平面的基本性质与推论

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平面的基本性质与推论

平面的基本性质与推论

例1.如图,平面ABEF记作α,平面 ABCD记作β,根据图形填写: (1)A∈α,B ∈ α,E ∈ α, C α,D α; (2)A∈β,B ∈ β, C ∈ β, D ∈ β,E β,F β; (3)α∩β= AB ;
例2.如图中△ABC,若AB、BC 在平面 α内,判断AC 是否在平面α内?
3. 公理3: ①文字语言: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.
②图形语言:
③符号语言: P∈(α∩β)
α∩β=l
P∈l.
如何理解公理3? (1) 公理3反映了平面与平面的位置关系, 只要“两面共一点”,就有“两面共一线, 且过这一点,线惟一”. (2) 从集合的角度看,对于不重合的两个平 面,只要他们有公共点,它们就是相交的 位置关系,交集是一条直线.
(3) 公理3的作用:
其一判定两个平面是否相交;
其二可以判定点在直线上. 点是某两个
平面的公共点,线是这两个平面的公共交
线,则这点在线上. 因此它还是证明点共线或线共点,并 且作为画截面的依据.
二. 平面基本性质的推论 (1)推论1: 文字语言 :经过一条直线和直线外的一 点,有且只有一个平面. 图形语言: 符号语言: a是任意一条直线 点A a
解:∵ AB在平面α内,∴ A点一定在平 面α内,又BC在平面α内,∴ C点一定在 平面α内, ( 点A、点C都在平面α内,) 直线AC 在平面α内(公理1).
例3.(1)不共面的四点可以确定几个
平面?
4个 (2)三条直线两两平行,但不共面,它
们可以确定几个平面? 3个 (3)共点的三条直线可以确定几个平面? 1个或3个

a与A共属于平面α且平面α惟一 .

高三数学一轮复习1·平面基本性质与推论

高三数学一轮复习1·平面基本性质与推论
提示:“有”表示图形存在,“只有一个”
表示图形唯一.
② 基 本 性 质 2 的 作 用 : 作 用 一 是 ____________ , 作 用 二 是 ____________________________.
确定平面
(3)关于基本性质3
可用其证明点、线共面问题
①基本性质3的三种数学语言表述: 文字语言表述:如果不重合的两个平面有一个公共点 ,那么它们 _____________________________ _________.
②基本性质3的作用: 其一它是判定两个平面是否相交的依据,只要两个平面有一个公共点,就可以判定这两 个平面必相交于过这点的一条直线,其二它可以判定点在直线上,点是某两个平面的公 共点,线是这两个平面的公共交线,则这点在交线上. 2.平面基本性质的推论 推论1:经过一条直线和这条直线外的______,有且只有一个平面. 推论2:经过____________直线,有且只有一个平面.
A∈l,B∈l,A∈α,∈α⇒l⊂α
不在同一条直线上的三点
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∈α,B∈α,C∈α
思考感悟
1.如何理解“有且只有一个”?
平面的基本性质与推论
学习目标
1. 理解平面的概念,掌握平面的性质并会确定平 面. 2 .理解直线与直线、直线与平面、平面与平面 的位置关系,会利用定理判定它们之间的关系. 3.会进行文字语言、图形语言、符号语言之间 的转化并能进行一些简单问题的证明.
课前自主学案
1.2.1课堂互动Fra bibliotek练知能优化训练

平面的基本性质及推论

平面的基本性质及推论

4个
(2)共点的三条直线可以确定几个平面? 1个或3个
D1
C1
O
A1
B1
D A
C B
D A
C B
D1 A1
C1 B1
小结
1、平面的基本性质:三公理三推论 2、公理化方法:从一些原始概念(基 本概念)和一些不加证明的原始命题 (公理)出发,运用逻辑推理,推导 出其他命题和定理的方法叫公理化方 法。
观察下列问题,你能得到什么结论?
B
桌面α
A
公理1:如果一条直线上两点在一个平面内,那么这条 直线上的所有的点都在这个平面内(即直线在平面内)。
Байду номын сангаас符 符号号语表言:示:
Al, B l,且A , B l
α
A
B
公理1的作用:
一 是可以用来判定一条直线是否在平面内,即 要判定直线在平面内,只需确定直线上两个 点在平面内即可;
符号语言:
P P
l且P
l
公理3的作用:
一 是判定两个平面相交,即如果两个平面有一个 公共点,那么这两个平面相交;
二 是判定点在直线上,即点若是某两个平面的公 共点,那么这点就在这两个平面的交线上.
三.两平面两个公共点的连线就是它们的交线
β
α
(×)
(×) (×)
(×) (×)
2、(1)不共面的四点可以确定几个平面?
一.平面的概念及特征:
平面没有大小、厚薄和宽窄,平面在空间是无限延伸的。
二.平面的表示:
几何画法:通常用平行四边形来表示平面.
D
C
α A
符号表示:
B
α
平面ABCD 平面AC
三.用数学符号来表示点、线、面之间的位置关系:

直线与平面

直线与平面

强化训练
1.在空间中, ①若四点不共面,则这四点中任何三点都不共线. ②若两条直线没有公共点,则这两条直线是异面直线.
② 以上两个命题中,逆命题为真命题的是 ________(把符
合要求的命题序号都填上)
2.对于空间三条直线,有下列四个条件: ①三条直线两两相交且不共点;
②三条直线两两平行;
③三条直线共点;
④有两条直线平行,第三条直线和这两条
直线都相交.其中,使三条直线共面的充
分条件有( B)
( A) 1个 (B)2个 (C)3个 (D) 4个
3. 如图,四面体ABCD中,E,F分别是AC、
BD的中点,若CD=4, AB=2, EF⊥AB,则EF
与CD所成的角等于____ 30°
C
E
E
D
B
F
G
A
G
F
Hale Waihona Puke (1)定义:不同在任何一个平面内的两条直线,叫异面直线.
(2)成角:设a、b是异面直线,经过空间任一点O,分别引
直线
,则直线
所成的锐角(或直角)叫异

直线a、b所成的角.
(3)成角范围是
(4)公垂线指和两条异面直线都垂直相交的直线
(5)距离:两条异面直线的公垂线在这两异面直线间的线段 的长度
【车】(車)chē①名陆地上有轮子的运输工具:火~|汽~|马~|一辆~。 一般身体较小,快乐:欢~|~跃(欢欣跳跃)。旧称守宫。②事物的枝 节或表面:治~不如治本。 lɑnɡɡǔ(~儿)名玩具, ②用兵的人:胜败乃~常事|徐州历来为~必争之地。退还原物, 并可能有阵雨、冰雹等。欺 压别国或别人。 界限(多指地区或空间):一片绿油油的庄稼,~全消。说做就做。【操纵】cāozònɡ动①控制或开动机械、仪器等:~自如|远距离

数学高中必修知识点总结(实用11篇)

数学高中必修知识点总结(实用11篇)

数学高中必修知识点总结(实用11篇)数学高中必修知识点总结第1篇一、平面的基本性质与推论1、平面的基本性质:公理1如果一条直线的两点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内;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、空间点、直线、平面之间的位置关系:直线与直线-平行、相交、异面;直线与平面-平行、相交、直线属于该平面(线在面内,最易忽视);平面与平面-平行、相交。

3、异面直线:平面外一点A与平面一点B的连线和平面内不经过点B的直线是异面直线(判定);所成的角范围(0,90】度(平移法,作平行线相交得到夹角或其补角);两条直线不是异面直线,则两条直线平行或相交(反证);异面直线不同在任何一个平面内。

求异面直线所成的角:平移法,把异面问题转化为相交直线的夹角二、空间中的平行关系1、直线与平面平行(核心)定义:直线和平面没有公共点判定:不在一个平面内的一条直线和平面内的一条直线平行,则该直线平行于此平面(由线线平行得出)性质:一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,则这条直线就和两平面的交线平行2、平面与平面平行定义:两个平面没有公共点判定:一个平面内有两条相交直线平行于另一个平面,则这两个平面平行性质:两个平面平行,则其中一个平面内的直线平行于另一个平面;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。

3、常利用三角形中位线、平行四边形对边、已知直线作一平面找其交线三、空间中的垂直关系1、直线与平面垂直定义:直线与平面内任意一条直线都垂直判定:如果一条直线与一个平面内的两条相交的直线都垂直,则该直线与此平面垂直性质:垂直于同一直线的两平面平行推论:如果在两条平行直线中,有一条垂直于一个平面,那么另一条也垂直于这个平面直线和平面所成的角:【0,90】度,平面内的一条斜线和它在平面内的射影说成的锐角,特别规定垂直90度,在平面内或者平行0度2、平面与平面垂直定义:两个平面所成的二面角(从一条直线出发的两个半平面所组成的图形)是直二面角(二面角的平面角:以二面角的棱上任一点为端点,在两个半平面内分别作垂直于棱的两条射线所成的角)判定:一个平面过另一个平面的垂线,则这两个平面垂直性质:两个平面垂直,则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直数学高中必修知识点总结第2篇一.随机事件的概率及概率的意义1、基本概念:(1)必然事件:在条件S下,一定会发生的事件,叫相对于条件S的必然事件;(2)不可能事件:在条件S下,一定不会发生的事件,叫相对于条件S的不可能事件;(3)确定事件:必然事件和不可能事件统称为相对于条件S的确定事件;(4)随机事件:在条件S下可能发生也可能不发生的事件,叫相对于条件S的随机事件;(5)频数与频率:在相同的条件S下重复n次试验,观察某一事件A 是否出现,称n次试验中事件A出现的次数nA为事件A出现的频数;对于给定的随机事件A,如果随着试验次数的增加,事件A发生的频率fn(A)稳定在某个常数上,把这个常数记作P(A),称为事件A的概率。

高考数学复习考点讲解与真题分析02---平面的基本性质与推论

高考数学复习考点讲解与真题分析02---平面的基本性质与推论

) 来源 [ :]
.A 0
.B 2
.C 4
D.无穷多个
2.D 解析:作一个与 l 平行且距离为 π 的平面 α,在 α 内作一条直线 m 与 l 的夹角为π3,则 α 上与 m 平行的 直线均同时满足三个条件.故选 D. 【失分点分析】本题借助于异面直线的夹角、距离等概念考查空间想象能力.在空间中 ,当两条异面直线
c 与 ,a b 分别交于 ,A B 两点,因为 a ⊂ α,b ⊂ α , A∈ a, B ∈ b ,则 A∈α,C ∈α , 所以c ⊂ α ,同理可证d ⊂ α ,所以 a,b,c,d 四线共面。
(2)三线共点情况,设 a, ,b c 三线相交于点 ,H d 与 a,b,c 分别交于 E,F,G 三点,因为 a,c, ,c d 两两相交且不共点,所以 H ∉d ,所以点 H 与直线 d 可确定一平面 β , 由 E ∈ d ,得 E ∈ β ,又由 H ∈ β , E ∈ β 得 a ⊂ β ,同理可证b ⊂ β , c ⊂ β ,所以 a,b,c,c 四线 共面。
2/9
M、N、P、Q 四点共面。
解:如图,连结 并延长交 延长线于 , MN
DC
O
[来源:学,科,网]
则 ∆MBN ≅ ∆OCN ,所以 CO=MB,连结 PQ 并延长交 DC 延长线于O1 ,则 ∆PC1Q ≅ ∆O1CQ ,所 以CO1 = PC1 ,又因为CO = CO1,所以 O 与O1 重合,所以 、 PQ MN 相交于一点, 所以 M、N、P、Q 四点共面。
形的存在性,又保证了图形的唯一性.性质 3 符号语言:P∈α,且 ∈P β⇒ α I β =l,且P∈l..揭示了两个平
面相交的主要特征,是判定两平面相交的依据,提供了确定两个平面交线的方法.今后所说的两个平面(或 两条直线),如无特殊说明,均指不同的平面(直线)王奎新新屯疆敞,性质 3 的应用:确定两相交平面的交线位置;判定点在直 线上

1.2.1 平面的基本性质与推论

1.2.1 平面的基本性质与推论

张喜林制1.2.1 平面的基本性质与推论教材知识检索考点知识清单1.点与直线的基本性质连接两点的线中, 最短;过两点有 ,并且只有 . 2.平面的基本性质公理1:如果一条直线上的 在一个平面内,那么这条直线上的 ,这时我们就说:直线在 或 .公理2:经过 的三点,有且只有一个 即 的三点确定 .公理3:如果不重合的两个平面有一个公共点,那么它们有 条过 的公共直线. 3.平面基本性质的推论推论1:经过一条直线和____,有且只有____推论 2:经过两条____,有且只有____ . 推论3:经过两条____,有且只有____.要点核心解读1.平面的基本性质 (1)公理l①三种语言表述文字语言: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, 图形语言:如图1-2 -1-1. 符号语言:⇒∈∈∈∈ααB A l B l A ,,,.α⊂l②公理1的条件是“线上有两点在平面内”,结论是“线上的所有点都在平面内”,这个结论阐述两个观点,一是整条直线在平面内,二是直线上的所有点在平面内. ③作用:判定直线是否在平面内,判定点是否在平面内. (2)公理2①三种语言表述文字语言:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面.图形语言:如图1-2 -1-2.符号语言:A ,B ,C 三点不共线等有且仅有一个平面α,使.,,ααα∈∈∈C B A②公理2的条件是“过不在同一直线上的三点”,结论是“有且仅有一个平面”,要注意“不在同一条直线上”这一附加条件,舍之则结论不成立.结论中“有且仅有”即“存在且唯一”,又可称之为“确定”平面.③公理2的三个推论推论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公理2及三个推论的作用:其一是确定平面,其二可用来证明点、线共面的问题,其三是用来作为计算平面个数的依据. (3)公理3①三种语言表述文字语言: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:如图1-2 -1-3.符号语言:.l P l P ∈=⇒∈且βαβα②公理3的条件是“两面共一点”,结论是“两面共一线,且过这一点,线唯一”.③作用:其一是判定两个平面是否相交,其二是判定点在直线上,可用来证明多点共线或多线共点问题2.平面基本性质的理解及应用 平面基本性质的三条公理及推论,是我们学习和研究立体几何问题的重要基础,根据平面的基本性质,常将空间图形转化为平面图形解决,这是解答立体几何问题的重要思想方法.(1)公理1是判定直线是否在平面内的依据,运用公理1可判定直线是否在某一平面内.(2)公理2以及推论是确定平面的依据,确定一个平面,包括两层意思:①存在一个平面;②只有一个平面.公理2及其三个推论是四个等价命题.(3)公理3是确定两个平面相交于一条直线的依据,运用公理3可判定多点共线或点在线上.(4)证明空间三点共线的问题.通常证明这些点都在两个平面的交线上,即先确定出某两点在某两个平面的交线上,再证明第三点既在第一个平面内又在第二个平面内,当然必在两个平面的交线上.(5)证明空间三线共点的问题可把其中一条作为分别过其余两条的两个平面的交线,然后存证另两条直线的交点在此直线上.(6)证明空间几点共面的问题,可先取三点(不共线的三点)确定一个平面,再证其他各点都在这个平面内.(7)证明空间几条直线共面的问题,可先取两条(相交或平行)直线确定一个平面,再证其余直线在这个平面内,或者从这些直线中取任意两条确定若干个平面,再一一确定这些平面重合.典例分类剖析考点1 判断命题的正误 命题规律判断对给出的公理及推论的理解或不同表述是否正确. [例1] (1)下列命题中不正确的是( ).A.若一条直线上有一点在平面外,则直线上有无穷多个点在平面外B .若,,,ABC B A ∈∈∈αα则α∈C C .若,,,,B b l A a lb a ==⊂⊂ αα则α⊂lD .若一条直线上有两点在已知平面外,则直线上的所有点都在平面外(2)直线⊂a 平面α,直线⊂b 平面b N a M ∈∈,,α且,l M ∈,l N ∈则( ).α⊂l A . α⊂/l B . M l C =α. N l D =α . [试解] .(做后再看答案,发挥母题功能)[解析] (1)根据公理l ,直线在平面内的条件是直线上有两个点在平面内即可,因此选D .,,,,,,)2(ααα∈∴⊂⊂∈∈N M b a b N a M 而M .N 确定直线L .根据公理1可知,α⊂l 故选A .[答案](1)D(2)A母题迁移 1.下列命题:(1)空间不同的3点确定一个平面; (2)有3个公共点的两个平面必重合;(3)空间两两相交的三条直线确定一个平面; (4)三角形是平面图形;(5)平行四边形、梯形、四边形都是平面图形; (6)垂直于同一直线的两直线平行;(7)-条直线和两平行线中的一条相交,也必和另一条相交; (8)两组对边相等的四边形是平行四边形, 其中正确的命题是 . 考点2 平面个数的确定 命题规律由给定的条件,借助公理确定平面的个数. [例2] (1)不共面的四点可以确定几个平面?(2)三条直线两两平行但不共面,它们可以确定几个平面? (3)共点的三条直线可以确定几个平面? (4)空间三点可以确定几个平面?[答案] (1)不共面的四点可以确定四个平面.(2)三条直线两两平行但不共面,它们可以确定三个平面. (3)共点的三条直线可以确定一个或三个平面.(4)若空间三点不共线,由公理2,则可以确定一个平面;若空间三点共线,则过三点的平面有无数多个,但这三点都不能确定其中的任何一个平面,此时有0个平面.故空间三点可以确定一个或0个平面. [点拨] (1)判定平面的个数问题关键是要紧紧地抓住已知条件,做到不重不漏.平面的个数问题主要是根据已知条件和公理2及其三个推论来判定.(2)题中“确定”即“有且只有”.“有”是说平面存在,“只有”是说平面的唯一性.(3)解此类问题要注意理解“确定”的含义,否则(4)中就会错答为“可确定一个或无数个平面”. 母题迁移 2.四条直线两两平行,任意三条不共面,过其中的任意两条作一个平面,共可以作平面____个.考点3 线共点问题命题规律 证明满足某些条件的几条直线交于一点.[例3] 如图1-2 -1-5所示,空间四边形ABCD 中,E 、F 、G 分别在AB 、BC 、CD 上,且满足===GD CG FB CF EB AE :,1:2::,1:3过E 、F 、G 的平面交AD 于H(1)求AH :HD ;(2)求证:EH 、FC 、BD 三线共点.[答案] (1) ,//,2AC EF FBCFEB AE ∴== //EF ∴平面ACD .而⊂EF 平面EFCR ,平面 EFGH平面,GH ACD =.3.//,//,//==∴∴∴GDCGHD AH GH AC AC nEF GH EF,//)2(GH EF 且,41,31==AC GH AC EF ∴=/∴,GH EF 四边形EFGH 为梯形.令,P FG EH= 则⊂∈∈EH FG P EH P 又,,平面ABD ,⊂FG 平面BCD ,平面 ABD 平面,BD BCD =BD FG EH BD P 、、∴∈∴⋅三线共点.[点拨] 证明线共点的问题实质上是证明点在线上的问题,其基本理论是把直线看作两平面的交线,点看作是两平面的公共点,由公理3得证.母题迁移 3.三个平面两两相交得到三条交线,如果其中有两条相交于一点,那么第三条也经过这个点.考点4 点共线问题命题规律 证明满足某些条件的几个点在一条直线上.[例4] 正方体1111D C B A ABCD -中,对角线C A 1与平面1BDC 交于点O ,AC 、BD 交于点M ,求证:点M O C 、、1共线.[解析] 要证若干点共线的问题,只需证这些点同在两个相交平面内即可.[答案] 如图1-2-1-6所示,C C A A C C A A 1111//、⇒确定平面,1C A的交线上与平面在平面平面直线平面平面平面D BC C A O D BC D BC C A O C A 111111111⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫∈⇒=∈⇒⎭⎬⎫∈⊂O O C A O C A C A ,D BC C A 111111M C O M C C A D BC O ∈⇒⎭⎬⎫=平面平面的交线上与平面在平面即M C O 、、1三点共线.[点拨] 证明点共线的问题,一般转化为证明这些点是某两个平面的公共点.这样就可根据公理3证明这些点都在这两个平面的公共直线上, 母题迁移 4.已知△ABC 在平面α外,直线,P AB =α 直线,R AC =α 直线,Q BC =α 如图1 -2-1 -7.求证:P 、Q 、R 三点共线. 考点5点、线共面问置命题规律证明满足某些条件的若干个点或直线在题同一平面内.[例5] 如图1-2 -1-8所示,M 、N 、P 、Q 分别是正方体////D C B A ABCD -中棱///CC D C BC AB 、、、的中点.求证:M 、N 、P 、Q 四点共面.[解析] 要证这四点共面,方法较多,但注意到本题中点P 、Q 、N 、M 的特殊性及对正方体的理解和认识,可证直线PQ 和MN 相交或M P// NQ.[答案] 证法一:如图l-2-1-8所示,连接MN 并延长交DC 的延长线于O ,则≅∆MBN ,OCN ∆.BM CO =∴连接PQ 并延长交DC 的延长线于,/O 则,//CQ O Q PC ∆≅∆/////,,.O O CO CO PC MB PC CO 、又∴=∴==∴ 重合,∴ PQ 、MN 相交且确定一个平面,故M 、N 、P 、Q 四点共面.证法二:∴,///PC MB 四边形P MBC /为平行四边形.⋅∴∴NQ MP BC NQ BC MP //,//.////∴ MP 与NQ 确定一个平面, 故M 、N 、P 、Q 四点共面.[点拨] 一般地,证明若干个点共面,可证明这些点所在的直线相交,或先证明其中的三点共面,再证明其他的点也在这个平面内,这往往就要用到有关的定理或推论, 母题迁移 5.求证:两两相交且不共点的四条直线共面.学业水平测试1.下列叙述中正确的是( ).A .因为,,αα∈∈Q P 所以α∈PQB .因为,,βα∈∈Q P 所以PQ =βαC .因为,,,ABD AB C AB ∈∈⊂α所以α∈CD D .因为,,βα⊂⊂AB AB 所以)()(βαβα∈-∈∏B A2.下列命题中是真命题的是( ). A .空间不同的三点确定一个平面B .有三个内角是直角的空间四边形是矩形C .三条直线中任意两条均相交,则这三条直线确定一个平面D .顺次连接空间四边形各边的中点所得的四边形其对角线必共面3.在空间,若四点中的任意三点不共线,则此四点不共面.此结论( ). A .正确 B .不正确 C .无法判断 D .缺少条件 4.已知点A ,直线a ,平面α;,αα∉⇒⊂/∈A a a A ①;,αα∈⇒∈∈A a a A ②⊂∉a a A ,③;αα∉⇒A .,αα⊂⇒⊂∈A a a A ④以上命题正确的个数为 .5.下列命题:①空间3点确定一个平面;②有3个公共点的两个平面必重合;③空间两两相交的三条直线确定一个平面;④三角形是平面图形;⑤平行四边形、梯形、四边形都是平面图形;⑥垂直于同一直线的两直线平行;⑦一条直线和两平行线中的一条相交,也必和另一条相交;⑧两组对边相等的四边形是平行四边形,其中正确的命题是 . 6.有空间不同的五个点.(1)若有某四点共面,则这五点最多可确定多少个平面?(2)若任意四点都在同一平面内,则这五点共能确定多少个平面?并证明你的结论,高考能力测试(测试时间:45分钟测试满分:100分) 一、选择题(6分x 7 = 42分)1.空间四点A 、B 、C 、D 共面而不共线,那么四点中( ). A .必有三点共线 B .必有三点不共线 C .至少有三点共线 D .不可能有三点共线 2.如图1-2-1-11所示,平面,l =βα 点、A ,α∈B 点β∈C 且,,R l AB l C =∉ 设过A 、B 、C 三点的平面为γ,则γβ是( ).A .直线ACB .直线BC C .直线CRD .以上均不正确3.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( ). A.5部分 B.6部分 C.7部分 D.8部分 4.在空间内,可以确定一个平面的条件是( ).A .两两相交的三条直线B .三条直线,其中的一条与另外两条直线分别相交C .三个点D .三条直线,它们两两相交,但不交于同一点5.如图1-2 -1-12所示,正方体-ABCD 1111D C B A 中,P 、Q 、R 分别是11C B AD AB 、、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6.不共面的四个定点到平面α的距离都相等,这样的平面a 共有( ). A .3个 B .4个 C .6个 D .7个7.三条直线两两相交,由这三条直线所确定的平面个数是( ). A .1 B .2 C .3 D .1或3二、填空题(5分x4 =20分)8.如果一条直线与一个平面有一个公共点,则这条直线可能有 个点在这个平面内. 9.有下面几个命题:①如果一条线段的中点在一个平面内,那么它的两个端点也在这个平面内;②两组对边分别相等的四边形是平行四边形;③两组对边分别平行的四边形是平行四边形;④四边形有三条边在同一个平面内,则第四条边也在这个平面内;⑤点A 在平面α外,点A 和平面a 内的任何一条直线都不共面. 其中正确命题的序号是 .(把你认为正确的序号都填上) 10.如图1-2 -1 -13所示,正方体-ABCD 1111D C B A 中,E 、F 分别为1CC 和1AA 的中点,画出平面F BED 1与平面ABCD 的交线的作法为11.如图1-2 -1-14所示,E 、F 分别是正方体的面11A ADD 和面11B BCC 的中心,则四边形E BFD 1在该正方体的面上的投影可能是 (要求:把图1-2 -1 -15中可能的图的序号都填上)三、解答题(共38分)12.(8分)如图1-2-1-16所示,在正方体1111D C B A ABCD -中,E 为AB 的中点,F 为1AA 的中点.求证:DA F D CE 、、1A 三线交于一点.13.(10分)如图1-2-1 -17所示,在棱长为1的正方体1111D C B A ABCD -中,M 为AB 的中点,N 为1BB的中点,D 为平面11B BCC 的中心.(1)过O 作一直线与AN 交于P ,与CM 交于Q (只写作法,不必证明);(2)求PQ 的长.14.(10分)如图1-2-1-18所示,正方体1111D C B A ABCD -中,E 、F 分别是1111.B C C D 的中点。

平面的基本性质和推论

平面的基本性质和推论
1.2.1平面旳基本性质 与推论
一、复习回忆
点A在直线l上 点A在直线l外 点A在平面 内 点A在平面 外
直线l在平面 内
直线l在平面 外
A

l
A●
l
A ●
●A
l
l
l
Al Al
A A
l
l
二.引领探究
文字语言:公理1 假如一条直线上有两点在一种平面内,
那么这条直线上全部旳点都在这个平面内.
图像语言:
4条直线相交于一点时:
(1)、4条直线 全共面时
(2)、有3条直线 共面时
(3)、每2条直线 都拟定一平面时
三条直线相交于一点,用其中旳两条 拟定平面,能够拟定1、4、6个。
四.课堂小结
• 三点共线问题:公共点在公共直线上 • 共面问题:找平行直线或相交直线 • 三线共点问题:先证两条直线交于一点,然后证交
M
当堂检测
(3)三条直线相交于一点,用其中旳两条拟定 一种平面,能够拟定旳平面数是_______;
(4)四条直线过同一点,过每两条直线作一种 平面,则能够作_____________个不同旳 平面 .
3条直线相交于一点时:
(1)、3条直线共面时 (2)、每2条直线拟定一平面时
三条直线相交于一点,用其中旳两条拟定 平面,能够拟定1、3个。
使A , B , C
作用:拟定平面旳根据.
A•
B
C


公理2旳推论
推论1 经过一条直线和直线外旳 一点,有且只有一种平面 .
•A
C•
B•
•A


B
C
推论2 经过两条相交直线, 有且只有一种平面.

直线与平面的关系

直线与平面的关系

一、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 符号表示为A ∈L ,B ∈L=>L α A ∈α,B ∈α公理1作用:判断直线是否在平面内公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面。

推论1: 经过一条直线及直线外一点,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。

公理2作用:确定一个平面的依据。

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。

符号表示为:P ∈α∩β =>α∩β=L ,且P ∈L公理3作用:判定两个平面是否相交的依据 二、空间中直线与直线之间的位置关系 1 空间的两条直线有如下三种关系:相交直线:同一平面内,有且只有一个公共点; 平行直线:同一平面内,没有公共点;异面直线: 不同在任何一个平面内,没有公共点。

2 公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行。

强调:公理4实质上是说平行具有传递性,在平面、空间这个性质都适用。

公理4作用:判断空间两条直线平行的依据。

3 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4 异面直线:不在同一个平面内的两条直线。

异面直线既不相交也不平行。

异面直线判定定理:过平面外一点与平面内一点的直线和平面内不经过这点的直线是异面直线。

这个定理是判定空间两条直线是异面直线的理论依据。

LA· αCB ·A· αP ·αLβ共面直线5 注意点:(1)直线所成的角θ∈(0, ]。

(2)条异面直线所成的角是直角时,我们就说这两条异面直线互相垂直,记作a⊥b;(3)直线互相垂直,有共面垂直与异面垂直两种情形;(4)计算中,通常把两条异面直线所成的角转化为两条相交直线所成的角。

三、空间中直线与平面、平面与平面之间的位置关系1、直线与平面有三种位置关系:(1)直线在平面内——有无数个公共点(2)直线与平面相交——有且只有一个公共点(3)直线在平面平行——没有公共点指出:直线与平面相交或平行的情况统称为直线在平面外,可用a α来表示a α a∩α=A a∥α2直线、平面平行的判定及其性质线面平行的判定定理1、判定定理: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。

2020届高考数学(文)一轮复习讲义 第8章 8.3 平面的基本性质与推论

2020届高考数学(文)一轮复习讲义 第8章  8.3 平面的基本性质与推论

§8.3平面的基本性质与推论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.(2)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. 2.直线与直线的位置关系(1)位置关系的分类⎩⎨⎧共面直线⎩⎪⎨⎪⎧平行相交异面直线:既不平行又不相交的直线(2)判断两直线异面:与一平面相交于一点的直线与这个平面内不经过交点的直线是异面直线. 3.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.平面与平面的位置关系有平行、相交两种情况.概念方法微思考分别在两个不同平面内的两条直线为异面直线吗?提示不一定.因为异面直线不同在任何一个平面内.分别在两个不同平面内的两条直线可能平行或相交.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)如果两个不重合的平面α,β有一条公共直线a,就说平面α,β相交,并记作α∩β=a.(√)(2)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.(×)(3)如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.(×)(4)经过两条相交直线,有且只有一个平面.(√)(5)没有公共点的两条直线是异面直线.(×)(6)若a,b是两条直线,α,β是两个平面,且a⊂α,b⊂β,则a,b是异面直线.(×)题组二教材改编2.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所成角的大小为()A.30°B.45°C.60°D.90°答案 C解析连接B1D1,D1C,则B1D1∥EF,故∠D1B1C即为所求的角.又B1D1=B1C=D1C,∴△B1D1C为等边三角形,∴∠D1B1C=60°.3.如图,在三棱锥A—BCD中,E,F,G,H分别是棱AB,BC,CD,DA的中点,则(1)当AC,BD满足条件________时,四边形EFGH为菱形;(2)当AC,BD满足条件________时,四边形EFGH为正方形.答案(1)AC=BD(2)AC=BD且AC⊥BD解析 (1)∵四边形EFGH 为菱形, ∴EF =EH ,∴AC =BD .(2)∵四边形EFGH 为正方形,∴EF =EH 且EF ⊥EH , ∵EF ∥AC ,EH ∥BD ,且EF =12AC ,EH =12BD ,∴AC =BD 且AC ⊥BD . 题组三 易错自纠4.α是一个平面,m ,n 是两条直线,A 是一个点,若m ⊄α,n ⊂α,且A ∈m ,A ∈α,则m ,n 的位置关系不可能是( ) A .垂直 B .相交 C .异面 D .平行答案 D解析 依题意,m ∩α=A ,n ⊂α,∴m 与n 可能异面、相交(垂直是相交的特例),一定不平行.5.如图,α∩β=l ,A ,B ∈α,C ∈β,且C ∉l ,直线AB ∩l =M ,过A ,B ,C 三点的平面记作γ,则γ与β的交线必通过( )A .点AB .点BC .点C 但不过点MD .点C 和点M 答案 D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.6.如图为正方体表面的一种展开图,则图中的四条线段AB,CD,EF,GH在原正方体中互为异面的对数为______.答案 3解析平面图形的翻折应注意翻折前后相对位置的变化,则AB,CD,EF和GH在原正方体中,显然AB与CD,EF与GH,AB与GH都是异面直线,而AB与EF相交,CD与GH 相交,CD与EF平行.故互为异面的直线有且只有3对.题型一平面基本性质的应用例1 如图所示,在正方体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)如图,连接EF,CD1,A1B.∵E,F分别是AB,AA1的中点,∴EF∥BA1.又A1B∥D1C,∴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,如图所示.则由P∈CE,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.思维升华共面、共线、共点问题的证明(1)证明共面的方法:①先确定一个平面,然后再证其余的线(或点)在这个平面内;②证两平面重合.(2)证明共线的方法:①先由两点确定一条直线,再证其他各点都在这条直线上;②直接证明这些点都在同一条特定直线上.(3)证明线共点问题的常用方法是:先证其中两条直线交于一点,再证其他直线经过该点.跟踪训练1 如图,在空间四边形ABCD中,E,F分别是AB,AD的中点,G,H分别在BC,CD上,且BG∶GC=DH∶HC=1∶2.(1)求证:E,F,G,H四点共面;(2)设EG与FH交于点P,求证:P,A,C三点共线.证明(1)∵E,F分别为AB,AD的中点,∴EF∥BD.∵在△BCD中,BGGC=DHHC=12,∴GH∥BD,∴EF∥GH.∴E,F,G,H四点共面.(2)∵EG∩FH=P,P∈EG,EG⊂平面ABC,∴P∈平面ABC.同理P∈平面ADC.∴P为平面ABC与平面ADC的公共点.又平面ABC∩平面ADC=AC,∴P∈AC,∴P,A,C三点共线.题型二判断空间两直线的位置关系例2 (1)若直线l1和l2是异面直线,l1在平面α内,l2在平面β内,l是平面α与平面β的交线,则下列命题正确的是()A.l与l1,l2都不相交B.l与l1,l2都相交C.l至多与l1,l2中的一条相交D.l至少与l1,l2中的一条相交答案 D解析由直线l1和l2是异面直线可知l1与l2不平行,故l1,l2中至少有一条与l相交.故选D.(2)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,点E,F分别在A1D,AC上,且A1E=2ED,CF =2F A,则EF与BD1的位置关系是()A.相交但不垂直B.相交且垂直C.异面D.平行答案 D解析连接D1E并延长,与AD交于点M,由A1E=2ED,可得M为AD的中点,连接BF并延长,交AD于点N,因为CF=2F A,可得N为AD的中点,所以M,N重合,所以EF和BD1共面,且MEED1=12,MFBF=12,所以MEED1=MFBF,所以EF∥BD1.思维升华空间中两直线位置关系的判定,主要是异面、平行和垂直的判定.异面直线可采用直接法或反证法;平行直线可利用三角形(梯形)中位线的性质及线面平行与面面平行的性质定理;垂直关系往往利用线面垂直或面面垂直的性质来解决.跟踪训练2 (1)已知直线a,b分别在两个不同的平面α,β内,则“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”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解析若直线a和直线b相交,则平面α和平面β相交;若平面α和平面β相交,那么直线a和直线b可能平行或异面或相交,故选A.(2)如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别为棱C1D1,C1C的中点,有以下四个结论:①直线AM与CC1是相交直线;②直线AM与BN是平行直线;③直线BN与MB1是异面直线;④直线AM与DD1是异面直线.其中正确的结论为________.(注:把你认为正确的结论序号都填上)答案③④解析因为点A在平面CDD1C1外,点M在平面CDD1C1内,直线CC1在平面CDD1C1内,CC1不过点M,所以AM与CC1是异面直线,故①错;取DD1中点E,连接AE,则BN∥AE,但AE与AM相交,故②错;因为B1与BN都在平面BCC1B1内,M在平面BCC1B1外,BN 不过点B1,所以BN与MB1是异面直线,故③正确;同理④正确,故填③④.题型三求两条异面直线所成的角例3 (2019·盘锦模拟)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=2,则异面直线A1B与AD1所成角的余弦值为()A.15B.25 C.35 D.45答案 D解析 连接BC 1,易证BC 1∥AD 1,则∠A 1BC 1即为异面直线A 1B 与AD 1所成的角.连接A 1C 1,由AB =1,AA 1=2,易得A 1C 1=2,A 1B =BC 1=5,故cos ∠A 1BC 1=A 1B 2+BC 21-A 1C 212×A 1B ×BC 1=45,即异面直线A 1B 与AD 1所成角的余弦值为45.引申探究将上例条件“AA 1=2AB =2”改为“AB =1,若异面直线A 1B 与AD 1所成角的余弦值为910”,试求AA 1AB的值.解 设AA 1AB =t (t >0),则AA 1=tAB .∵AB =1,∴AA 1=t .∵A 1C 1=2,A 1B =t 2+1=BC 1,∴cos ∠A 1BC 1=A 1B 2+BC 21-A 1C 212×A 1B ×BC 1=t 2+1+t 2+1-22×t 2+1×t 2+1=910. ∴t =3,即AA 1AB=3.思维升华 用平移法求异面直线所成的角的三个步骤 (1)一作:根据定义作平行线,作出异面直线所成的角; (2)二证:证明作出的角是异面直线所成的角; (3)三求:解三角形,求出所作的角.跟踪训练3 (2018·全国Ⅱ)在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E 为棱CC 1的中点,则异面直线AE 与CD 所成角的正切值为( ) A.22 B.32 C.52 D.72答案 C解析 如图,因为AB ∥CD , 所以AE 与CD 所成角为∠EAB .在Rt △ABE 中,设AB =2, 则BE =5,则tan ∠EAB =BE AB =52,所以异面直线AE 与CD 所成角的正切值为52.立体几何中的线面位置关系直观想象是指借助几何直观和空间想象感知事物的形态与变化,利用空间形式特别是图形,理解和解决数学问题.例 如图所示,四边形ABEF 和ABCD 都是梯形,BC ∥AD 且BC =12AD ,BE ∥F A 且BE =12F A ,G ,H 分别为F A ,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? (1)证明 由已知FG =GA ,FH =HD , 可得GH ∥AD 且GH =12AD .又BC ∥AD 且BC =12AD ,∴GH ∥BC 且GH =BC , ∴四边形BCHG 为平行四边形.(2)解 ∵BE ∥AF 且BE =12AF ,G 为F A 的中点,∴BE ∥FG 且BE =FG ,∴四边形BEFG 为平行四边形,∴EF ∥BG . 由(1)知BG ∥CH .∴EF ∥CH ,∴EF 与CH 共面. 又D ∈FH ,∴C ,D ,F ,E 四点共面.素养提升 平面几何和立体几何在点线面的位置关系中有很多的不同,借助确定的几何模型,利用直观想象讨论点线面关系在平面和空间中的差异.1.四条线段顺次首尾相连,它们最多可确定的平面个数为()A.4 B.3C.2 D.1答案 A解析首尾相连的四条线段每相邻两条确定一个平面,所以最多可以确定四个平面.2.a,b,c是两两不同的三条直线,下面四个命题中,真命题是()A.若直线a,b异面,b,c异面,则a,c异面B.若直线a,b相交,b,c相交,则a,c相交C.若a∥b,则a,b与c所成的角相等D.若a⊥b,b⊥c,则a∥c答案 C解析若直线a,b异面,b,c异面,则a,c相交、平行或异面;若a,b相交,b,c相交,则a,c相交、平行或异面;若a⊥b,b⊥c,则a,c相交、平行或异面;由异面直线所成的角的定义知C正确.故选C.3.如图所示,平面α∩平面β=l,A∈α,B∈α,AB∩l=D,C∈β,C∉l,则平面ABC与平面β的交线是()A.直线ACB.直线ABC.直线CDD.直线BC答案 C解析由题意知,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.4.如图所示,ABCD-A1B1C1D1是长方体,O是B1D1的中点,直线A1C交平面AB1D1于点M,则下列结论正确是()A.A,M,O三点共线B.A,M,O,A1不共面C.A,M,C,O不共面D.B,B1,O,M共面答案 A解析连接A1C1,AC,则A1C1∥AC,∴A1,C1,A,C四点共面,∴A1C⊂平面ACC1A1,∵M∈A1C,∴M∈平面ACC1A1,又M∈平面AB1D1,∴M在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上,同理A,O在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上.∴A,M,O三点共线.5.(2017·全国Ⅱ)已知直三棱柱ABCA1B1C1中,∠ABC=120°,AB=2,BC=CC1=1,则异面直线AB1与BC1所成角的余弦值为()A.32 B.155 C.105 D.33答案 C解析将直三棱柱ABC-A1B1C1补形为直四棱柱ABCD-A1B1C1D1,如图①所示,连接AD1,B1D1,BD.图①由题意知∠ABC =120°,AB =2,BC =CC 1=1, 所以AD 1=BC 1=2,AB 1=5,∠DAB =60°.在△ABD 中,由余弦定理知BD 2=AB 2+AD 2-2×AB ×AD ×cos ∠DAB =22+12-2×2×1×cos 60°=3,所以BD =3,所以B 1D 1= 3. 又AB 1与AD 1所成的角即为AB 1与BC 1所成的角θ,所以cos θ=AB 21+AD 21-B 1D 212×AB 1×AD 1=5+2-32×5×2=105.故选C.6.正方体AC 1中,与面ABCD 的对角线AC 异面的棱有________条. 答案 6解析 如图,在正方体AC 1中,与面ABCD 的对角线AC 异面的棱有BB 1,DD 1,A 1B 1,A 1D 1,D 1C 1,B 1C 1,共6条.7.(2019·东北三省三校模拟)若直线l ⊥平面β,平面α⊥平面β,则直线l 与平面α的位置关系为________. 答案 l ∥α或l ⊂α解析 ∵直线l ⊥平面β,平面α⊥平面β, ∴直线l ∥平面α,或者直线l ⊂平面α.8.在三棱锥S -ABC 中,G 1,G 2分别是△SAB 和△SAC 的重心,则直线G 1G 2与BC 的位置关系是________. 答案 平行解析 如图所示,连接SG 1并延长交AB 于M ,连接SG 2并延长交AC 于N ,连接MN .由题意知SM 为△SAB 的中线,且SG 1=23SM ,SN 为△SAC 的中线,且SG 2=23SN ,∴在△SMN 中,SG 1SM =SG 2SN,∴G1G2∥MN,易知MN是△ABC的中位线,∴MN∥BC,∴G1G2∥BC.9.如图,已知圆柱的轴截面ABB1A1是正方形,C是圆柱下底面弧AB的中点,C1是圆柱上底面弧A1B1的中点,那么异面直线AC1与BC所成角的正切值为________.答案 2解析取圆柱下底面弧AB的另一中点D,连接C1D,AD,因为C是圆柱下底面弧AB的中点,所以AD∥BC,所以直线AC1与AD所成的角即为异面直线AC1与BC所成的角,因为C1是圆柱上底面弧A1B1的中点,所以C1D垂直于圆柱下底面,所以C1D⊥AD.因为圆柱的轴截面ABB1A1是正方形,所以C1D=2AD,所以直线AC1与AD所成角的正切值为2,所以异面直线AC1与BC所成角的正切值为 2.10.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,①GH与EF平行;②BD与MN为异面直线;③GH与MN成60°角;④DE与MN垂直.以上四个命题中,正确命题的序号是________.答案②③④解析还原成正四面体A-DEF,其中H与N重合,A,B,C三点重合.易知GH与EF异面,BD与MN异面.连接GM,∵△GMH为等边三角形,∴GH与MN成60°角,易证DE⊥AF,又MN∥AF,∴MN⊥DE.因此正确命题的序号是②③④.11.如图所示,A是△BCD所在平面外的一点,E,F分别是BC,AD的中点.(1)求证:直线EF与BD是异面直线;(2)若AC⊥BD,AC=BD,求EF与BD所成的角.(1)证明假设EF与BD不是异面直线,则EF与BD共面,从而DF与BE共面,即AD与BC共面,所以A,B,C,D在同一平面内,这与A是△BCD所在平面外的一点相矛盾.故直线EF与BD是异面直线.(2)解取CD的中点G,连接EG,FG,则AC∥FG,EG∥BD,所以相交直线EF与EG所成的角,即为异面直线EF与BD所成的角.又因为AC ⊥BD ,则FG ⊥EG . 在Rt △EGF 中,由EG =FG =12AC ,求得∠FEG =45°, 即异面直线EF 与BD 所成的角为45°.12.如图,在三棱锥P -ABC 中,P A ⊥底面ABC ,D 是PC 的中点.已知∠BAC =π2,AB =2,AC =23,P A =2.求:(1)三棱锥P -ABC 的体积;(2)异面直线BC 与AD 所成角的余弦值.解 (1)S △ABC =12×2×23=23,三棱锥P -ABC 的体积为V =13S △ABC ·P A =13×23×2=433. (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.在△ADE 中,DE =2,AE =2,AD =2, cos ∠ADE =AD 2+DE 2-AE 22×AD ×DE =22+22-22×2×2=34.故异面直线BC 与AD 所成角的余弦值为34.13.平面α过正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的顶点A ,α∥平面CB 1D 1,α∩平面ABCD =m ,α∩平面ABB 1A 1=n ,则m ,n 所成角的正弦值为( ) A.32 B.22 C.33 D.13答案 A解析 如图所示,设平面CB 1D 1∩平面ABCD =m 1,∵α∥平面CB 1D 1,则m 1∥m , 又∵平面ABCD ∥平面A 1B 1C 1D 1, 平面CB 1D 1∩平面A 1B 1C 1D 1 =B 1D 1,∴B 1D 1∥m 1, ∴B 1D 1∥m ,同理可得CD 1∥n .故m ,n 所成角的大小与B 1D 1,CD 1所成角的大小相等,即∠CD 1B 1的大小. 又∵B 1C =B 1D 1=CD 1(均为面对角线), ∴∠CD 1B 1=π3,得sin ∠CD 1B 1=32,故选A. 14.一个正方体纸盒展开后如图所示,在原正方体纸盒中有如下结论:①AB ⊥EF ;②AB 与CM 所成的角为60°;③EF 与MN 是异面直线;④MN ∥CD .以上四个命题中,正确命题的序号是________.答案①③解析如图,①AB⊥EF,正确;②显然AB∥CM,所以不正确;③EF与MN是异面直线,所以正确;④MN与CD异面,并且垂直,所以不正确,则正确的是①③.15.如图,正方形ACDE与等腰直角三角形ACB所在的平面互相垂直,且AC=BC=4,∠ACB =90°,F,G分别是线段AE,BC的中点,则AD与GF所成的角的余弦值为________.答案36解析 取DE 的中点H ,连接HF ,GH .由题设,HF ∥AD 且HF =12AD ,∴∠GFH 为异面直线AD 与GF 所成的角(或其补角). 在△GHF 中,可求HF =22, GF =GH =26,∴cos ∠GFH =HF 2+GF 2-GH 22×HF ×GF=(22)2+(26)2-(26)22×22×26=36.16.如图所示,三棱柱ABC -A 1B 1C 1的底面是边长为2的正三角形,侧棱A 1A ⊥底面ABC ,点E ,F 分别是棱CC 1,BB 1上的点,点M 是线段AC 上的动点,EC =2FB =2.(1)当点M 在何位置时,BM ∥平面AEF?(2)若BM ∥平面AEF ,判断BM 与EF 的位置关系,说明理由;并求BM 与EF 所成的角的余弦值.解 (1)方法一 如图所示,取AE 的中点O ,连接OF ,过点O 作OM ⊥AC 于点M .因为EC ⊥AC ,OM ,EC ⊂平面ACC 1A 1, 所以OM ∥EC .又因为EC =2FB =2,EC ∥FB , 所以OM ∥FB 且OM =12EC =FB ,所以四边形OMBF 为矩形,BM ∥OF . 因为OF ⊂平面AEF ,BM ⊄平面AEF , 故BM ∥平面AEF ,此时点M 为AC 的中点.方法二 如图所示,取EC 的中点P ,AC 的中点Q ,连接PQ ,PB ,BQ .因为EC =2FB =2,所以PE ∥BF 且PE =BF ,所以PB ∥EF ,PQ ∥AE ,又AE ,EF ⊂平面AEF ,PQ ,PB ⊄平面AEF ,所以PQ ∥平面AFE ,PB ∥平面AEF ,因为PB ∩PQ =P ,PB ,PQ ⊂平面PBQ ,所以平面PBQ ∥平面AEF .又因为BQ ⊂平面PBQ ,所以BQ ∥平面AEF .故点Q 即为所求的点M ,此时点M 为AC 的中点.(2)由(1)知,BM 与EF 异面,∠OFE (或∠MBP )就是异面直线BM 与EF 所成的角或其补角. 易求AF =EF =5,MB =OF =3,OF ⊥AE ,所以cos ∠OFE =OF EF =35=155, 所以BM 与EF 所成的角的余弦值为155.。

平面基本性质与推论

平面基本性质与推论

符号语言表述:X ■「二1 J匚二二]''■二人二匚厂r②内容剖析:公理1的内容反映了直线与平面的位置关系,条件“线上两点在平面内”是公理的必须条件,结论“线上所有点都在面内”。

这个结论阐述两个观点,一是整个直线在平面内,二是直线上所有点都在平面内。

③公理<1)的作用:既可判定直线是否在平面内,点是否在平面内,又可用直线检验平面。

<2)关于公理2①公理2的三种数学语言表述:文字语言表述:过不在同一直线上的三点,有且只有一个平面。

图形语言表述:如图2所示符号语言表述:A B C三点不共线;有且只有一个平面a,使②内容剖析:公理2的条件是“过不在同一直线上的三点”,结论是“有且只有一个平面”。

条件中的“三点”是条件的骨干,不会被忽视,但“不在同一直线上”这一附加条件则易被遗忘,如舍之,结论就不成立了,因此绝对不能遗忘.同时还应认识到经过一点、两点或在同一直线上的三点可有无数个平面;过不在同一直线上的四点,不一定有平面,因此要充分重视“不在同一直线上的三点”这一条件的重要性。

公理2中的“有且只有一个”含义要准确理解。

这里的“有”是说图形存在。

“只有一个”是说图形惟一,本公理强调的是存在和惟一两个方面。

因此“有且只有一个”必须完整的使用,不能仅用“只有一个”来替代“有且只有一个”,否则就没有表达存在性。

“确定一个平面”中的“确定”是“有且只有”的同义词,也是指存在性和惟一性这两方面的,这个术语今后也会常常出现,要理解好。

③公理2的作用:作用一是确定平面;作用二是可用其证明点、线共面问题。

<3)关于公理3①公理3的三种数学语言表述:文字语言表述: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该点的公共直线。

图形语言表述:如图3所示符号语言表述:[上■- - < r-i. -i-■:-②公理3的剖析:公理3的内容反映了平面与平面的位置关系。

公理2的条件简言之是“两面共一点”,结论是“两面共一线,且过这一点,线惟一”。

高中数学 第一章 立体几何初步 1.2.1 平面的基本性质

高中数学 第一章 立体几何初步 1.2.1 平面的基本性质

公共点个数 有且只有一个 没有 没有
特别提醒
若直线 a,b 是异面直线,则在空间中找不到一个平面,使其同时经过 a,b 两条 直线.例如,如图所示的长方体 ABCD-A1B1C1D1 中,棱 AB 和 B1C1 所在的直线 既不平行又不相交,找不到一个平面同时经过这两条棱所在的直线.要注意 分别在两个平面内的直线不一定是异面直线,可以平行,可以相交,也可以异 面.
.
探究一
探究二
探究三
探究四
解析:图(1)可以用几何符号表示为 α∩β=AB,a⊂ α,b⊂ β,a∥AB,b∥AB. 即平面 α 与平面 β 相交于直线 AB,直线 a 在平面 α 内,直线 b 在平面 β 内,直线 a 平行于直线 AB,直线 b 平行于直线 AB. 图(2)可以用几何符号表示为 α∩β=MN,△ABC 的三个顶点满足条件 A∈MN,B∈α,C∈β,B∉ MN,C∉ MN. 即平面 α 与平面 β 相交于直线 MN,△ABC 的顶点 A 在直线 MN 上,点 B 在 α 内但不在直线 MN 上,点 C 在平面 β 内但不在直线 MN 上. 答案:α∩β=AB,a⊂ α,b⊂ β,a∥AB,b∥AB α∩β=MN,△ABC 的三个顶 点满足条件 A∈MN,B∈α,C∈β,B∉ MN,C∉ MN
(2)在“A∈α,A∉ α,l⊂ α,l⊄ α”中“A”视为平面 α(集合)内的点(元素),直 线 l(集合)视为平面 α(集合)的子集.明确这一点,才能正确使用集合符号.
探究一
探究二
探究三
探究四
【典型例题 1】 如图所示,写出图形中的点、直线和平面之间的关系.
图(1)可以用几何符号表示为
.
图(2)可以用几何符号表示为
经过不在同一条直线上的

高一数学平面的基本性质及推论

高一数学平面的基本性质及推论
A
α
B
C
共面
证明: 证明: ∵ A、B、C三点不在一条直线上 、 、 三点不在一条直线上 公理3) 公理 ∴过A、B、C三点可以确定平面 α (公理 、 、 三点可以确定平面 公理1) 公理 ∈ ∵ A∈α , B∈α ∴AB ⊂ α (公理 ∈ 同理 BC ⊂ α , AC ⊂ α ∴AB、AC、BC共面 、 、 共面
如果两个平面有一条公共直线, 如果两个平面有一条公共直线,则称这两个平 交线。 面相交,这条公共直线叫做这两个平面的交线 面相交,这条公共直线叫做这两个平面的交线。
公理2的作用有二:
判定两个平面相交, 一 是判定两个平面相交,即如果两个平面有一个 公共点,那么这两个平面相交; 公共点,那么这两个平面相交; 判定点在直线上, 二 是判定点在直线上,即点若是某两个平面的公 共点,那么这点就在这两个平面的交线上. 共点,那么这点就在这两个平面的交线上. 三.两平面两个公共点的连线就是它们的交线 两平面两个公共点的连线就是它们的交线
四.用数学符号来表示点、线、面之间的 用数学符号来表示点、 位置关系: 位置关系:
(1)点与直线的位置关系: (1)点与直线的位置关系: 点与直线的位置关系 记为: 点A在直线a上: 记为:A∈a 在直线a 记为: 点B不在直线a上: 记为:B∈a 不在直线a (2)点与平面的位置关系: (2)点与平面的位置关系: 点与平面的位置关系 记为: 点A在平面α内: 记为:A∈α 在平面α 记为 点B不在平面α上记为:B∈ α 不在平面α 记为: :
β
A
直线a // b ⇒ 有且只有一个平面β, 使得a ⊂ β,b ⊂ β .
思考1:不共面的四点可以确定多少个平面? 思考2:四条相交于同一点的直线a,b,c,d并且任意三 条都不在同一平面内,有它们中的两条来确定平面, 可以确定多少个平面?

平面的基本性质与推论

平面的基本性质与推论
1.2.1 平面的基本性质和推论
结论1:空间中点与线、点与面的位置关系
图形 文字语言(读法) 符号语言
A
A
a a
点在直线上 点在直线外 点在平面内 点在平面外
A a A a
A A
A A
结论2 :空间中线与面的位置关系
直线a在平面 内

记作:a

a
a
直线a在平面 外 记作:a A
D1 A1 B1 C1
E A
D
C
F
B
B

P
Q
例2:如图E 、F分别是长方体ABCD-A1B1C1D1 的棱AA1和AB得中点,求证:直线AD、CF、D1E 交于一点.(线共点问题)
证明:∵E是AA1的中点, F是AB的中点
∴EF∥A1B, EF∥CD1 ,直线D1E和直线CF相交 设交点为P ∵P∈D1E 且 D1E⊂ 平面ADD1A1 ∴ P∈平面ADD1A1 ∵P∈CF 且 CF⊂ 平面ABCD ∴ P∈平面ABCD ∵平面ADD1A1∩平面ADDA=AD ∴ P∈AD ∴直线AD、CF、D1E交于一点 P
B
作用:用于判定线在面内
A

思考:固定一扇门需要几样东西?
回答:确定一个平面需要什么条件?
思考:过空间中一点可以做几个平面? 过空间中两点呢?三点呢?
结论:过空间中一点或两点可以做无数 个平面,过空间中不共线的三点只能做一个。
二、平面的基本性质
性质2:经过不在同一条直线上的三 点,有且只有一个平面。

l

P
二、平面的基本性质 性质3:如果两个不重合平面有一个公共点, 那么它们有且只有一条过该点的公共直线 P:用于证明点在线上或 多点共线.

第3课时直线与平面平行

第3课时直线与平面平行

第3课时 直线、平面的平行关系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. (4)公理2的三个推论推论1:经过一条直线和这条直线外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. 2.空间中两直线的位置关系 (1)空间中两直线的位置关系 ⎩⎪⎨⎪⎧共面直线⎩⎨⎧平行相交异面直线: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). ②范围:⎝ ⎛⎦⎥⎤0,π2.(3)平行公理: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.直线与平面、平面与平面之间的位置关系(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. 4.直线与平面平行的判定定理和性质定理5.平面与平面平行的判定定理和性质定理(1)若一条直线平行于一个平面内的一条直线,则这条直线平行于这个平面.(×)(2)若一条直线平行于一个平面,则这条直线平行于这个平面内的任一条直线.(×)(3)若直线a与平面α内无数条直线平行,则a∥α.(×)(4)若直线a∥α,P∈α,则过点P且平行于a的直线有无数条.(×)(5)如果一个平面内的两条直线平行于另一个平面,那么这两个平面平行.(×)(6)如果两个平面平行,那么分别在这两个平面内的两条直线平行或异面.(√)(7)设l为直线,α,β是两个不同的平面,若l∥α,l∥β,则α∥β.(×)(8)两个不重合的平面只能把空间分成四个部分.(×)(9)两个平面α,β有一个公共点A,就说α,β相交于A点,记作α∩β=A.(×)(10)两两相交的三条直线最多可以确定三个平面.(√)考点一平面的基本性质[例1](1)有下列命题:①经过三点确定一个平面;②梯形可以确定一个平面;③两两相交的三条直线最多可以确定三个平面;④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.0B.1C.2 D.3解析:对于①,三点可能在一直线上,故①错误;②正确;对于③,三条直线两两相交,如空间直角坐标系,能确定三个平面,故③正确;对于④,没有强调三点不共线,则两平面也可能相交,故④错误.答案:C(2)过同一点的4条直线中,任意3条都不在同一平面内,则这四条直线确定平面的个数为________.解析:由题意知这4条直线中的每两条都确定一个平面,因此,共可确定6个平面.答案:6[方法引航]空间平面的构成,可由点,可由线,也可由点和线;面与面的公共点在面的交线上.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是( )解析:选D.A ,B ,C 图中四点一定共面,D 中四点不共面.2.(2017·江西七校联考)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 B .相交或异面 C .平行或异面 D .相交、平行或异面解析:选D.依题意,直线b 和c 的位置关系可能是相交、平行或异面,故选D.考点二 直线与平面的平行关系[例2] (1)在空间四边形ABCD 中,E ,F 分别为AB ,AD 上的点,且AE ∶EB =AF ∶FD =1∶4,又H ,G 分别为BC ,CD 的中点,则( ) A .BD ∥平面EFG ,且四边形EFGH 是平行四边形 B .EF ∥平面BCD ,且四边形EFGH 是梯形 C .HG ∥平面ABD ,且四边形EFGH 是平行四边形 D .EH ∥平面ADC ,且四边形EFGH 是梯形解析:如图,由题意得, EF ∥BD ,且EF =15BD . HG ∥BD ,且HG =12BD .∴EF ∥HG ,且EF ≠HG ,又HG ⊂面BCD , ∴EF ∥平面BCD 且四边形EFGH 是梯形. 答案:B(2)(2016·高考全国丙卷)如图,四棱锥P -ABCD 中,P A ⊥底面ABCD ,AD ∥BC ,AB =AD =AC =3,P A =BC =4,M 为线段AD 上一点,AM =2MD ,N 为PC 的中点.①证明MN ∥平面P AB ; ②求四面体N -BCM 的体积.解:①证明:由已知得AM =23AD =2,取BP 的中点T ,连接AT ,TN ,由N 为PC 中点知TN ∥BC ,TN =12BC =2. 又AD ∥BC ,故TN 綊AM ,故四边形AMNT 为平行四边形,于是MN ∥AT . 因为AT ⊂平面P AB ,MN ⊄平面P AB ,所以MN ∥平面P AB .②因为P A ⊥平面ABCD ,N 为PC 的中点,所以N 到平面ABCD 的距离为12P A . 取BC 的中点E ,连接AE . 由AB =AC =3得AE ⊥BC ,AE =AB 2-BE 2= 5.由AM ∥BC 得M 到BC 的距离为5, 故S △BCM =12×4×5=2 5.所以四面体N -BCM 的体积V N -BCM=13·S △BCM ·P A 2=453. [方法引航] 判断或证明线面平行的常用方法 (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(a ⊄α,b ⊂α,a ∥b ⇒a ∥α); (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 ⊄α,a ⊄β,a ∥α⇒a ∥β).1.过三棱柱ABC -A 1B 1C 1任意两条棱的中点作直线,其中与平面ABB 1A 1平行的直线有________条.解析:如图,E 、F 、G 、H 分别是A 1C 1、B 1C 1、BC 、AC 的中点,则与平面ABB 1A 1平行的直线有EF ,GH ,FG ,EH ,EG ,FH 共6条.答案:62.如图,四棱锥P -ABCD 中,AD ∥BC ,AB =BC =12AD ,E ,F ,H 分别为线段AD ,PC ,CD 的中点,AC 与BE 交于O 点,G 是线段OF 上一点.(1)求证:AP ∥平面BEF ; (2)求证:GH ∥平面P AD .证明:(1)连接EC,∵AD∥BC,BC=12AD,∴BC綊AE,∴四边形ABCE是平行四边形,∴O为AC的中点.又∵F是PC的中点,∴FO∥AP,FO⊂平面BEF,AP⊄平面BEF,∴AP∥平面BEF.(2)连接FH,OH,∵F,H分别是PC,CD的中点,∴FH∥PD,∴FH∥平面P AD.又∵O是BE的中点,H是CD的中点,∴OH∥AD,∴OH∥平面P AD.又FH∩OH=H,∴平面OHF∥平面P AD.又∵GH⊂平面OHF,∴GH∥平面P AD.考点三平面与平面平行的判定与性质[例3](1)(2017·山东济南模拟)平面α∥平面β的一个充分条件是() A.存在一条直线a,a∥α,a∥βB.存在一条直线a,a⊂α,a∥βC.存在两条平行直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥αD.存在两条异面直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α解析:若α∩β=l,a∥l,a⊄α,a⊄β,则a∥α,a∥β,故排除A.若α∩β=l,a⊂α,a∥l,则a∥β,故排除B.若α∩β=l,a⊂α,a∥l,b⊂β,b∥l,则a∥β,b∥α,故排除C.故选D.答案:D(2)如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F,G,H分别是AB,AC,A1B1,A1C1的中点,求证:①B,C,H,G四点共面;②平面EF A1∥平面BCHG.证明:①∵G,H分别是A1B1,A1C1的中点,∴GH是△A1B1C1的中位线,∴GH∥B1C1.又∵B1C1∥BC,∴GH∥BC,∴B,C,H,G四点共面.②∵E,F分别是AB,AC的中点,∴EF∥BC.∵EF⊄平面BCHG,BC⊂平面BCHG,∴EF∥平面BCHG.∵A1G綊EB,∴四边形A1EBG是平行四边形,∴A1E∥GB.∵A1E⊄平面BCHG,GB⊂平面BCHG,∴A1E∥平面BCHG.∵A1E∩EF=E,∴平面EF A1∥平面BCHG.[方法引航] 1.面面平行的判定方法(1)利用定义:即证两个平面没有公共点(不常用).(2)利用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,则这两个平面平行(客观题可用).2.面面平行的性质由面面平行,可得出线面平行,也可得出线线平行,但必须是这两个平行平面与第三个平面的交线.1.将本例(2)中条件改为已知H为A1C1的中点,过BC和H点的平面与A1B1交于点G,求证G为A1B1的中点.证明:因为在三棱柱中,面A1B1C1∥面ABC.面A1B1C1∩面BCHG=HG,面ABC∩面BCHG=BC,∴GH∥BC(面面平行性质)BC ∥B1C1.∴GH∥B1C1,H为A1C1的中点,∴G为A1B1的中点.2.在本例(2)条件下,若D1,D分别为B1C1,BC的中点,求证:(1)平面A1BD1∥平面AC1D.(2)若点N∈AD,求证:C1N始终平行面A1BD1.证明:(1)如图所示,连接A1C交AC1于点M,∵四边形A1ACC1是平行四边形,∴M是A1C的中点,连接MD,∵D为BC的中点,∴A1B∥DM.∵A1B⊂平面A1BD1,DM⊄平面A1BD1,∴DM∥平面A1BD1.又由三棱柱的性质知,D1C1綊BD,∴四边形BDC1D1为平行四边形,∴DC1∥BD1. 又DC1⊄平面A1BD1,BD1⊂平面A1BD1,∴DC1∥平面A1BD1,又∵DC1∩DM=D,DC1,DM⊂平面AC1D,∴平面A1BD1∥平面AC1D.(2)由(1)可知,平面A1BD1∥平面AC1D.∵N∈AD,∴C1N⊂面AC1D.∴C1N∥面A1BD1.[方法探究]空间平行的转化与探索[典例](2017·河北石家庄模拟)如图,棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD为菱形,平面AA1C1C⊥平面ABCD.(1)证明:平面AB1C∥平面DA1C1;(2)在直线CC1上是否存在点P,使BP∥平面DA1C1?若存在,求出点P的位置;若不存在,说明理由.[解](1)证明:由棱柱ABCD-A1B1C1D1的性质,知AB1∥DC1,A1D∥B1C,AB1∩B1C =B1,A1D∩DC1=D,∴平面AB1C∥平面DA1C1.(2)存在这样的点P满足题意.如图,在C1C的延长线上取一点P,使C1C=CP,连接BP,∵B1B綊CC1∴BB1綊CP,∴四边形BB1CP为平行四边形,∴BP∥B1C,∵A1D∥B1C,∴BP∥A1D.又∵A1D⊂平面DA1C1,BP⊄平面DA1C1,∴BP∥平面DA1C1.[思维程序](1)线∥线⇒面∥面;棱柱性质⇒面的对角线平行⇒面∥面.(2)先找点P,再证明平行;平行四边形性质⇒BP∥B1C∥A1D.[高考真题体验]1.(2016·高考山东卷)在如图所示的圆台中,AC 是下底面圆O 的直径,EF 是上底面圆O ′的直径,FB 是圆台的一条母线.(1)已知G ,H 分别为EC ,FB 的中点.求证:GH ∥平面ABC ; (2)已知EF =FB =12AC =23,AB =BC .求二面角F -BC -A 的余弦值. 解:(1)证明:设FC 中点为I ,连接GI ,HI在△CEF 中,因为点G 是CE 的中点,所以GI ∥EF . 又EF ∥OB ,所以GI ∥OB .在△CFB 中,因为H 是FB 的中点,所以HI ∥BC . 又HI ∩GI =I ,所以平面GHI ∥平面ABC . 因为GH ⊂平面GHI ,所以GH ∥平面ABC . (2)连接OO ′,则OO ′⊥平面ABC .又AB =BC ,且AC 是圆O 的直径,所以BO ⊥AC . 以O 为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系O -xyz .由题意得B (0,23,0),C (-23,0,0), 所以BC→=(-23,-23,0), 过点F 作FM 垂直OB 于点M . 所以FM =FB 2-BM 2=3,可得F (0,3,3).故BF→=(0,-3,3).设m =(x ,y ,z )是平面BCF 的法向量. 由⎩⎨⎧m ·BC →=0,m ·BF →=0,可得⎩⎪⎨⎪⎧-23x -23y =0,-3y +3z =0.可得平面BCF 的一个法向量m =⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,1,33.因为平面ABC 的一个法向量n =(0,0,1). 所以cos 〈m ,n 〉=m ·n |m |·|n |=77. 所以二面角F -BC -A 的余弦值为77.2.(2016·高考山东卷)在如图所示的几何体中,D 是AC 的中点,EF ∥DB .(1)已知AB=BC,AE=EC.求证:AC⊥FB;(2)已知G,H分别是EC和FB的中点.求证:GH∥平面ABC.证明:(1)因为EF∥DB,所以EF与DB确定平面BDEF.如图①所示连接DE.因为AE=EC,D为AC的中点,所以DE⊥AC.同理可得BD⊥AC.又BD∩DE=D,所以AC⊥平面BDEF,因为FB⊂平面BDEF,所以AC⊥FB.图①(2)如图②,设FC的中点为I,连接GI,HI.在△CEF中,因为G是CE的中点,所以GI∥EF.又EF∥DB,所以GI∥DB.在△CFB中,因为H是FB的中点,所以HI∥BC,又HI∩GI=I,所以平面GHI∥平面ABC.因为GH⊂平面GHI,所以GH∥平面ABC.图②3.(2014·高考陕西卷)四面体ABCD及其三视图如图所示,平行于棱AD,BC的平面分别交四面体的棱AB,BD,DC,CA于点E,F,G,H.(1)求四面体A-BCD的体积;(2)证明:四边形EFGH是矩形.证明:(1)由该四面体的三视图可知,BD⊥DC,BD⊥AD,AD⊥DC,BD=CD =2,AD=1,∴AD⊥平面BDC,∴四面体的体积V=13×12×2×2×1=23.(2)∵BC∥平面EFGH,平面EFGH∩平面BDC=FG,平面EFGH∩平面ABC=EH,∴BC∥FG,BC∥EH,∴FG∥EH.同理EF∥AD,HG∥AD,∴EF∥HG,∴四边形EFGH是平行四边形.又AD⊥平面BDC,∴AD⊥BC,∴EF⊥FG,∴四边形EFGH是矩形.课时规范训练A组基础演练1.若直线m⊂平面α,则条件甲:“直线l∥α”是条件乙:“l∥m”的() A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.即不充分也不必要条件答案:D2.若直线a平行于平面α,则下列结论错误的是()A.a平行于α内的所有直线B.α内有无数条直线与a平行C.直线a上的点到平面α的距离相等D.α内存在无数条直线与a成90°角解析:选A.若直线a平行于平面α,则α内既存在无数条直线与a平行,也存在无数条直线与a异面且垂直,所以A不正确,B、D正确.又夹在相互平行的线与平面间的平行线段相等,所以C正确.3.已知a,b是两条不重合的直线,α,β是两个不重合的平面,则下列命题中正确的是()A.a∥b,b⊂α,则a∥αB.a,b⊂α,a∥β,b∥β,则α∥βC.a⊥α,b∥α,则a⊥bD.当a⊂α,且b⊄α时,若b∥α,则a∥b解析:选C.A选项是易错项,由a∥b,b⊂α,也可能推出a⊂α;B中的直线a,b不一定相交,平面α,β也可能相交;C正确;D中的直线a,b也可能异面.4.已知直线a,b,平面α,则以下三个命题:①若a∥b,b⊂α,则a∥α;②若a∥b,a∥α,则b∥α;③若a∥α,b∥α,则a∥b.其中真命题的个数是()A.0 B.1C.2 D.3解析:选A.对于①,若a∥b,b⊂α,则应有a∥α或a⊂α,所以①不正确;对于②,若a∥b,a∥α,则应有b∥α或b⊂α,因此②不正确;对于③,若a∥α,b∥α,则应有a∥b或a与b相交或a与b异面,因此③是假命题.综上,在空间中,以上三个命题都是假命题.5.已知直线a与平面α、β,α∥β,a⊂α,点B∈β,则在β内过点B的所有直线中()A.不一定存在与a平行的直线B.只有两条与a平行的直线C.存在无数条与a平行的直线D.存在唯一一条与a平行的直线解析:选D.设直线a和点B所确定的平面为γ,则α∩γ=a,记β∩γ=b,∵α∥β,∴a∥b,故存在唯一一条直线b与a平行.6.如图所示,ABCD-A1B1C1D1是棱长为a的正方体,M、N分别是下底面的棱A1B1、B1C1的中点,P是上底面的棱AD上的一点,AP=a3,过P、M、N的平面交上底面于PQ,Q在CD上,则PQ=________.解析:∵平面ABCD ∥平面A 1B 1C 1D 1, ∴MN ∥PQ .∵M 、N 分别是A 1B 1、B 1C 1的中点, AP =a 3,∴CQ =a 3,从而DP =DQ =2a 3,∴PQ =223a . 答案:223a7.已知平面α∥平面β,P 是α、β外一点,过点P 的直线m 与α、β分别交于A 、C ,过点P 的直线n 与α、β分别交于B 、D 且P A =6,AC =9,PD =8,则BD 的长为________.解析:根据题意可得到以下如图两种情况:可求出BD 的长分别为245或24. 答案:24或2458.在正四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,O 为底面ABCD 的中心,P 是DD 1的中点,设Q 是CC 1上的点,则点Q 满足条件________时,有平面D 1BQ ∥平面P AO . 解析:假设Q 为CC 1的中点,因为P 为DD 1的中点,所以QB ∥P A .连接DB ,因为P ,O 分别为DD 1,DB 的中点,所以D 1B ∥PO ,又D 1B ⊄平面P AO ,QB ⊄平面P AO ,所以D 1B ∥平面P AO ,QB ∥平面P AO ,又D 1B ∩QB =B ,∴平面D 1BQ ∥平面P AO ,故Q 满足Q 为CC 1的中点时,有平面D 1BQ ∥平面P AO . 答案:Q 为CC 1的中点9.如图E 、F 、G 、H 分别是正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱BC 、CC 1、C 1D 1、AA 1的中点.求证:(1)EG∥平面BB1D1D;(2)平面BDF∥平面B1D1H.证明:(1)取B1D1的中点O,连接GO,OB,易证四边形BEGO为平行四边形,故OB∥GE,由线面平行的判定定理即可证EG∥平面BB1D1D.(2)由题意可知BD∥B1D1.如图,连接HB、D1F,易证四边形HBFD1是平行四边形,故HD1∥BF.又B1D1∩HD1=D1,BD∩BF=B,所以平面BDF∥平面B1D1H.10.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,点E在线段B1C1上,B1E=3EC1,试探究:在AC上是否存在点F,满足EF∥平面A1ABB1?若存在,请指出点F的位置,并给出证明;若不存在,请说明理由.解:法一:当AF=3FC时,FE∥平面A1ABB1.证明如下:在平面A1B1C1内过点E作EG∥A1C1交A1B1于点G,连接AG.,∵B1E=3EC1,∴EG=34A1C1又AF∥A1C1且AF=3,4A1C1∴AF∥EG且AF=EG,∴四边形AFEG为平行四边形,∴EF∥AG,又EF⊄平面A1ABB1,AG⊂平面A1ABB1,∴EF∥平面A1ABB1.法二:当AF=3FC时,FE∥平面A1ABB1.证明如下:在平面BCC1B1内过点E作EG∥BB1交BC于点G,∵EG∥BB1,EG⊄平面A1ABB1,BB1⊂平面A1ABB1,∴EG∥平面A1ABB1,∵B1E=3EC1,∴BG=3GC,∴FG∥AB,又AB⊂平面A1ABB1,FG⊄平面A1ABB1,∴FG∥平面A1ABB1.又EG⊂平面EFG,FG⊂平面EFG,EG∩FG=G,∴平面EFG∥平面A1ABB1.∵EF⊂平面EFG,∴EF∥平面A1ABB1.B组能力突破1.如图,L,M,N分别为正方体对应棱的中点,则平面LMN与平面PQR的位置关系是()A.垂直B.相交不垂直C.平行D.重合解析:选C.如图,分别取另三条棱的中点A,B,C将平面LMN延展为平面正六边形AMBNCL,因为PQ∥AL,PR∥AM,且PQ与PR相交,AL与AM相交,所以平面PQR∥平面AMBNCL,即平面LMN∥平面PQR.2.正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G分别是A1B1,CD,B1C1的中点,则正确的命题是()A.AE⊥CGB.AE与CG是异面直线C.四边形AEC1F是正方形D.AE∥平面BC1F解析:选D.由正方体的几何特征知,AE与平面BCC1B1不垂直,则AE⊥CG不成立;由于EG ∥A 1C 1∥AC ,故A 、E 、G 、C 四点共面,所以AE 与CG 是异面直线错误;在四边形AEC 1F 中,AE =EC 1=C 1F =AF ,但AF 与AE 不垂直,故四边形AEC 1F 是正方形错误;由于AE ∥C 1F ,由线面平行的判定定理,可得AE ∥平面BC 1F .3.设l ,m ,n 表示不同的直线,α,β,γ表示不同的平面,给出下列四个命题: ①若m ∥l ,且m ⊥α,则l ⊥α;②若m ∥l ,且m ∥α,则l ∥α;③若α∩β=l ,β∩γ=m ,γ∩α=n ,则l ∥m ∥n ;④若α∩β=m ,β∩γ=l ,γ∩α=n ,且n ∥β,则l ∥m .其中正确命题的个数是( )A .1B .2C .3D .4解析:选B.易知①正确;②错误,l 与α的具体关系不能确定;③错误,以墙角为例即可说明,④正确,可以以三棱柱为例证明.4.空间四边形ABCD 的两条对棱AC 、BD 的长分别为5和4,则平行于两条对棱的截面四边形EFGH 在平移过程中,周长的取值范围是________.解析:设DH DA =GH AC =k ,∴AH DA =EH BD =1-k ,∴GH =5k ,EH =4(1-k ),∴周长=8+2k .又∵0<k <1,∴周长的取值范围为(8,10).答案:(8,10)5.如图,几何体E -ABCD 是四棱锥,△ABD 为正三角形,CB =CD ,EC ⊥BD .(1)求证:BE=DE;(2)若∠BCD=120°,M为线段AE的中点.求证:DM∥平面BEC.(3)在(2)的条件下,在线段AD上是否存在一点N,使得BN∥面DEC,并说明理由.证明:(1)取BD的中点O,连接CO,EO.由于CB=CD,所以CO⊥BD,又EC⊥BD,EC∩CO=C,CO,EC⊂平面EOC,所以BD⊥平面EOC,因此BD⊥EO,又O为BD的中点,所以BE=DE.(2)法一:取AB的中点N,连接DM,DN,MN,因为M是AE的中点,所以MN∥BE.又MN⊄平面BEC,BE⊂平面BEC,所以MN∥平面BEC.又因为△ABD为正三角形,所以∠BDN=30°,又CB=CD,∠BCD=120°,因此∠CBD=30°,所以∠BDN=∠CBD,所以DN∥BC. 又DN⊄平面BEC,BC⊂平面BEC,所以DN∥平面BEC.又MN∩DN=N,故平面DMN∥平面BEC,又DM⊂平面DMN,所以DM∥平面BEC.法二:延长AD,BC交于点F,连接EF.因为CB=CD,∠BCD=120°,所以∠CBD=30°.因为△ABD为正三角形,所以∠BAD=∠ABD=60°,所以∠ABC=90°,因此∠AFB=30°,所以AB=12AF.又AB=AD,所以D为线段AF的中点.连接DM,由于点M是线段AE的中点,因此DM∥EF.又DM⊄平面BEC,EF⊂平面BEC,所以DM∥平面BEC.(3)存在点N为AD的中点取AD的中点N,连接BN,O为BD的中点由(2)可知∠DCO=60°,∴∠BDC=30°,又∵DBN=30°,∴BN∥DC.DC⊂面DEC,∴BN∥面DEC.。

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如果点A , 点B , 那么直线AB
C 练习1、下列说法正确的是_____
A:任何三点不一定都在同一平面内 B:平面与平面可以只有唯一的一个公共点 C:若点A∈平面α,点A∈平面β,点B∈平 面α,点B∈平面β,则α∩β=AB D: 若A∈平面α,B∈平面α,C∈平面α, 则α是唯一确定的
点A在平面内,记作 A 点A不在平面内,记作 A
直线l在平面内,记作 l 直线l不在平面内,记作 l 平面与平面相交于直线a, 记作 a 直线l和直线m相交于点A, 记作 l m A 简记作l m A
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。
不共线的三点确定一个平面。
R
平面ABC α
A Q P C
B
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。 两个平面相交 两个平面的交线 注意:
α β
P
a
2.平面的基本性质的推论: 推论1:经过一条直线和直线外一点,有且只有一
个平面.
B A C
推论2:经过两条相交直线,有且只有一个平面.
1.平面的基本性质:
点和直线的基本性质: (1)连接两点的线中,线段最短 (2)过两点有一条直线,并且只有一条直线。 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。 直线在平面内 或平面经过直线 B
A α 作用:可以判断一条直线是否在一个平面内。
基本性质2:经过不在同一直线的三点有且只有 一个平面。
A B C
推论3:经过两条平行直论:
已知两条直线相交,过其中任意一条直线上 的一点作另一条直线的平行线,这些平行线是否 都共面? A
B C
3.共面与异面直线:
a
b a b
我们把既不相交又不平行的直线叫做异面直线。
A
D1 A1
B B1
C1
C
α
l
A
D B
思考:分别在两个平面内的两条直线,是不是异面 直线?
练习3、三条直线AB、AC、BC两两相交,交 点分别为A、B、C,判断这三条直线是否共 面,并说明理由.
A B C
练习4、如图△ABC在平面α外,AB交α于 点P,BC交α于点Q,AC交α于点R,求证:P、 Q、R在同一直线上。
A C R
B
P
α Q
C 练习2、下列推理中,错误的是_____
A : A 直线l , l 平面 A
B : A 平面 , A 平面 , 且 l A l C : l 平面 , A l A 平面 D : A, B, C 平面 , A, B, C 平面 且A, B, C不共线 与 重合
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