个 平 面 内 的两条相交直线都平行另外一个平面.结合题
则 由 M N //A B //C D, M N 1 A B C D, 2
得 四 边 形 M N C D 为 平 行 四 边 形 , 所 以 C N //D M , 所 以 DM 平 面 PAB. 因 为 DM 平 面 PAD, 所 以 平 面 PAD 平 面 PAB.
【思维启迪】本题是一道以棱锥为载体考查空间 位置与空间计算的综合题,解答此类题的关键
证明:如图所示,连结BD.
由 ABCD是 菱 形 且 BCD 60知 , BCD是 等 边 三角形.
因为E是CD的中点,所以BE CD,又AB//CD,所 以BE AB. 又因为PA平面ABCD,BE 平面ABCD, 所以PABE. 而PA AB A,因此BE 平面PAB. 又BE平面PBE,所以平面PBE 平面PAB.
设 条 件 , 已 知 了 A1 B //平 面 A C 1 D , 因 此 , 只 需

空间位置关系地判断与证明

空间位置关系地判断与证明

空间中的线面关系

要求层

重难点

空间线、面的位置关系 B ①理解空间直线、平面位置关系的定

义,并了解如下可以作为推理依据的公

理和定理.

◆公理1:如果一条直线上的两点

在一个平面,那么这条直线上所有的点

在此平面.

◆公理2:过不在同一条直线上的

三点,有且只有一个平面.

公理1,公理2,公理3,

公理4,定理*

A

模块框架

高考要求

◆如果两个平面垂直,那么一个平

面垂直于它们交线的直线与另一个平面

垂直.

③能运用公理、定理和已获得的结

论证明一些空间位置关系的简单命题.

*公理1:如果一条直线上的两点在一个平面,那么这条直线在此平面.

公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.

公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线.公理4:平行于同一条直线的两条直线平行.

定理:空间中如果两个角的两条边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.

知识内容

1.集合的语言:

我们把空间看做点的集合,即把点看成空间中的基本元素,将直线与平面看做空间的子集,这样便可以用集合的语言来描述点、直线和平面之间的关系:

点A在直线l上,记作:A l

∉;

∈;点A不在直线l上,记作A l

点A在平面α,记作:Aα

∈;点A不在平面α,记作Aα

∉;

直线l在平面α(即直线上每一个点都在平面α),记作lα

⊂;

直线l不在平面α(即直线上存在不在平面α的点),记作lα

⊄;

=;

直线l和m相交于点A,记作{}

=,简记为l m A

l m A

αβ=.

平面α与平面β相交于直线a,记作a

2.平面的三个公理:

⑴公理一:如果一条直线上的两点在一个平面,那么这条直线上所

高三专题立体几何-第2讲 空间位置关系的判断与证明

高三专题立体几何-第2讲 空间位置关系的判断与证明

[小创新——变换角度考迁移]
1. [与充要条件交汇] (2019·全国卷Ⅱ)设α,β为两个平面,则α
∥β的充要条件是
()
A.α内有无数条直线与β平行
B.α内有两条相交直线与β平行
C.α,β平行于同一条直线
D.α,β垂直于同一平面
解析:若α∥β,则α内有无数条直线与β平行,反之不成立;
若α,β平行于同一条直线,则α与β可以平行也可以相交;若
分别是BC,CD的中点,G是EF的中点,现在沿AE,AF及EF
把这个正方形折成一个空间图形,使B,C,D三点重合,重
合后的点记为H,那么,在这个空间图形中必有
()
A.AG⊥平面EFH C.HF⊥平面AEF
B.AH⊥平面EFH D.HG⊥平面AEF
解析:根据折叠前、后AH⊥HE,AH⊥HF不变, 得AH⊥平面EFH,B正确; ∵过A只有一条直线与平面EFH垂直,∴A不正确; ∵AG⊥EF,EF⊥GH,AG∩GH=G,∴EF⊥平面HAG,又 EF⊂平面AEF,∴平面HAG⊥AEF,过H作直线垂直于平面 AEF,一定在平面HAG内,∴C不正确; 由条件证不出HG⊥平面AEF,∴D不正确.故选B. 答案:B
5 ,则tan
∠EAB=
BE AB
= 25,所以异面直线AE与CD所成角的正切值为 25.故选C. 答案:C
解题方略
判断与空间位置关系有关命题真假的3种方法 (1)借助空间线面平行、面面平行、线面垂直、面面垂直的 判定定理和性质定理进行判断; (2)借助空间几何模型,如从长方体模型、四面体模型等模 型中观察线面位置关系,结合有关定理进行判断; (3)借助于反证法,当从正面入手较难时,可利用反证法, 推出与题设或公认的结论相矛盾的命题,进而作出判断.

空间位置关系的判断与证明.板块三.平行关系的判断与证明.学生版

空间位置关系的判断与证明.板块三.平行关系的判断与证明.学生版

4
A1
B1
C1
E
A
B
D
C
【例 17】
已知正方体 ABCD A1B1C1D1 ,AB 2 , M 为 BC1 与 B1C 的交点, N 为 A1C1 与
B1D1 的交点,则 MN 的长度为_______.
D1 N
C1
A1
B1
M
D A
C B
【例 18】 如图,在正方体 ABCD A1B1C1D1 中, E 为 DD1 的中点.求证: B1D ∥面
P
F
A
E B
D C
【例 13】 如图,四边形 ABCD 是矩形, P 面 ABCD ,过 BC 作平面 BCEF 交 AP 于 E , 交 DP 于 F , 求证:四边形 BCEF 是梯形.
3
P E
F
D
C
A
B
【例 14】 已知 E, F,G, H 为空间四边形 ABCD 的边 AB, BC,CD, DA 上的点, ⑴若 E, F,G, H 都分别是所在边的中点,求证:四边形 EFGH 为平行四边形; ⑵若 EH / /FG ,求证: EH / /BD .
A
B
【例 22】 正方体 ABCD A1B1C1D1 中, E 、 G 分别是 BC 、 C1D1 的中点,如下图.
求证: EG / / 平面 BB1D1D .

第2讲 空间中位置关系的判断与证明问题

第2讲 空间中位置关系的判断与证明问题

第2讲空间中位置关系的判断与证明

问题

高考定位 1.以几何体为载体考查空间点、线、面位置关系的判断,主要以选择、填空题的形式,题目难度较小;2.以解答题的形式考查空间平行、垂直的证明,并常与几何体的表面积、体积相渗透.

真题感悟

1.(2017·全国Ⅰ卷)如图,在下列四个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,Q为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ不平行的是()

解析法一对于选项B,如图(1)所示,连接CD,因为AB∥CD,M,Q分别是所在棱的中点,所以MQ∥CD,所以AB∥MQ,又AB⊄平面MNQ,MQ⊂平面MNQ,所以AB∥平面MNQ.同理可证选项C,D中均有AB∥平面MNQ.因此A 项不正确.

图(1)图(2)

法二对于选项A,其中O为BC的中点(如图(2)所示),连接OQ,则OQ∥AB,

因为OQ与平面MNQ有交点,所以AB与平面MNQ有交点,即AB与平面MNQ 不平行.A项不正确.

答案 A

2.(2016·全国Ⅱ卷)α,β是两个平面,m,n是两条直线,有下列四个命题:

①如果m⊥n,m⊥α,n∥β,那么α⊥β.

②如果m⊥α,n∥α,那么m⊥n.

③如果α∥β,m⊂α,那么m∥β.

④如果m∥n,α∥β,那么m与α所成的角和n与β所成的角相等.

其中正确的命题有________(填写所有正确命题的编号).

解析当m⊥n,m⊥α,n∥β时,两个平面的位置关系不确定,故①错误,经判断知②③④均正确,故正确答案为②③④.

答案②③④

3.(2016·全国Ⅰ卷)平面α过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A,α∥平面CB1D1,α∩平面ABCD=m,α∩平面ABB1A1=n,则m,n所成角的正弦值为()

高考数学复习考点知识与题型专题讲解48---空间点、直线、平面之间的位置关系

高考数学复习考点知识与题型专题讲解48---空间点、直线、平面之间的位置关系

高考数学复习考点知识与题型专题讲解

空间点、直线、平面之间的位置关系

考试要求

1.理解空间直线、平面位置关系的定义.

2.了解可以作为推理依据的公理和定理.

3.能运用公理、定理和已获得的结论证明一些空间位置关系的简单命题.

知识梳理 1.四个公理

公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内. 公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.

公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线. 公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行. 2.空间中直线与直线的位置关系

⎩⎪⎨⎪

共面直线⎩⎨

⎧ 平行直线相交直线

异面直线:不同在任何一个平面内,没有 公共点

3.空间中直线与平面的位置关系

直线与平面的位置关系有:直线在平面内、直线与平面相交、直线与平面平行三种情况.

4.空间中平面与平面的位置关系

平面与平面的位置关系有平行、相交两种情况.

5.等角定理

空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.

思考辨析

判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)

(1)两个平面α,β有一个公共点A,就说α,β相交于过A点的任意一条直线.(×)

(2)两两相交的三条直线最多可以确定三个平面.(√)

(3)如果两个平面有三个公共点,那么这两个平面重合.(×)

(4)没有公共点的两条直线是异面直线.(×)

教材改编题

1.如图是一个正方体的展开图,如果将它还原为正方体,则下列说法不正确的是()

A.AB与CD是异面直线

B.GH与CD相交

C.EF∥CD

D.EF与AB异面

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. .

空间中的线面关系

要求层次 重难点 空间线、面的位置关系 B ① 理解空间直线、平面位置关系的定

义,并了解如下可以作为推理依据的公

理和定理.

◆公理1:如果一条直线上的两点

在一个平面,那么这条直线上所有的点

在此平面.

◆公理2:过不在同一条直线上的

三点,有且只有一个平面.

◆公理3:如果两个不重合的平面

有一个公共点,那么它们有且只有一条

过该点的公共直线.

◆公理4:平行于同一条直线的两

条直线互相平行.

◆定理:空间中如果一个角的两边

与另一个角的两边分别平行,那么这两

个角相等或互补.

② 以立体几何的上述定义、公理和

定理为出发点,认识和理解空间中线面

平行、垂直的有关性质与判定. 公理1,公理2,公理3,公理4,定理* A

高考要求

模块框架 空间位置关系的判断与证明

. . 理解以下判定定理.

◆如果平面外一条直线与此平面的

一条直线平行,那么该直线与此平面平

行.

◆如果一个平面的两条相交直线与

另一个平面都平行,那么这两个平面平

行.

◆如果一条直线与一个平面的两条

相交直线都垂直,那么该直线与此平面

垂直.

◆如果一个平面经过另一个平面的

垂线,那么这两个平面互相垂直.

理解以下性质定理,并能够证明.

◆如果一条直线与一个平面平行,

经过该直线的任一个平面与此平面相

交,那么这条直线就和交线平行.

◆如果两个平行平面同时和第三个

平面相交,那么它们的交线相互平行.

◆垂直于同一个平面的两条直线平

行.

◆如果两个平面垂直,那么一个平

面垂直于它们交线的直线与另一个平面

垂直.

③ 能运用公理、定理和已获得的结

论证明一些空间位置关系的简单命题.

*公理1:如果一条直线上的两点在一个平面,那么这条直线在此平面.

公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.

公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线. 公理4:平行于同一条直线的两条直线平行.

定理:空间中如果两个角的两条边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.

1.集合的语言:

我们把空间看做点的集合,即把点看成空间中的基本元素,将直线与平面看做空间的子集,这样便可以用集合的语言来描述点、直线和平面之间的关系:

点A 在直线l 上,记作:A l ∈;点A 不在直线l 上,记作A l ∉;

点A 在平面α,记作:A α∈;点A 不在平面α,记作A α∉;

直线l 在平面α(即直线上每一个点都在平面α),记作l α⊂;

直线l 不在平面α(即直线上存在不在平面α的点),记作l α⊄;

直线l 和m 相交于点A ,记作{}l m A =,简记为l m A =;

知识内容

.

. 平面α与平面β相交于直线a ,记作a αβ=.

2.平面的三个公理:

⑴ 公理一:如果一条直线上的两点在一个平面,那么这条直线上所

有的点都在这个平面.

图形语言表述:如右图:

符号语言表述:,,,A l B l A B l ααα∈∈∈∈⇒⊂

⑵ 公理二:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面,

也可以简单地说成,不共线的三点确定一个平面.

图形语言表述:如右图,

符号语言表述:,,A B C 三点不共线⇒有且只有一个平面α,

使,,A B C ααα∈∈∈.

⑶ 公理三:如果不重合的两个平面有一个公共点,那么它们有且

只有一条过这个点的公共直线.

图形语言表述:如右图: 符号语言表述:,A a A a αβαβ∈⇒=∈.

如果两个平面有一条公共直线,则称这两个平面相交,这条公共直线叫做两个平面的交线.

3.平面基本性质的推论:

推论1:经过一条直线和直线外的一点,有且只有一个平面.

推论2:经过两条相交直线,有且只有一个平面.

推论3:经过两条平行直线,有且只有一个平面.

4.共面:如果空间中几个点或几条直线可以在同一平面,那么我们说它们共面.

<教师备案>1.公理1反映了直线与平面的位置关系,由此公理我们知道如果一条直线与一

个平面有公共点,那公共点要么只有一个,要么直线上所有点都是公共点,即

直线在平面.

2.公理2可以用来确定平面,只要有不在同一条直线上的三点,便可以得到一

个确定的平面,后面的三个推论都是由这个公理得到的.要强调这三点必须不

共线,否则有无数多个平面经过它们.

. . 确定一个平面的意思是有且仅有一个平面.

3.公理3反应了两个平面的位置关系,两个平面(一般都指两个不重合的平面)

只要有公共点,它们的交集就是一条公共直线.此公理可以用来证明点共线或

点在直线上,可以从后面的例题中看到.

4.平面基本性质的三个公理是不需要证明的,后面的三个推论都可以由这三个

公理得到.推论1与2直接在直线上取点,利用公理1与2便可得到结论,推

论3是由平行的定义得到存在性的,再由公理2保证唯一性.

线线关系与线面平行

1.平行线:在同一个平面不相交的两条直线.

平行公理:过直线外一点有且只有一条直线与这条直线平行.

公理4(空间平行线的传递性):平行于同一条直线的两条直线互相平行;

等角定理:如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同,那么这两个角相等.

2.空间中两直线的位置关系:

⑴共面直线:平行直线与相交直线;

⑵异面直线:不同在任一平面的两条直线.

3.空间四边形:顺次连结不共面的四点所构成的图形.

这四个点叫做空间四边形的顶点;所连结的相邻顶点间的线段叫做空间四边形的边;连结不相邻的顶点的线段叫做空间四边形的对角线.

如右图中的空间四边形ABCD ,它有四条边,,,AB BC CD DA ,两条对角线,AC BD . 其中,AB CD ;,AC BD ;,AD BC 是三对异面直线.

D C B

A

4.直线与平面的位置关系:

⑴直线l 在平面α:直线上所有的点都在平面,记作l α⊂,如图⑴;

⑵直线l 与平面α相交:直线与平面有一个公共点A ;记作l A α=,如图⑵;

⑶直线l 与平面α平行:直线与平面没有公共点,记作//l α,如图⑶.

l

3()

2()1()l

A ααα

l

5.直线与平面平行的判定定理:如果不在一个平面的一条直线和平面的一条直线平行,那

么这条直线和这个平面平行.

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