2019届一轮复习人教A版(文) 第七章 第三节 空间点、线、面之间的位置关系 课件(41张)
一轮创新思维文数(人教版A版)课件:第七章第三节空间点、直线、平面之间的位置关系
2.空间两条直线的位置关系 (1)位置关系分类: 相交 直线:同一平面内,有且只有 位置共面直线 一个公共点; 平行 直线:同一平面内,没有公共点; 关系 异面直线:不同在 任何一个平面 内,没有公共点.
A.直线 AC C.直线 CD
B.直线 AB D.直线 BC
解析
答案
考点一
考点二
考点三
(1)A,B,C 图中四点一定共面,D 中四点不共面. (2)由题意知,D∈l,l⊂β,所以 D∈β, 又因为 D∈AB,所以 D∈平面 ABC, 所以点 D 在平面 ABC 与平面 β 的交线上. 又因为 C∈平面 ABC,C∈β, 所以点 C 在平面 β 与平面 ABC 的交线上, 所以平面 ABC∩平面 β=CD. [答案] (1)D (2)C
π 0, 2
.
3.空间直线与平面、平面与平面的位置关系 图形语言 相交 直线与 平面 平行 在平面内
a∥α _____ a⊂α _____
0 个 无数个
符号语言 公共点 ________ a∩α=A
1 个
图形语言 符号语言 公共点 平面与 平面 平行 相交
α∥β _____
0 个
3.若空间三条直线 a,b,c 满足 a⊥b,b∥c,则直线 a 与 c( D ) A.一定平行 C.一定是异面直线 B.一定相交 D.一定垂直
4.(必修 2· 2.1 练习改编 )两两相交的三条直线最多可确定
3 ________ 个平面.
5. (2017· 高考全国卷Ⅲ改编)在正方体 ABCDA1B1C1D1 中,
第七章
立体几何
考纲解读 1.以常见几何体为模型,利用公理或推
2019届高三数学一轮复习 第7篇 第3节 空间点、直线、平面的位置关系课件 理
[精品课件]2019届高考数学一轮复习 第七章 立体几何 第3讲 空间点、直线、平面之间的位置关系课件 文 新
[解析] ①显然是正确的,可用反证法证明;②中若 A、B、C 三点共线,则 A、B、C、D、E 五点不一定共面;③构造长方体或正 方体,如图显然 b、c 异面,故不正确;④中空间四边形中四条线段 不共面.故只有①正确.
[答案] B
2.(2018·安顺模拟)如图,在正方体 ABCD-A1B1C1D1 中,E,F 分别是 AB 和 AA1 的中点,求证:
题型占 5~8 分
[知识梳理] 1.平面的基本性质及推论 (1)平面的基本性质: 基本性质 1:如果一条直线上的 两点 在一个平面内,那么这条 直线上的所有点都在这个平面内. 基本性质 2:经过 不在同一直线上 的三点,有且只有一个平面. 基本性质 3: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.
方法感悟 1.点线共面问题证明的 2 种方法 (1)纳入平面法:先确定一个平面,再证有关点、线在此平面内; (2)辅助平面法:先证有关点、线确定平面 α,再证其余点、线确 定平面 β,最后证明平面 α,β 重合. 2.证明多线共点问题的 2 个步骤 (1)先证其中两条直线交于一点; (2)再证交点在第三条直线上.证交点在第三条直线上时,第三 条直线应为前两条直线所在平面的交线,可以利用公理 3 证明.
[答案] C
5.(2018·河北省唐山市二模)正方体 ABCD-A1B1C1D1 棱长为 6, E 点在棱 BC 上,且 BE=2EC,过 E 点的直线 l 与直线 AA1,C1D1 分别交于 M,N 两点,则 MN 等于( )
A.3 13
B.9 5
C.14
D.21
[解析] 根据题意作图,由图可知:AC11DF1=NNDC11=13, NC1=3,∴FN= 13,
[答案] ①③
高三数学,一轮复习人教A版, 第七章第3讲, 空间点、直线、,平面之间的位置关系,直击高考 课件
2.(2016· 高考全国卷甲)体积为 8 的正方体的顶点都在同一球 面上,则该球的表面积为( A.12π ) 32 B. π 3
C.8π D.4π A [解析] 由正方体的体积为 8 可知,正方体的棱长 a=2.又
正方体的体对角线是其外接球的一条直径,即 2R= 3a(R 为 正方体外接球的半径),所以 R= 3,故所求球的表面积 S= 4πR2=12π.
3.如图是一个空间几何体的三视图,其 中正(主)视图、侧(左)视图都是由边长为 4 和 6 的矩形以及直径等于 4 的圆组成,俯 视图是直径等于 4 的圆,该几何体的体积 是( 41π A. 3 C. 83π 3 ) 62π B. 3 D. 104π 3
D
[解析] 由题意得,此几何体为圆柱与球的组合体,其体积
第七章
立体几何初步
C
[解析] 如图,设球的半径为 R,因为 ∠AOB=90°,
1 2 所以 S△AOB= R . 2 因为 VO -ABC=VCAOB, 而△AOB 面积为定值, 所以当点 C 到平面 AOB 的距离最大时,VO -ABC 最大, 所以当 C 为与球的大圆面 AOB 垂直的直径的端点时,体积 1 1 2 VO -ABC 最大为 × R × R=36, 3 2 所以 R=6, 所以球 O 的表面积为 4πR2=4π×62=144π.故选 C.
第七章
立体几何初步
[解] (1)侧视图同正视图,如图所示.
(2)该安全标识墩的体积为 V=VPEFGH+VABCDEFGH 1 = ×402×60+402×20 3 =32 000+32 000=64 000(cm3).
第七章
立体几何初步
12.(2015· 高考全国卷Ⅱ)已知 A,B 是球 O 的球面上两点, ∠AOB=90°,C 为该球面上的动点.若三棱锥 OABC 体积 的最大值为 36,则球 O 的表面积为( A.36π C.144π B.64π D.256π )
高考数学一轮复习讲解与练习 7.3空间点、直线、平面之前的位置关系理 新人教A版.pdf
[备考方向要明了] 考 什 么怎 么 考1.理解空间直线、平面位置关系的定义. 2.了解四个公理和等角定理,并能以此作为推理的依据. 3.能运用公理、定理和已获得的结论证明一些空间图形的位置关系的简单命题.1.直线、平面位置关系是历年高考考查的重点内容之一,既有客观题,又有主观题.其中客观题主要是空间线、面位置关系的判定.如2012年重庆T9,陕西T5等.主观题中往往作为其中一问来考查,如2012年陕西T18,安徽T18(1)等.2.公理和定理一般不单独考查,而是作为解题过程中的推理依据. [归纳·知识整合] 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.作用:可用来证明点、直线在平面内. 公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面. 作用:可用来确定一个平面;证明点线共面. 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.作用:可用来确定两个平面的交线;判断或证明多点共线;判断或证明多线共点. 公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行.作用:判断空间两条直线平行的依据. [探究] 1.平面几何中成立的有关结论在空间立体几何中是否一定成立? 提示:不一定.例如,“经过直线外一点有且只有一条直线和已知直线垂直”在平面几何中成立,但在立体几何中就不成立.而公理4的传递性在平面几何和立体几何中均成立. 2.直线与直线的位置关系 (1)位置关系的分类 (2)异面直线所成的角 定义:设a,b是两条异面直线,经过空间中任一点O作直线a′a,b′b,把a′与b′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a与b所成的角(或夹角). 范围:. (3)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. [探究] 2.不相交的两条直线是异面直线吗? 提示:不一定,不相交的两条直线可能平行,也可能异面. 3.不在同一平面内的直线是异面直线吗? 提示:不一定,不在同一平面内的直线可能异面,也可能平行. 3.空间直线与平面、平面与平面的位置关系图形语言符号语言公共点直线与平面相交a∩α=A1个平行aα0个 在平面内aα无数个平面与平面平行αβ0个相交α∩β=l无数个[自测·牛刀小试] 1.(教材习题改编)下列命题: 经过三点确定一个平面; 梯形可以确定一个平面; 两两相交的三条直线最多可以确定三个平面; 如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合. 其中正确命题的个数是( ) A.0 B.1 C.2 D.3 解析:选C 对于,未强调三点不共线,故错误;正确;对于,三条直线两两相交,如空间直角坐标系,能确定三个平面,故正确;对于,未强调三点共线,则两平面也可能相交,故错误. 2.(教材习题改编)分别在两个平面内的两条直线的位置关系是( ) A.异面 B.平行 C.相交 D.以上都有可能 解析:选D 由直线、平面的位置关系分析可知两条直线相交、平行或异面都有可能. 3.如果aα,bα,l∩a=A,l∩b=B,那么下列关系成立的是( ) A.lα B.lα C.l∩α=A D.l∩α=B 解析:选A a?α,l∩a=A,A∈α,Al,同理Bα,Bl,l?α. 4.若三个平面两两相交,且三条交线互相平行,则这三个平面把空间分成________个部分. 解析:三个平面α,β,γ两两相交,交线分别是a,b,c,且ab∥c,则α,β,γ把空间分成7部分. 答案:7 5.如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是AB,AD的中点,则异面直线B1C与EF所成的角的大小为________. 解析:连接B1D1,易证B1D1EF,从而D1B1C即为异面直线B1C与EF所成的角,连接D1C,则B1D1C为正三角形,故D1B1C=60°. 答案:60° 平面的基本性质及应用 [例1] 以下四个命题: 不共面的四点中,其中任意三点不共线; 若点A、B、C、D共面,点A、B、C、E共面,则点A、B、C、D、E共面; 若直线a、b共面,直线a、c共面,则直线b、c共面; 依次首尾相接的四条线段必共面. 其中正确命题的个数是( ) A.0 B.1 C.2 D.3 [自主解答] 正确,可以用反证法证明;不正确,从条件看出两平面有三个公共点A、B、C,但是若A、B、C共线.则结论不正确;不正确,共面不具有传递性;不正确,空间四边形的四条边不在一个平面内. [答案] B ——————————————————— 由所给元素确定平面的方法 判断由所给元素(点或直线)确定平面时,关键是分析所给元素是否具有确定唯一平面的条件,如不具备,则一定不能确定一个平面. 1.下列如图所示是正方体和正四面体,P、Q、R、S分别是所在棱的中点,则四个点共面的图形是________. 解析:中可证四边形PQRS为梯形;中,如图所示取A1A与BC的中点为M、N,可证明PMQNRS为平面图形,且PMQNRS为正六边形.中可证四边形PQRS为平行四边形;中,可证Q点所在棱与面PRS平行,因此,P、Q、R、S四点不共面. 答案: [例2] 如图,平面ABEF平面ABCD,四边形ABEF与ABCD都是直角梯形,BAD=FAB=90°,BCAD且BC=AD,BEAF且BE=AF,G,H分别为FA,FD的中点. (1)证明:四边形BCHG是平行四边形; (2)C,D,F,E四点是否共面?为什么? [自主解答] (1)证明:由已知FG=GA, FH=HD,可得GHAD. 又BCAD,GHBC, 四边形BCHG为平行四边形. (2)BEAF,G为FA中点知,BEFG,四边形BEFG为平行四边形, EF∥BG.由(1)知BGCH, EF∥CH,EF与CH共面. 又DFH,C、D、F、E四共点面. 本例条件不变,如何证明“FE、AB、DC共点”? 证明:如图,取AD中点为M,连接GM,EG,CM. 由条件知,EGAB,CMAB,所以EGCM, 所以四边形EGMC为平行四边形,所以ECGM. 又GMFD,ECFD,故E、C、D、F四点共面.延长FE、DC,设相交于点N,因为EF平面ABEF,所以N平面ABEF,同理可证,N平面ABCD,又因为平面ABEF∩平面ABCD=AB,所以NAB. 即FE、AB、DC三线共点.——————————————————— 证明共面问题的常用方法 (1)纳入平面法:先确定一个平面,再证明有关点、线在此平面内. (2)辅助平面法:先证明有关的点、线确定平面α,再证明其余元素确定平面β,最后证明平面α、β重合. 2.如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是AB和AA1的中点.求证: (1)E、C、D1、F四点共面; (2)CE、D1F、DA三线共点. 证明:(1)连接EF,CD1,A1B. E、F分别是AB、AA1的中点, EF∥BA1. 又A1BD1C, EF∥CD1,E、C、D1、F四点共面. (2)EF∥CD1,EF<CD1, CE与D1F必相交,设交点为P, 则由PCE,CE平面ABCD, 得P平面ABCD. 同理P平面ADD1A1. 又平面ABCD∩平面ADD1A1=DA, P∈直线DA.CE、D1F、DA三线共点.空间两条直线的位置关系 [例3] 如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是BC1,CD1的中点,则下列判断错误的是( ) A.MN与CC1垂直 B.MN与AC垂直 C.MN与BD平行 D.MN与A1B1平行 [自主解答] 由于MN与平面DCC1D1相交于N点,D1C1平面DCC1D1,且C1D1与MN没有公共点,所以MN与C1D1是异面直线.又因为C1D1A1B1,且A1B1与MN没有公共点,所以A1B1与MN是异面直线,故选项D错误. [答案] D ——————————————————— 异面直线的判定方法 (1)定义法:依据定义判断(较为困难); (2)定理法:过平面内一点与平面外一点的直线与平面内不经过该点的直线为异面直线(此结论可作为定理使用). (3)反证法:先假设两条直线不是异面直线,即两直线平行或相交,由假设的条件出发,经过严密的推理,导出矛盾,从而否定假设,肯定两条直线异面. 3.已知空间四边形ABCD中,E、H分别是边AB、AD的中点,F、G分别是边BC、CD的中点. (1)求证:BC与AD是异面直线; (2)求证:EG与FH相交. 证明:(1)假设BC与AD共面,不妨设它们所共平面为α,则B、C、A、Dα. 所以四边形ABCD为平面图形,这与四边形ABCD为空间四边形相矛盾.所以BC与AD是异面直线. (2)如图,连接AC,BD,则EFAC,HGAC,因此EFHG;同理EHFG,则EFGH为平行四边形. 又EG、FH是EFGH的对角线, 所以EG与HF相交.异面直线所成的角[例4] (2013·银川模拟)如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中, (1)求A1C1与B1C所成角的大小; (2)若E、F分别为AB、AD的中点,求A1C1与EF所成角的大小. [自主解答] (1)如图,连接AC、AB1, 由ABCD-A1B1C1D1是正方体,知AA1C1C为平行四边形,所以ACA1C1,从而B1C与AC所成的角就是A1C1与B1C所成的角.由AB1=AC=B1C可知B1CA=60°, 即A1C1与B1C所成角为60°. (2)如图,连接BD,由AA1CC1,且AA1=CC1可知A1ACC1是平行四边形,所以ACA1C1. 即AC与EF所成的角就是A1C1与EF所成的角. 因为EF是ABD的中位线,所以EFBD. 又因为ACBD,所以EFAC,即所求角为90°. ——————————————————— 求异面直线所成角的步骤 平移法求异面直线所成角的一般步骤为: 4.已知三棱锥A-BCD中,AB=CD,且直线AB与CD成60°角,点M、N分别是BC、AD的中点,求直线AB和MN所成的角. 解:如图,设E为AC的中点,连接EM、EN. EMAB, EMN即为异面直线AB与MN所成的角(或补角). 在MEN中,MEAB,ENCD. MEN为异面直线AB与CD所成的角(或补角),且MEN为等腰三角形. 当MEN=60°时,EMN=60°,即异面直线AB和MN所成的角为60°. 当MEN=120°时,EMN=30°,即异面直线AB和MN所成的角为30°. 直线AB和MN所成的角为60°或30°. 1个疑难点——对异面直线概念的理解 (1)“不同在任何一个平面内”指这两条直线不能确定任何一个平面,因此异面直线既不平行,也不相交. (2)不能把异面直线误解为:分别在不同平面内的两条直线为异面直线. (3)异面直线的公垂线有且仅有一条. 2种方法——求异面直线所成角的方法 (1)平移法:即选点平移其中一条或两条直线使其转化为平面角问题,这是求异面直线所成角的常用方法. (2)补形法:即采用补形法作出平面角. 3个“共”问题——“共面”、“共线”和“共点”问题 (1)证明共面问题一般有两种途径: 首先由条件中的部分线(或点)确定一个平面,再证其他线(或点)在此平面内; 将所有条件分为两部分,然后分别确定平面,再证明这两个平面重合. (2)证明共线问题一般有两种途径: 先由两点确定一条直线,再证其他点都在这条直线上; 直接证明这些点都在同一条特定直线上. (3)证明共点问题常用方法:先证其中两条直线交于一点,再证其他直线经过该点. 易误警示——求解线线角中忽视隐含条件而致错 [典例] (2013·临沂模拟)过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A作直线l,使l与棱AB,AD,AA1所成的角都相等,这样的直线l可以作( ) A.1条 B.2条 C.3条 D.4条 [解析] 如图,连接体对角线AC1,显然AC1与棱AB、AD,AA1所成的角都相等,所成角的正切值都为.联想正方体的其他体对角线,如连接BD1,则BD1与棱BC、BA、BB1所成的角都相等, BB1∥AA1,BCAD, 体对角线BD1与棱AB、AD、AA1所成的角都相等,同理,体对角线A1C、DB1也与棱AB、AD、AA1所成的角都相等,过A点分别作BD1、A1C、DB1的平行线都满足题意,故这样的直线l可以作4条. [答案] D 1.易忽视异面直线所成的角,且没有充分认识正方体中的平行关系而错选A. 2.求解空间直线所成的角时,还常犯以下错误: (1)缺乏空间想象力,感觉无从下手; (2)忽视异面直线所成角的范围. 如图所示,点A是平面BCD外一点,AD=BC=2,E、F分别是AB,CD的中点,且EF=,则异面直线AD和BC所成的角为________. 解析:如图,设G是AC的中点,连接EG,FG. 因为E,F分别是AB,CD的中点,故EGBC且EG=BC=1,FGAD,且FG=AD=1.即EGF为所求,又EF=,由勾股定理逆定理可得EGF=90°. 答案:90° 一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分) 1.给出下列四个命题: 没有公共点的两条直线平行; 互相垂直的两条直线是相交直线; 既不平行也不相交的直线是异面直线; 不同在任一平面内的两条直线是异面直线. 其中正确命题的个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 解析:选B 对于,没有公共点的两条直线平行或异面,故错;对于,异面直线垂直但不相交,故错;正确. 2.平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,既与AB共面又与CC1共面的棱的条数为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 解析:选C 由条件,与AB和CC1都相交的棱有BC;与AB相交且与CC1平行的棱有AA1,BB1;与AB平行且与CC1相交的棱有CD,C1D1,故符合的条件的棱共有5条. 3.若直线l不平行于平面α,且lα,则( ) A.α内的所有直线与l异面 B.α内不存在与l平行的直线 C.α内存在唯一的直线与l平行 D.α内的直线与l都相交 解析:选B 如图,设l∩α=A,α内直线若经过A点,则与直线l相交;若不经过点A,则与直线l异面. 4.(2013·福州模拟)如图在底面为正方形,侧棱垂直于底面的四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1=2AB,则异面直线A1B与AD1所成角的余弦值为( ) A. B. C. D. 解析:选D 连接BC1,易证BC1AD1,则A1BC1即为异面直线A1B与AD1所成的角.连接A1C1,设AB=1,则AA1=2,A1C1=,A1B=BC1=,故cosA1BC1==. 5.(2013·聊城模拟)对于任意的直线l与平面α,在平面α内必有直线m,使m与l( ) A.平行 B.相交 C.垂直 D.互为异面直线 解析:选C 不论lα,lα还是l与α相交,α内都有直线m,使得ml. 6.(2012·重庆高考)设四面体的六条棱的长分别为1,1,1,1,和a,且长为a的棱与长为的棱异面,则a的取值范围是( ) A.(0, ) B.(0, ) C.(1, ) D.(1, ) 解析:选A 如图所示,AB=,CD=a,设点E为AB的中点,则EDAB,ECAB,则ED==,同理EC=.由构成三角形的条件知0。
高考数学(文)一轮复习 7-3空间点、直线、平面之间的位置关系
第7章 立体几何
第3讲 空间点、直线、平面之间的 位置关系
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高考一轮总复习 ·数学(文)
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高考一轮总复习 ·数学(文)
板块一 知识梳理·自主学习
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高考一轮总复习 ·数学(文)
[必备知识] 考点 1 平面的基本性质
其中真命题的序号是__③______. 解析 ①a,c 可能相交、平行或异面;②a,c 可能相 交、平行或异面;③正确;④a,c 可能相交、平行或异面.
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高考一轮总复习 ·数学(文)
5.如图是正四面体的平面展开图,G,H,M,N 分别 为 DE,BE,EF,EC 的中点,在这个正四面体中,
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高考一轮总复习 ·数学(文)
[双基夯实] 一、疑难辨析 判 断 下 列 结 论 的 正 误 . ( 正 确 的 打 “√” , 错 误 的 打 “×”) 1.两个不重合的平面只能把空间分成四个部分.( × ) 2.两个平面 α,β 有一个公共点 A,就说 α,β 相交于 A 点,并记作 α∩β=A.( × ) 3.两个平面 ABC 与 DBC 相交于线段 BC.( × )
解析 ∵AB⊂γ,M∈AB,∴M∈γ.又 α∩β=l,M∈l, ∴M∈β.根据公理 3 可知,M 在 γ 与 β 的交线上.同理可 知,点 C 也在 γ 与 β 的交线上.
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【精选】2019届高考数学一轮复习第七章第3节空间点、直线、平面的位置关系练习新人教A版练习
【精选】2019届高考数学一轮复习第七章第3节空间点、直线、平面的位置关系练习新人教A版练习空间点、直线、平面的位置关系[基础训练组]1.(导学号14577641)已知空间三条直线l,m,n,若l与m异面,且l与n异面,则( )A.m与n异面B.m与n相交C.m与n平行D.m与n异面、相交、平行均有可能解析:D [在如图所示的长方体中,m,n1与l都异面,但是m∥n1,所以A,B错误;m,n2与l都异面,且m,n2也异面,所以C错误.]2.(导学号14577642)如图是正方体或四面体,P,Q,R,S分别是所在棱的中点,这四个点不共面的一个图是( )解析:D [在A图中分别连接PS,QR,易证PS∥QR,∴P,Q,R,S共面;在C图中分别连接PQ,RS,易证PQ∥RS,∴P,Q,R,S共面;在B图中过P,Q,R,S可作一正六边形,故四点共面;D图中PS与QR为异面直线,∴四点不共面,故选D.]3.(导学号14577643)如图是某个正方体的侧面展开图,l1,l2是两条侧面对角线,则在正方体中,l1与l2( )A .互相平行B .异面且互相垂直C .异面且夹角为π3D .相交且夹角为π3解析:D [将侧面展开图还原成正方体如图所示,则B ,C 两点重合.故l 1与l 2相交,连接AD ,△ABD 为正三角形,所以l 1与l 2的夹角为π3.故选D.]4.(导学号14577644)已知空间四边形ABCD 中,M ,N 分别为AB ,CD 的中点,则下列判断:①MN ≥12(AC +BD );②MN >12(AC +BD );③MN =12(AC +BD );④MN <12(AC +BD ).其中正确的是( )A .①③B .②④C .②D .④解析:D [如图,取BC 的中点O ,连接MO ,NO ,则OM =12AC ,ON =12BD .在△MON 中,MN <OM +ON =12(AC +BD ),∴④正确.]5.(导学号14577645)在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,P ,Q ,R 分别是AB ,AD ,B 1C 1的中点,那么正方体过P ,Q ,R 的截面图形是( )A .三角形B .四边形C .五边形D .六边形解析:D [如图所示,作RG ∥PQ 交C 1D 1于G ,连接QP 并延长与CB 延长线交于M ,且QP 反向延长线与CD 延长线交于N ,连接MR 交BB 1于E ,连接PE ,则PE ,RE 为截面与正方体的交线,同理连接NG 交DD 1于F ,连接QF ,FG ,则QF ,FG 为截面与正方体的交线,∴截面为六边形PQFGRE .]6.(导学号14577646)如图所示,在三棱锥A -BCD 中,E ,F ,G ,H 分别是棱AB ,BC ,CD ,DA 的中点,则当AC ,BD 满足条件 ______ 时,四边形EFGH 为菱形,当AC ,BD满足条件 ______ 时,四边形EFGH 是正方形.解析:易知EH ∥BD ∥FG ,且EH =12BD =FG ,同理EF ∥AC ∥HG ,且EF =12AC =HG ,显然四边形EFGH 为平行四边形.要使平行四边形EFGH 为菱形需满足EF =EH ,即AC =BD ;要使平行四边形EFGH 为正方形需满足EF =EH 且EF ⊥EH ,即AC =BD 且AC ⊥BD .答案:AC =BD AC =BD 且AC ⊥BD7.(导学号14577647)(2018·二模)正四面体ABCD 中,E 、F 分别为边AB 、BD 的中点,则异面直线AF 、CE 所成角的余弦值为 ________ .解析:如图,连接CF ,取BF 的中点M ,连接CM ,EM ,则ME ∥AF ,故∠CEM 即为所求的异面直线角.设这个正四面体的棱长为2,在△ABD 中,AF =3=CE =CF ,EM =32,CM =132,∴cos ∠CEM =34+3-1342×32×3=16.答案:168.(导学号14577648)如图所示,在正方体ABCD - A 1B 1C 1D 1中,M ,N 分别是棱C 1D 1,C 1C 的中点,给出以下四个结论:①直线AM 与直线C 1C 相交;②直线AM 与直线BN 平行;③直线AM 与直线DD 1异面;④直线BN 与直线MB 1异面.其中正确结论的序号为 ________ .(把你认为正确的结论的序号都填上)解析:AM 与C 1C 异面,故①错;AM 与BN 异面,故②错.易知③④正确. 答案:③④9.(导学号14577649)已知空间四边形ABCD 中,E ,H 分别是边AB ,AD 的中点,F ,G 分别是边BC ,CD 的中点.(1)求证:BC 与AD 是异面直线; (2)求证:EG 与FH 相交.证明:(1)假设BC 与AD 共面,不妨设它们所共平面为α,则B ,C ,A ,D ∈α. 所以四边形ABCD 为平面图形,这与四边形ABCD 为空间四边形相矛盾.所以BC 与AD 是异面直线.(2)如图,连接AC ,BD ,则EF ∥AC ,HG ∥AC , 因此EF ∥HG ;同理EH ∥FG ,则EFGH 为平行四边形.又EG,FH是▱EFGH的对角线,所以EG与HF相交.10.(导学号14577650)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,(1)求A1C1与B1C所成角的大小;(2)若E,F分别为AB,AD的中点,求A1C1与EF所成角的大小.解:(1)如图,连接AC,AB1,由ABCD-A1B1C1D1是正方体,知AA1C1C为平行四边形,所以AC∥A1C1,从而B1C与AC所成的角就是A1C1与B1C所成的角.由△AB1C中,由AB1=AC=B1C可知∠B1CA=60°,即A1C1与B1C所成角为60°.(2)如图,连接BD,由(1)知AC∥A1C1.∴AC与EF所成的角就是A1C1与EF所成的角.∵EF是△ABD的中位线,∴EF∥BD.又∵AC⊥BD,∴AC⊥EF,即所求角为90°.∴EF⊥A1C1.即A1C1与EF所成的角为90°.[能力提升组]11.(导学号14577651)如图,ABCD-A1B1C1D1是长方体,O是B1D1的中点,直线A1C交平面AB1D1于点M,则下列结论正确的是( )A .A ,M ,O 三点共线B .A ,M ,O ,A 1不共面C .A ,M ,C ,O 不共面D .B ,B 1,O ,M 共面解析:A [连接A 1C 1,AC ,则A 1C 1∥AC ,所以A 1,C 1,C ,A 四点共面,所以A 1C ⊂平面ACC 1A 1.因为M ∈A 1C ,所以M ∈平面ACC 1A 1,又M ∈平面AB 1D 1,所以M 在平面ACC 1A 1与平面AB 1D 1的交线上,同理O 在平面ACC 1A 1与平面AB 1D 1的交线上,所以A ,M ,O 三点共线.故选A.]12.(导学号14577652)(理科)长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的8个顶点都在球O 的表面上,E 为AB 的中点,CE =3,异面直线A 1C 1与CE 所成角的余弦值为539,且四边形ABB 1A 1为正方形,则球O 的直径为( )A .4 B.51 C .4或51D .4或5解析:C [设AE =x ,则EB =x ,BC =9-x 2,AC =9+3x 2. 因为A 1C 1∥AC ,所以∠ACE 为异面直线A 1C 1与CE 所成角,由余弦定理得9+3x 2+9-x22×3×9+3x 2=539,所以x 4-7x 2+6=0,所以x 2=1或6,所以x =1或 6.设球O 的半径为R ,则2R =AA 21+AC 2=AB 2+AC 2=4或51.故选C.]12.(导学号14577653)(文科)如图是三棱锥D -ABC 的三视图,点O 在三个视图中都是所在边的中点,则异面直线DO 和AB 所成角的余弦值等于( )A.33B.12C. 3D.22解析:A [如图,三棱锥D -ABC 的棱AB ,AC ,AD 两两垂直且AB =AC =2,AD =1,O 是BC 中点,取AC 中点E ,连接DE ,DO ,OE ,则AE =1,OE =1,∠DOE 即为所求两异面直线所成的角或其补角.DE =2,AO =2,DO = 3.在三角形DOE 中,由余弦定理得cos ∠DOE =1+3-22×1×3=33.故选A.]13.(导学号14577654)如图所示,在正三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,D 是AC 的中点,AA 1∶AB =2∶1,则异面直线AB 1与BD 所成的角为 ________ .解析:如图,取A 1C 1的中点D 1,连接B 1D 1.因为D 是AC 的中点,所以B 1D 1∥BD ,所以∠AB 1D 1即为异面直线AB 1与BD 所成的角.连接AD 1,设AB =a ,则AA 1=2a ,所以AB 1=3a ,B 1D 1=32a ,AD 1=14a 2+2a 2=32a .所以,在△AB 1D 1中,由余弦定理得cos ∠AB 1D 1=AB 21+B 1D 21-AD 212AB 1·B 1D 1=3a 2+34a 2-94a22×3a ×32a=12,所以∠AB 1D 1=60°.答案:60°14.(导学号14577655)如图,在体积为3的正三棱锥A -BCD 中,BD 长为23,E 为棱BC 的中点,求:(1)异面直线AE 与CD 所成角的余弦值; (2)正三棱锥A -BCD 的表面积.解:(1)过点A 作AO ⊥平面BCD ,垂足为O ,则O 为△BCD 的中心,由13×12×23×3×AO =3,得AO =1.又在正三角形BCD 中得OE =1,所以AE = 2.取BD 中点F ,连接AF ,EF ,故EF ∥CD ,所以∠AEF 就是异面直线AE 与CD 所成的角.在△AEF 中,AE =AF =2,EF = 3.所以cos ∠AEF =AE 2+EF 2-AF 22·AE ·EF =64.所以异面直线AE 与CD 所成的角的余弦值为64.(2)由AE =2可得正三棱锥A -BCD 的侧面积为S =3·12·BC ·AE =32×23×2=36,所以正三棱锥A -BCD 的表面积为S =36+34·BC 2=36+3 3.。
高三数学一轮复习 第七章 第三节 空间点、直线、平面之间的位置关系课件 理 新人教A版
【解析(jiě xī)】 由图可知AM与CC1是异面直线,AM 与BN是异面直线,BN与MB1为异面直线.因为D1C∥MN, 所以直线MN与AC所成的角就是D1C与AC所成的角,且角为 60°.
【答案】 ③④
第二十四页,共39页。
(2012·上海高考改编题)如图 7-3-6, 在三棱锥 P—ABC 中,PA⊥底面 ABC,
第二页,共39页。
2.空间点、直线(zhíxiàn)、平面之间的位置关系
直线与直线 直线与平面 平面与平面
平行 关系
相交 关系
独有 关系
图形 语言
符号 语言
图形 语言
符号 语言
图形 语言
符号 语言
a∥b
a∩b=A
a,b是异面 直线
a∥α a∩α=A
aα
α∥β α∩β=l
第三页,共39页。
3.异面直线所成的角 (1)定义:设 a,b 是两条异面直线,经过空间中任一点 O 作直线 a′∥a,b′∥b,把 a′与 b′所成的_锐__角__(r_u_ì_ji_ǎ_o_)或_叫直做角 异面直线 a 与 b 所成的角.
第二十五页,共39页。
【尝试解答】 (1)S△ABC=12×2×2 3=2 3, 三棱锥 P-ABC 的体积为 V=13S△ABC·PA=13×2 3×2=43 3.
(2)如图,取 PB 的中点 E,连接 DE, AE,则 ED∥BC,所以∠ADE(或其补角) 是异面直线 BC 与 AD 所成的角.
第十页,共39页。
如图 7-3-2 所示,四边形 ABEF 和 ABCD 都是梯形,BC 綊12AD,
BE 綊12FA,G、H 分别为 FA、FD 的
中点. (1)证明:四边形 BCHG 是平行四
2019-2020学年高考数学一轮复习 7.2空间点、线、面之间的位置关系 精品导学案.doc
2019-2020学年高考数学一轮复习 7.2空间点、线、面之间的位置关系精品导学案【高考目标定位】一、空间点、直线、平面之间的位置关系1、考纲点击(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、定理和已经获得的结论证明一些空间图形的位置关系的简单命题。
2、热点提示(1)以空间几何体为载体,考查逻辑推理能力;(2)通过判断位置关系,考查空间想象能力;(3)应用公理、定理证明点共线、线共面等问题;(4)多以选择、填空的形式考查,有时也出现在解答题中。
二、直线、平面平行的判定及其性质1、考纲点击(1)以立体几何的定义、公理和定理为出发点,认识和理解空间中线面平行的有关性质与判定定理;(2)能运用公理、定理和已经获得的结论证明一些空间图形的平行关系的简单命题。
2、热点提示(1)以选择、填空的形式考查线与面、面与面平行关系的判定与性质定理的内容;(2)在解答题中,综合考查定理的应用。
三、直线、平面垂直的判定及其性质1、考纲点击(1)以立体几何的定义、公理和定理为出发点,认识和理解空间中线面垂直的有关性质与判定定理;(2)能运用公理、定理和已经获得的结论证明一些空间图形的垂直关系的简单命题。
2、热点提示(1)以选择、填空的形式,考查线面垂直的判定定理和性质定理;(2)解答题中,考查线面垂直关系及逻辑能力;(3)通过考查线面角及二面角,考查空间想象能力及计算能力,常以解答题的形式出现。
【考纲知识梳理】一、空间点、直线、平面之间的位置关系 1、平面的基本性质公理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。
2、直线与直线的位置关系 (1)位置关系的分类⎧⎧⎪⎨⎨⎩⎪⎩相交直线共面直线平行直线异面直线:不同在任何一个平面内,没有公共点(2)异面直线所成的角①定义:设a,b 是两条异面直线,经过空间中任一点O 作直线a ’∥a,b ’∥b,把a ’与b ’所成的锐角(或直角)叫做异面直线a 与b 所成的角(或夹角)②范围:02π⎛⎤⎥⎝⎦,3、直线和平面的位置关系A α=4、两个平面的位置关系β=aαβ⊥β=a5、平行公理平行于同一条直线的两条直线互相平行。
2019届高三一轮文科数学课件:7.3-空间点、线、面之间的位置关系(含答案)
答案:C
3.下列四个命题中,真命题的个数为(
)
①如果两个平面有三个公共点,那么这两个平面重合; ②两条直线确定一个平面; ③若 M∈α,M∈β,α∩β=l,则 M∈l; ④空间中,相交于同一点的三条直线在同一平面内. A.1 C.3 B.2 D.4
解析:①若三个公共点不共线,则两个平面重合;否则这三个点都在两个平面的 交线上,故①不正确; ②若两直线相交或平行,则可以确定一个平面;若两直线异面,则不能确定一个 平面.故②不正确; ③由公理知该命题正确; ④相交于同一点的三条直线也可能不共面,如墙角的三条直线;综上,只有③正 确.故选 A.
解析:b 与 α 相交或 b⊂α 或 b∥α 都可以. 答案:D
5.(2018 届乌鲁木齐模拟)不共面的四点可以确定平面的个数是________.
解析: 不共面的四点是指任意三个点都不在同一条直线上, 这样从四点中任取三 个点都可以确定一个平面. 设四个点为 A、B、C、D,则共确定的平面为平面 ABC,平面 ABD,平面 ACD, 平面 BCD 共有 4 个.
解析: 当两个平面平行时,平面 α 上存在无数多个点到平面 β 的距离相等且不为 零,满足题意;当两个平面相交时,可以从交线的两侧去找三个点到平面 β 的距离相 等且不为零,故选 D.
答案:D
3.下列说法错误的是(
)
A.两两相交且不过同一点的三条直线必在同一平面内 B.过直线外一点有且只有一个平面与已知直线垂直 C.如果共点的三条直线两两垂直,那么它们中每两条直线确定的平面也两两垂 直 D.如果两条直线和一个平面所成的角相等,则这两条直线一定平行
解析:A、B、C 都正确;D 中两条直线和一个平面所成的角相等,两条直线可 能平行,也可能相交或异面,故 D 错误.
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解析:依题意,直线 b 和 c 的位置关系可能是相交、平行或 异面.
答案:D
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5.若直线 a⊥b,且直线 a∥平面 α,则直线 b 与平面 α 的位 置关系是 A.b⊂α C.b⊂α 或 b∥α B.b∥α D.b 与 α 相交或 b⊂α 或 b∥α ( )
解析:b 与 α 相交或 b⊂α 或 b∥α 都可以.
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π 0, 2 ②范围:
.
(3)公理 4:平行于 同一条直线 的两条直线互相平行. (4)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 . 3.空间中直线与平面、平面与平面的位置关系 (1)直线与平面的位置关系有 相交 、 平行 、 在平面内 三种 情况. (2)平面与平面的位置关系有 平行 、 相交 两种情况.
答案:③④
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课 堂 考 点突破
练透基点,研通难点,备考不留死角
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考点一
平面的基本性质及应用
[考什么·怎么考]
平面的基本性质主要包括 3 个公理及其推论,是 空间位置关系的基础,很少单独命题.
[典题领悟]
如图所示,在空间四边形 ABCD 中, E,F 分别是 AB,AD 的中点,G,H 分
❶
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1 别是 BC,CD 上的点,且 CG= BC, 3 1 CH= DC.求证: 3
❷
(1)E,F,G,H 四点共面;
❸
(2)直线 FH,EG,AC 共点.
❹
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[学审题] ①看到 E,F 分别是 AB,AD 的中点 1 1 ②看到 CG= BC,CH= DC 3 3 的三等分点 想到 GH∥BD; 想到点所在直线平行或相交; 想到证两线的交点在第三条 想到三角形的中位线;
答案:(1)×
(2)√
(3)×
(4)×
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2.下列说法正确的是 A.若 a⊂α,b⊂β,则 a 与 b 是异面直线 B.若 a 与 b 异面,b 与 c 异面,则 a 与 c 异面 C.若 a,b 不同在平面 α 内,则 a 与 b 异面 D.若 a,b 不同在任何一个平面内,则 a 与 b 异面
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解析:①显然是正确的,可用反证法证明;②中若 A,B,C 三点共线,则 A,B,C,D,E 五点不 一定共面;③构造长方体或正方体,如图显然 b, c 异面,故不正确;④中空间四边形中四条线段不共面.故正 确的个数为 1.
答案:B
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4.已知直线 a 和平面 α,β,α∩β=l,a⊄α,a⊄β,且 a 在 α,β 内的射影分别为直线 b 和 c, 则直线 b 和 c 的位置关系是( A.相交或平行 C.平行或异面 B.相交或异面 D.相交、平行或异面 )
纳入平 面法 辅助平 面法 先确定一个平面,再证明有关点、线在此平面内 先证明有关的点、线确定平面α,再证明其余元素 确定平面β,最后证明平面α,β重合
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[冲关演练] 1.如图是正方体或四面体,P,Q,R,S 分别是所在棱的中点, 则这四个点不共面的一个图是 ( )
想到 G,H 分别是 BC,CD
③看到 E,F,G,H 四点共面 ④要证三线 FH,EG,AC 共点 直线上.
证明:(1)连接 EF,GH, ∵E,F 分别是 AB,AD 的中点, ∴EF∥BD. 1 1 又∵CG= BC,CH= DC, 3 3 ∴GH∥BD,∴EF∥GH, ∴E,F,G,H 四点共面. (2)易知 FH 与直线 AC 不平行,但共面, ∴设 FH∩AC=M, ∴M∈平面 EFHG,M∈平面 ABC. 又∵平面 EFHG∩平面 ABC=EG, ∴M∈EG,∴直线 FH,EG,AC 共点.
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[解题师说]
1.证明点共线问题的常用方法
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公理 先找出两个平面,然后证明这些点都是这两个平面的 法 公共点,再根据公理3证明这些点都在交线上 同一 选择其中两点确定一条直线,然后证明其余点也在该 法 直线上
2.证明线共点问题的常用方法 先证两条直线交于一点,再证明第三条直线经过该点. 3.证明点、直线共面问题的常用方法
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2.空间中两直线的位置关系 (1)空间中两直线的位置关系
平行 _____ 共面直线 _____ 相交 异面直线:不同在_____ 任何 一个平面内
(2)异面直线所成的角 ①定义:设 a,b 是两条异面直线,经过空间任一点 O 作直线 a′∥a,b′∥b,把 a′与 b′所成的 锐角(或直角) 叫做异 面直线 a 与 b 所成的角(或夹角).
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过
基
础
小
题
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1.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,则这两个平面重合. ( (4)没有公共点的两条直线是异面直线. (
答案:D
(
)
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3.以下四个命题中,正确命题的个数是 ①不共面的四点中,其中任意三点不共线; ②若点 A,B,C,D 共面,点 A,B,C,E 共面,则 A,B, C,D,E 共面; ③若直线 a,b 共面,直线 a,c 共面,则直线 b,c 共面; ④依次首尾相接的四条线段必共面. A.0 C.2 B. 1 D.3 ( )
第
三
节
空间点、线、面之间的位置关系
课前·双基落实
知识回扣,小题热身,基稳才能楼高
课堂·考点突破
练透基点,研通难点,备考不留死角
课后·三维演练
分层训练,梯度设计,及时查漏补缺
返回
课 前 双 基落实
知识回扣,小题热身,基稳才能楼高
返回
过
基
础
知
识
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1.平面的基本性质 (1)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. (2)公理 2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面. (3)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.
答案:D
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6.(教材习题改编)设 P 表示一个点,a,b 表示两条直线,α,β 表 示两个平面, 给出下列四个命题, 其中正确的命题是________. ①P∈a,P∈α⇒ a⊂α;②a∩b=P,b⊂ β⇒a⊂β;③a∥b,a ⊂α,P∈b,P∈α⇒b⊂α;④α∩β=b,P∈α,P∈β⇒P∈b.