空间图形的基本关系与公理 PPT
空间图形的公理(公理1,2,3)
B.两条直线确定一个平面
C.四边形确定一个平面
D.不共面的四点可以确定4个平面
2. 下列命题中正确的是( B ) A .空间三点可以确定一个平面 B .三角形一定是平面图形 C .若 A , B , C , D 既在平面 α 内,又在平面 β 内, 则平面 α 和平面 β 重合 D .四条边都相等的四边形是平面图形
B
A l ,B l ,A ,B l
作用: 判定直线是否在平面内.
思考5:观察长方体,你发现长方体的两个平面有
什么位置关系?
D
A
提示:两个平面平行或者相交.
C
B
平面与平面的公共直线叫作交线.
D
C
A B
思考6:把三角板的一个角立在课桌面上,三角板所
在平面与桌面所在平面是否只相交于一点B?为什么?
思考4:如果直线l与平面α 有两个公共点,直线l是否
在平面α 内? 提示:实际生活中,我们有这样的经验:把一把直尺
边缘上的任意两点放到桌面上,可以看到,直尺的整
个边缘就落在了桌面上.
在平面α内
公理2
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(即直线在平面内).
A l 公理是进一步推理的 基础.
B
提示:不只相交于一点B,如下图所示:
B
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.
P l, 且 P l
P
l
作用: ①判断两个平面相交的依据. ②判断点在直线上.
1.下列说法中正确的是( D )
A.经过三点确定一个平面
1.4.1-2《空间图形基本关系的认识与空间图形的公理(1、2、3)》课件(北师大版必修2)
3.平面α ∩平面β =l,点A∈α ,B∈α ,C∈β ,且Cl,AB∩l=R,
过A、B、C三点确定平面γ ,则β ∩γ =(
(A)直线AC (C)直线CR (B)直线BC (D)以上∈AB,R∈l,又α∩β=l, ∴lβ,∴R∈β,R∈γ. 又C∈β,C∈γ,∴β∩γ=CR.
示平面, l表示直线,A、B、C表示点)
(1)若A∈l,A∈α ,B∈l,B∈α ,则l α ; (2)A∈α ,A∈β ,B∈α ,B∈β ,则α ∩β =AB; (3)若l α ,A∈l,则Aα ; (4)若A、B、C∈α ,A、B、C∈β ,且A、B、C不共线,则α
与β 重合.
则上述说法中正确的个数是__________.
将它还原为正方体,那么AB、CD、EF、GH这
四条线段所在直线是异面直线的有哪几对? 【解析】还原为正方体如图所示,可判断AB 与CD异面,AB与GH异面,EF与GH异面.
4.(2010·湛江高一检测)正方体ABCD-A1B1C1D1中,P、Q分别
是棱AA1与CC1的中点,则经过P、B、Q三点的截面是(
(A)邻边不相等的平行四边形 (B)菱形但不是正方形 (C)矩形 (D)正方形
)
【解题提示】画截面的关键在于画面与面的交线,交线只 要有两个公共点就能画出.画出截面后可计算边长判断其形状.
一、选择题(每题4分,共16分) 1.(2010·深圳高一检测)下列说法正确的是( (A)三点确定一个面 (B)四边形一定是平面图形 )
(C)梯形一定是平面图形
(D)两个平面有不在同一条直线上的三个交点 【解析】选C.由公理2知A错,B错.
3
8.如图所示,在正方体
ABCD—A1B1C1D1中,E、F分别是
空间图形的基本关系与公理
6、在正方体ABCD-A1B1C1D1中,若M为棱BB1的中点,
则异面直线B1D与AM所成角的余弦值是
.
解析:如图所示,取CC1的中点N,连结MN,DN,
则MN AD,
∴四边形AMND为平行四边形, ∴AM DN,∴∠B1DN即为异面直线所成角.
连结B1N,设正方体棱长为a,则B1D= a, DN= a,B1N= a,
∴cos∠B1DN=
=
.
如图,四边形ABEF和ABCD 都是直角梯形,∠BAD=∠FAB =90°,BC AD,BE FA,
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?
[思路点拨]
(2)法一:证明D点在EF、CH确定的平面内. 法二:延长FE、DC分别与AB交于M,M′,
们有且只有一条过这个点的公共直线.
2.证明共线问题的常用方法 (1)可由两点连一条直线,再验证其他各点均在这条直线上; (2)可直接验证这些点都在同一条特定的直线上——相交 两平面的唯一交线,关键是通过绘出图形,作出两个 适当的平面或辅助平面,证明这些点是这两个平面的
公共点.
如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分 别是A1B1、B1C1的中点,问: (1)AM和CN是否是异面直线?说明理由; (2)D1B和CC1是否是异面直线?说明理由.
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 空间图形的位置关系的简单命题.
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,考查空间想像能力.
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.
空间图形的基本关系与公理(1)
分析 可先转换成符号语言,再作图.
解 (1)A∈α,B∈α,A∈l,B∈l
(2)l α,P∈l,P∈α.
(3)α∩β=l,m α,m∥l.
变式训练
将下面用符号语言表示的关系改用文
字语言予以叙述,并且用图形语言予以表示.
解 文字语言叙述为: 点 A 在平面 α 与平面 β 的交线 l 上,AB、AC 分 别在 α、β 内. 图形语言表示为如图所示.
B α
A
(2)点在平面外
记作:
B
空间两条直线的位置关系有三种:
①平行直线——
在同一个平面内,没有公共点的两条直线.
②相交直线—— 在同一个平面内,有且只有一个公共点的两
条直线.
记作:a//b a b α
b
记作: β
ab O
a O b b
③异面直线——不同在任何一个平面内
α a
a
β b
④若直线 a∥直线 b,b α,那么直线 a 平行于平面α内的
变式训练
下面命题中正确的个数是
( C )
①如果 a、b 是两条直线,a∥b,那么 a 平行于经过 b 的任何一个平面; ②如果直线 a 满足 a∥α,那么 a 与平面α内的任何 一条直线平行; ③如果直线 a、b 满足 a∥α,b∥α,则 a∥b; ④如果直线 a、 和平面α满足 a∥b, α, α, b a∥ b 那么 b∥α; ⑤如果 a 与平面α上的无数条直线平行,那么直线 a 必平行于平面α. A.0 B.2 C.1 D.3
解析
A、B 都不能保证 α、β 无公共点,如图 1
所示;C 中当 a∥α,a∥β 时 α 与 β 可能相交,如 图 2 所示;只有 D 说明 α、β 一定无公共点.
1.4.1 空间图形基本关系的认识与公理1~3 课件(北师大必修2)
[通一类] 1.已知a∥b∥c,l∩a=A,l∩b=B,l∩c=C,求证: 直线a,b,c和l共面.
证明:∵a∥b,∴直线a与b确定一个平面,设为α ,
∵l∩a=A,l∩b=B, ∴A∈a,B∈b,则A∈α ,B∈α . 而A∈l,B∈l, ∴由公理1可知:lα . Þ ∵b∥c,∴直线b与c确定一个平面,设为β , 同理可知lβ . Þ
Þ ∴A∈α ,B∈α ,∴ABα . Þ 即aα ,
∵b∥c,∴直线b与c确定
∴a,b,c三线共面.
[悟一法]
证明点线共面的常用方法:
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.
[通一ห้องสมุดไป่ตู้] 2.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,设线段
A1C与平面ABC1D1交于Q,求证:B,Q,D1三点共线.
证明:∵D1∈平面ABC1D1,
D1∈平面A1D1CB,
B∈平面ABC1D1, B∈平面A1D1CB,
∴平面ABC1D1∩平面A1D1CB=BD1. ∵A1C∩平面ABC1D1=Q,
[读教材·填要点]
一、空间图形的基本位置关系
点在直线上 点与直线 点在直线外 (1)点 点在平面内 点与平面点在平面外
(2)空间两条直线的位置关系. 位置关系 相交直线 共面情况 在同一个平面内 公共点个数 1个 没有 没有
平行直线
异面直线
在同一个平面内
[错因]
在证明共面问题时,必须注意平面是确
定的.上述错解中, 由于没有注意到B,C,D三点不 一定确定平面,即默认了B,C,D三点一定不共线, 因而出错.也即题知条件由B,C,D三点不一定确定 平面,因此就使得五点的共面失去了基础.
高中数学 空间图形的基本关系与公理 1_4_2 公理4(平行公理)与异面直线所成的角课件
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2.等角定理 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.
预习交流 2
如果两个角的两条边分别对应平行且方向相同 ,那么这两个角的 关系如何?如果有一组对应边方向相同,另一组对应边方向相反,那么这 两个角的关系如何? 提示:相等;互补.
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3.空间四边形 四个顶点不在同一平面内的四边形叫作空间四边形.
第 2 课时
公理 4(平行公理)与异面直线所成的角
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学习目标
1.记住并会应用公理 4. 2.理解等角定理的条件和结论. 3.知道什么是空间四边形. 4.知道什么是异面直线所成的角,会求简单的异面直线所成的角. 重点:公理 4 及其应用以及异面直线所成角的求法. 难点:对异面直线所成的角的理解和求法. 疑点:怎样求异面直线所成的角?
= ,请回答并证明当空间四边形 ABCD 的四条边及点
2 3
G,H 满足什么条件时,四边形 EFGH,
(1)为平行四边形? (2)为菱形?
问题导学
当堂检测
思路分析:由
������������ ������������
=
������������ ������������
= ,可想到证明 EF∥AC;为使四边形 EFGH
2 3
2 3
理由:由(1)知,若
=
������������ ������������
= ,
3 5 2 5 2 3
2 3
则四边形 EFGH 为平行四边形,且 EF= AC,EH= BD.若 AC= BD, 则 EF= AC= BD=EH. ∴ 平行四边形 EFGH 为菱形.
3 5 2 5
空间图形的基本关系与公理(2)
P
l
l且P l.
(1)判定两个平面是否相交的依据,只要两个平面有一个公共 一、判定两个平面相交的依据 点,就可以判定这两个平面必相交于过这个点的一条直线; (2)判定点在直线上的依据,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. 二、判定点在线上的依据 10
25
4
知识探究(二):平面的基本性质2
观察下图,你能得到什么结论?
A
C
B
5
知识探究(二):平面的基本性质2 文字语言
公理2 经过不在同一直线上的 三点,有且只有一个平面.
B A C 不在同一条直线上的三点A、B、 C⇒有且只有一个平面α,使 A∈ 面α ,B∈ 面α ,C ∈ 面α
一、确定平面的依据 二、判断点线共面得依据.
推论3 经过两条平行直线唯一确定一个平面.
作用:确定平面的依据
8
知识探究:平面的基本性质3 观察下图,你能得到什么结论?
天花板
墙面
P
墙面
P
a
9
知识探究:平面的基本性质3 文字语言
公理3如果两个不重合的平面有一
个公共点,那么这两个平面有且只 有一条通过这个点的公共直线.
图形语言
P 且P
23
当堂练习4
下列结论正确的是( D ) A.若两个角相等,则这两个角的两边分别 平行 B.空间四边形的四个顶点可以在一个平面 内 C.空间四边形的两条对角线可以相交 D.空间四边形的两条对角线不相交
24
当堂练习5
如图:在长方体ABCD-A1B1C1D1中, 已知E,F分别是AB , BC 的中点, 求证:EF∥A1C1.
空间图形基本位置关系的认识 PPT
(1)直线l在平面α内 [如图,l上有两点A,B在 α内,根据公理2,l α.]
(2)解:棱DC,A′B′,AA′,DD′, AD,A′D′所在的直线与直线BC′是异面直 线.
解决立体几何问题首先应过好三大语言关,即实现这三种语言的 相互转换,正确理解集合符号所表示的几何图形的实际意义,恰当地 用符号语言描述图形语言,将图形语言用文字语言描述出来,再转换 为符号语言.文字语言和符号语言在转换的时候,要注意符号语言所 代表的含义,作直观图时,要注意线的实虚.
置关系
点 B 在平面 α 外
图形表示
符号表示 A∉a B∈a A∈α B∉α
直线与直线的 位置关系
直线与平面的 位置关系
平行 相交 异面 线在面内 线面相交
线面平行
a∥b _a∩_b_=_O____ a 与 b 异面
_a___α_ a_∩_α_=_A____
__a_∥_α _
平面与平面的 位置关系
【例】 用符号表示下列语句,并画出图形. (1)平面 α 与 β 相交于直线 l,直线 a 与 α,β 分别相交于点 A,B; (2)点 A,B 在平面 α 内,直线 a 与平面 α 交于点 C,点 C 不在直 线 AB 上.
[解] (1)用符号表示:α∩β=l,a∩α=A,a∩β= B,如图.
(2)用符号表示:A∈α,B∈α,a∩α=C,C∉ AB,如图.
三种语言的转换方法 1用文字语言、符号语言表示一个图形时,首先仔细观察图形 有几个平面、几条直线且相互之间的位置关系如何,试着用文字语 言表示,再用符号语言表示. 2根据符号语言或文字语言画相应的图形时,要注意实线和虚 线的区别.
高中数学-8.3 空间图形的基本关系与公理
考纲要求
-3-
1.空间图形的公理 (1)公理1:过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面(即可 以确定一个平面). 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)公理2: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(即直线在平面内). (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 有一条过这个点的公共直线. (4)公理4:平行于同一条直线的两条直线平行.
考点1 考点2 考点3
8.3
空间图形的基本关系与公理
知识梳理 双击自测 核心考点 核心考点 学科素养
考纲要求
-18-
知识方法
易错易混
对点训练2 (1)如图,G,N,M,H分别是三棱柱的顶点或所在棱的 中点,则直线GH,MN是异面直线的图形有 .(填上所有正 确答案的序号)
关闭
题图①中,直线GH∥MN; 题图②中,G,H,N三点共面,但M∉平面GHN,因此直线GH与MN异面; 题图③中,连接MG,GM∥HN, 因此GH与MN共面; 题图④中,G,M,N共面,但H∉平面GMN,因此GH与MN异面.
解析
答案
第八章 1 2 3 4 5
8.3
空间图形的基本关系与公理
知识梳理 双击自测 双击自测 核心考点 学科素养
考纲要求
-11-
自测点评 1.做有关平面基本性质的判断题时,要抓住关键词,如“有且只 有”“只能”“最多”等. 2.两个不重合的平面只要有一个公共点,那么两个平面一定相交 且得到的是一条直线. 3.异面直线是指不同在任何一个平面内,没有公共点的直线.不能 错误地理解为不在某一个平面内的两条直线就是异面直线.
1.4.1__空间图形基本关系的认识__1.4.2__空间图形的公理(公理1、2、3)
C 共点B′,经过点B有且只有一条过该点的
公共直线B′C′.
公理3
如果两个不重合的平面有一个公共点,那么
它们有且只有一条通过这个点的公共直线.
P l , 且P l
P
l
作用: ①判断两个平面相交的依据. ②判断点在直线上.
1、如图,用符号表示下列图形中点、直线、平面之间 的位置关系.
(5)空间平面与平面的位置关系有两种: I 如图②中,平面α和平面β没有公共点,这样
的两个平面叫作平行平面,记作:α∥β; II 如图③中,平面α和平面β不重合,但有公共点,
这样的两个平面叫作相交平面.
思考交流
1. 观察图①②③所示的长方体,再举出一些点、线、面
的位置关系的例子.
2.
观察你周围的一些实物,指出一些点、线、面的位置
关系.
课堂探究2
空间图形的公理 思考1:如果直线 l 与平面α有一个公共点P,直线 l 是 否在平面α内?
思考2:如果直线l与平面α 有两个公共点,直线l是否在
平面α 内?
实际生活中,我们有这样的经验:把一根直尺边缘 上的任意两点放到桌面上,可以看到,直尺的整个边缘 就落在了桌面上.
公理1
如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这
条直线上所有的点都在这个平面内(即直线在平面内).
A
l B
A l ,B l ,A ,B l
作用:
在生产、生活中, 人们经过长期观察与实 践,总结出关于平面的 一些基本性质,我们把 它作为公理.这些公理 是进一步推理的基础.
判定直线是否在平面内.
思考3:我们知道,两点确定一条直线.那么怎样确定一个
空间图形的基本关系与公理课件
第七章
立体几何
栏目导引
【变式训练】 3.下列四个命题:
①若直线a、b是异面直线,b、c是异面直线,则a、c是异面直线; ②若直线a、b相交,b、c相交,则a、c相交; ③若a∥b,则a、b与c所成的角相等; ④若a⊥b,b⊥c,则a∥c. 其中真命题的个数是( A.4 C.2 ) B.3 D.1
A.1条
C.3条
B.2条
D.4条
解析:
连接AC1,则AC1与棱AB,AD,AA1所成的角都相等;过
点A分别作正方体的另外三条体对角线的平行线,则它们与棱AB,AD, AA1所成的角也都相等.故这样的直线l可以作4条. 答案: D
工具
第七章
立体几何
栏目导引
2.(2009·湖南卷)平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,既与AB共面也 与CC1共面的棱的条数为( A.3 C.5 ) B.4 D.6
∴EF∥CD1.
故E、F、D1、C四点共面.
工具
第七章
立体几何
栏目导引
(2)在平面EFD1C内,由于EF≠CD1, 所以CE与D1F必相交.设CE∩D1F=P, ∵D1F在平面A1ADD1内, ∴P在平面A1ADD1内. 同理,P在平面ABCD内, ∴P在平面A1ADD1与平面ABCD的交线DA上,
【阅后报告】
该题难度较小,第(1)问的关键在于“找到角”,
而第(2)问关键在于证明BM⊥平面A1B1M,这些方法是解决立体问题常用
思路.
工具
第七章
立体几何
栏目导引
1.(2010·江西卷)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( )
高中数学-北师大版必修二 空间图形的公理4及等角定理 课件
提示:如图,在空间中任取一点 O,作直线 a′∥a,b′∥b,则两条相交直 线 a′,b′所成的锐角或直角 θ 即两条异面直线 a,b 所成的角.
2.a′与 b′所成角的大小与什么有关,与点 O 的位置有关吗?通常点 O 取 在什么位置?
提示:a′与 b′所成角的大小只由 a,b 的相互位置确定,与点 O 的选择无 关,一般情况下为了简便,点 O 选取在两条直线中的一条直线上.
又∵A1K∥BQ 且 A1K=BQ, ∴四边形 A1KBQ 为平行四边形, ∴A1Q∥BK, 由公理 4 有 A1Q∥CM, 同理可证 A1P∥CN, 由于∠PA1Q 与∠MCN 对应边分别平行,且方向相反, ∴∠PA1Q=∠MCN.
求异面直线所成的角 [探究问题] 1.已知直线 a,b 是两条异面直线, 如何作出这两条异面直线所成的角?
如图 1-4-17,在空间四边形 ABCD 中,AD=BC
=2,E,F 分别是 AB,CD 的中点,若 EF= 3,求异面直线
AD,BC 所成角的大小.
【导学号:64442028】
图 1-4-17
[思路探究] 根据求异面直线所成角的方法,将异面直线 AD,BC 平移到 同一平面内解决.
[解] 如图,取 BD 的中点 M,连接 EM,FM. 因为 E,F 分别是 AB,CD 的中点, 所以 EM 12AD,FM 12BC, 则∠EMF 或其补角就是异面直线 AD,BC 所成的角. 因为 AD=BC=2,所以 EM=MF=1, 在等腰△MEF 中,过点 M,作 MH⊥EF 于 H,
公理4的应用
如图 1-4-12,已知 E,F,G,H 分别是空间四边形 ABCD 的边
AB,BC,CD,DA 的中点.
【导学号:64442027】
高考理科第一轮课件(7.2空间图形的基本关系与公理)
判断下面结论是否正确(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,个公共点A,就说α ,β 相交于过A点的任
意一条直线.( )
(3)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.( ) ) )
(2)选择其中两点确定一条直线,然后证明另一点也在这条直线
上,从而得三点共线.
2.证明三线共点的思路
先证两条直线交于一点,再证明第三条直线经过这点,把问题化
归到证明点在直线上的问题.通常是先证两条直线的交点在两 个平面的交线上而第三条直线恰好是两个平面的交线.
【变式备选】如图,在正方体ABCD -A1B1C1D1中,E是AB的中点,F
②C,D,F,E四点共面.理由如下:
由BE∥AF且BE=
1 AF,G是FA的中点知, 2
BE∥GF且BE=GF, 所以四边形EFGB是平行四边形, 所以EF∥BG. 由①知BG∥CH,所以EF∥CH, 故EC,FH共面. 又点D在直线FH上,所以C,D,F,E四点共面.
【互动探究】本例第(2)题的条件不变,如何证明“FE,AB,DC交 于一点”? 【证明】由例题可知,四边形EBGF和四边形BCHG都是平行四边 形,故可得四边形ECHF为平行四边形, ∴EC∥HF,且EC= 1 DF,∴四边形ECDF为梯形,
【解析】选B.若平面α与平面β相交,则它们有无数个公共点, 结合公理可知②③④均正确.
2.若三条不同的直线a,b,c满足a∥b,a,c异面,则b与c( (A)一定是异面直线 (C)不可能是平行直线 (B)一定是相交直线 (D)不可能是相交直线
)
空间图形基本关系的认识及公理123
【微思考】 (1)四边形一定能确定一个平面吗? 提示:不一定,如空间四边形不能确定平面. (2)两个平面有三个公共点,这两个平面重合吗? 提示:不一定,当三点在同一直线上时,不能判定两个平面重 合;当三点不在同一条直线上时,根据不共线的三点确定一个 平面可知两平面重合.
【即时练】 (2014·南昌高一检测)下列说法: ①空间不同的三点可以确定一个平面; ②如果线段AB在平面α内,那么直线AB一定在平面α内; ③两组对边分别相等的四边形是平行四边形. 其中错误的说法是________(填序号).
A.AB∩α=C
B.AB α
C.C∈α
D.C∉α
(2)已知如图,直线a∥b,直线l∩a=A,直线l∩b=B,求证:直
线a,b,l共面.
【解题探究】1.题(1)中A∈平面α,B∈平面α,说明什么 问题? 2.题(2)中,由a∥b可得到什么结论?怎样才能说明a,b,l 共面? 【探究提示】1.A∈平面α,B∈平面α,说明AB 平面α.
2.对公理1的两点说明 (1)“不在同一条直线上的三点”的含义 ①经过一点,两点和在同一条直线上的三点可能有无数个平面; ②任意给定不在同一条直线上的四个点,不一定有一个平面同 时过这四个点. (2)“有且只有一个”的含义 这里“有”是说图形存在,“只有一个”是说图形唯一,公理 1强调的是存在和唯一两个方面.
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)两两相交的三条直线确Байду номын сангаас一个平面.( ) (2)经过一条直线和一个点确定一个平面.( ) (3)如果平面α与平面β相交,那么它们只有有限个公共 点.( )
【解析】(1)错误.两两相交的三条直线交于一点,可能确定三 个平面,故错误. (2)错误.若点在直线上,则无法确定一个平面. (3)错误.平面α与平面β相交有无数个公共点. 答案:(1)× (2)× (3)×
高一数学:1.4空间图形的基本关系与公理 课件 (北师大必修2)
提出问题: 1.用两个合页和一把锁就可以将一扇 门固定,Why? 2.将一把直尺置于桌面,通过是否漏 光就能检测桌面是否平整,Why? 3.椅子放不稳,是底面不平还是椅子 本身的问题? 4.为什么自行车后轮旁只安装一只撑 脚?
公理1 如果一条直线上的两点在一个 平面内,那么这条直线上所有的点都 在这个平面内(即直线在平面内)。 注意:其研究的是直线和平面的关系。
2.两个平面指的是不重合的两个平面; 3.两个不重合的平面相交,交线是一条直 线。
公理4 平行于同一条直线的两条直 线平行。 注意:1.公理4是初中平面几何中的平 行公理在空间中的推广,它表示在空 间平行性具有传递性; 2.三条直线平行,它们既可以在同一 平面内,也可以两两共面;
3.公理4既是证明“等角定理”的基础, 也是以后证明平行关系的主要依据之一。
只有一个平面”吗?
(2)经过一条直线和这条直线外一 点,可以确定一个平面吗?
(3)经过两条相交直线,可以确定 一个平面吗? (4)经过两条平行直线,可以确定 一个平面吗?
公理3 如果两个平面有一个公共点, 那么它们有且只有一条通过这个点的 公共直线。 注意:1.公理3是 点,有且只有一个平面(即可以确定 一个平面)。 注意:公理2研究的是确定平面的条件。 (1)条件:不在同一直线上的三点 (反之,经过一点,两点或同一直线
上的三点可有无数个平面)
(2)“有且只有一个”中的“有” 指平面存在,“只有”是指平面唯一, 二者缺一不可。
?(1)“只有一个平面”=“有且
立体几何-空间图形的基本关系与公理1
空间图形的基本关系与公理研究对象:点、线、面的关系 三种语言:文字语言、符合语言、图形语言(看图说话)点线关系:点在线上、点在线外 点面关系:点在面上、点在面外 线线关系:平行、相交、异面线面关系:线面平行、线面相交、线在面内 面面关系:面面平行、面面相交公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在这个平面内。
公理2:不共线的三点,可以确定一个平面。
推论1:直线和直线外的一点可以确定一个平面 推论2:两条平行直线可以确定一个平面。
推论3:两条相交直线可以确定一个平面。
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通过这个点的公共直线(两个平面的交线)。
公理4:平行于同一条直线的两条直线平行(平行的传递性)。
等角定理: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。
推论:如果两条相交直线和另两条相交直线分别平行,那么这两组直线所组成的锐角(或直角)相等。
异面直线a 、b 所成角:过空间任意一点P 分别引两条异面直线a 、b 的平行线1l 、2l ()12//,//a l b l ,这两条相交直线所成的锐角(或直角)就是异面直线a 、b 所成角。
如果两条异面直线所成的角是直角,我们称这两条直线互相垂直,记作a b ⊥。
论证点、线共面的通法之一,即证部分元素确定一个平面,再证余下元素也在平面内。
论证点、线共面的通法之二,即根据确定平面的条件,先证各部分元素分别确定平面,再证这些平面有相同的确定平面的条件,即重合。
点共线、线共点:依据是公理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通过这个点的公共直线(两个平面的交线)。
证明多点共线:通常是过其中两点作一直线,然后证明其他的点在这条直线上,或者根据已知条件设法证明这些点在两个相交平面内,然后根据公理2就得到这些点在两个平面的交线上。
证明多线共点:可把其中一条作为分别过其余两条的两个平面的交线,然后再证另两条直线的交点在此直线上。
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故cosCED ED 2 2, CE 3
所以异面直线CE和AF所成角的余弦值为2 2. 3
链接高考
(2010·湖南)如图所示,在长方体ABCD-A1B1C1D1中 AB=AD=1,AA1=2,M是棱CC1的中点.求异面直线A1M和C1D1 所成的角的正值.
知识准备:1. 会找异面直线所成的角;
∴E、F、H、C四点共面,∵点D∈直线FH,
∴D点在EF、CH确定的平面内,
∴C、D、F、E四点共面.
题型三 证明三线共点
【例3】 已知四面体ABCD中,E、F分别是AB、AD的中点,
G、H分别是BC、CD上的点B,G 且 DH
AC相交于同一点P.
GC HC
=2.求证:直线EG、FH、
证明:如图,∵E、F分别是AB、AD的中点, ∴EF∥BD且EF=1/2BD.
题型四 异面直线及其所成角的问题 【例4】 (2010×天津改编)如图,在五面体ABCDEF中,四边 形ADEF是正方形,FA⊥平面ABCD,CD=12 ,2 AD= ,求异面直 线CE与AF所成角的余弦值.
解:因为四边形ADEF是正方形,所以 FA∥ED.
故∠CED为异面直线CE与AF所成的角. 因为FA⊥平面ABCD, 所以FA⊥CD,故ED⊥CD. 在Rt△CDE中,CD=1,
答案:
1. A∈l,B∈l,A∈a,B∈a⇒l⊂a 不在同一条直线上 A、 B、C不共线⇒A、B、C∈平面a且a是唯一的 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 P∈a a∥c 经过一条直线和直线外一点,有且只有一 个平面 a∩b=P⇒有且只有一个平面a,使a⊂a,b⊂a
2. 会进行三角形的运算求解.
解:因为C1D1∥A1B1,所以∠MA1B1为异面 直线A1M与C1D1所成的角,因为A1B1⊥平 面BCC1B1,所以∠A1B1M=90°,而A1B1=1, B M= B11C12 MC12 2,
故tanMA1B1
B1M A1B1
2,
即异面直线A1M与C1D1所成的角的正切值为 2.
(4)异面直线的夹角 ①定义:已知两条异面直线a、b,经过空间任意一点O作直线 a′∥a,b′∥b,我们把两相交直线a′、b′所成的____叫做异面直线a、 b所成的角(或夹角). ②范围:θ∈(0,π/2].特别地,如果两异面直线所成的角是,我们 就称这两条直线______,记作a⊥b.
3. 空间中的直线与平面的位置关系
第三节 空间图形的基本关系与公理
基础梳理
1.平面的基本性质
名称 推论1 推论2 推论3
图形
文字语言
公理2的推论
符号语言
若点A∉直线a, 则A和a确定一
个平面α
两条相交直线确 定一个平面
两条平行直线确 定一个平面
2. 空间直线与直线的位置关系
②公共点个数 (2)公理4(平行公理):平行于同一直线的两条直线________. (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__________.
接,且连接点不在同一平面内,所组成的空间图形叫空间四边形) 各边AB、AD、CB、CD上的点,且直线EF和GH交于点P,如图 所示.求证:点B、D、P在同一条直线上.
证明:∵直线EF和GH交于点P, ∴P∈EF,又∵EF⊂平面ABD,∴P∈平 面ABD.同理,P∈平面CBD. ∴P在平面ABD与平面CBD的交线BD
③如果a⊥c,b⊥c,那么a,b能确定一个平面;
④直线a过平面α内一点与平面α外一点,直线b在平面α内且不过
该点,那么a和b是异面直线.
上述命题中,真命题的个数是( )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
大家有疑问的,可以询问和交流
可以互相讨论下,但要小声点
9
答案: 1. B 2. D 解析:A、B、C均不满足公理2及其推论,故D正确.
解:(1)证明:∵G、H分别为FA、FD的中点,
∴GH / / 1AD,
∵BC / / A12 D,BC / G/ 1 H,
2
2
∴四边形BCHG是平行四边形.
(2)C、D、F、E四点共面. ∵G为AF中点,且BE / / 1 FA, ∴BE / G/ 1 F,∴四边形BE2 FG为平行四边形,
2
∴EF∥BG,∵BG∥CH,∴EF∥CH.
间的关系可表示为
()
A. M∈b∈β
B. 2. (教材改编题)下列命题中正确的是( )
A. 三点确定一个平面
B. 两条直线确定一个平面
C. 两两相交的三条直线一定在同一平面内
D. 过同一点的三条直线不一定在同一平面内
3. 在空间四边形ABCD的边AB、BC、CD、DA上分别取点E、F、
又∵ BG =D2H,
∴GHG∥CBD且H CGH=BD/3, ∴EF∥GH且EF>GH, ∴四边形EFHG是梯形,其两腰所在直线必 相交,设两腰EG、FH的延长线相交于一点 P, ∵EG⊂平面ABC,FH⊂平面ACD, ∴P∈平面ABC,P∈平面ACD. 又∵平面ABC∩平面ACD=AC,∴P∈AC, 故直线EG、FH、AC相交于同一点P.
3. A 解析:∵M∈EF,EF⊂平面ABC. ∴M∈平面ABC,同理M∈平面ACD, ∴M∈AC. 4. B 解析:①中,由公理4知,a∥b,故①正确;②中,a, b可能异面,故②错误;③中,a,b可能异面,故③错误;④
正确.
经典例题
题型一 证明三点共线 【例1】 已知△ABC的三个顶点都不在平面α内,它的三边AB、 BC、AC延长后分别交平面α于点P、Q、R.求证:P、Q、R三点在 同一条直线上.
a∥b⇒有且只有一个平面a,使a⊂a,b⊂a
2. (1)①共面 平行 相交 异面 ②一个公共点 无公共点 (2)互相平行 (3)相等或互补 (4)①角 ②垂直
3. 无数 有且只有一个 无 4. 无公共点 有且只有一条公共直线
基础达标
1. (教材改编题)若点M在直线b上,b在平面β内,则M,b,β之
上,
即B、D、P三点在同一条直线上.
题型二 证明点线共面
【例2】 如图,四边形ABEF和ABCD都是直角梯形,∠BAD= ∠FAB=90°,/ / 12BC AD,/ / 12BE FA,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?
G、H,如果EF与HG相交于一点M,那么( )
A. M一定在直线AC上
B. M一定在直线BD上
C. M可能在直线AC上,也可能在直线BD上
D. M既不在直线AC上,也不在直线BD上
4. 给出下面四个命题:
①如果直线a∥c,b∥c,那么a,b能确定一个平面;
②如果直线a和b都与直线c相交,那么a,b能确定一个平面;
证明:由已知条件易知,
平面a与平面ABC相交. 设交线为l,即l=a∩面ABC. ∵P∈AB,∴P∈面ABC. 又P∈(AB∩a),∴P∈a,即P为平面a与面ABC的公共点, ∴P∈l.同理可证,点R和Q也在交线l上,故P、Q、R三点共线 于l.
变式1-1 已知E、F、G、H分别是空间四边形ABCD(四条线段首尾相