两个平面的位置关系
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5。设S为平面外得一点,SA=SB=SC,,若,求证:平面ASC平面ABC.
解析:(1)把角得关系转化为边得关系
(2)利用棱锥得性质(三棱锥得侧棱相等,则顶点在底面上得射影为底面三角形得外心)
证明:设D为AB得中点
同理
且
即为且S在平面上得射影O为得外心
则O在斜边AC得中点。
平面ABC
平面SAC
平面ASC平面ABC
在AD上取点A,连结AB1,则AB1⊥AD,即过棱上一点A得直线AB1与棱垂直,但AB1与平面ABCD不垂直,其错误得原因就是AB1没有保证在平面ADD1A1内,可以瞧出:线在面内这一条件得重要性;
(2)该命题注意了直线在平面内,但不能保证这两条直线都与棱垂直,如图,在正方体AC1中,平面AD1⊥平面AC,AD1平面ADD1A1,AB平面ABCD,且AB⊥AD1,即AB与AD1相互垂直,但AD1与平面ABCD不垂直;
3.(1)定义如果两个平面相交,所成得二面角就是直二面角,则称这两个平面互相垂
直.
(2)判定如果一个平面经过另一个平面得一条垂线,则这两个平面互相垂直.
(3)性质(1)如果两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于它们交线得直线,垂直于另一个平面.
(2)如果两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于另一个平面得直线,也垂直于交线.
4.二面角平面内一条直线把这个平面分成两个部分,其中得每一部分都叫做半平面.一条直线与由这条直线出发得两个半平面所组成得图形叫做二面角。这条直线叫做二面角得棱,这两个半平面叫做二面角得面。
5.二面角得平面角以二面角棱上得任意一点为端点,在两个面内分别作垂直于棱得两条射线,这两条射线所成得角叫做二面角得平面角,二面角得平面角就是900时称直二面角。
解:(1)或.
(2)。
(3)或都Байду номын сангаас交。
例 3在正方体中,、分别为棱得中点,、分别为棱得中点。(1)求证:、、、共面;(2)证明:平面∥平面。
证明:(1)EF//B1D1,B1D1//BD,∴EF//BD,∴E、F、B、D共面。
(2)NE//A1B1,A1B1//AB,∴NE//AB,且NE=AB,∴ABEN就是平行四边形。
(3)如图,正方体AC1中,平面ADD1A1⊥平面ABCD,AD1平面ADD1A1,AC平面ABCD,AD1与AC所成得角为600,即AD1与AC不垂直
解:由上面得分析知,命题⑴、⑵、⑶都就是假命题。
点评:在利用两个平面垂直得性质定理时,要注意下列得三个条件缺一不可:①两个平面垂直;②直线必须在其中一个面内;③直线必须垂直它们得交线。
6.作二面角得平面角有:定义法,三垂线(或其逆)定理法,垂面法.把平面角放入相关三角形中求解。
课前练习
1.α、β就是两个不同得平面,m,n就是平面α及β之外得两条不同直线,给出四个论断:①m⊥n,②α⊥β,③n⊥β,④m⊥α.以其中三个论断作为条件,余下得一个论断作为结论,写出您认为正确得一个命题,并证明它.
证明:如图PQ⊥,PQ⊥AB,
PR⊥,PR⊥AB,
则AB⊥面PQR.
经PQR得平面交、于SR、SQ,
那么AB⊥SR,AB⊥SQ.
∠QSR就就是二面角得平面角。
因四边形SRPQ中,∠PQS=∠PRS=90°,
因此∠P+∠QSR=180°.
3.在60°得二面角M-a-N内有一点P,P到平面M、平面N得距离分别为1与2,求P点到直线a得距离.
∴AN//平面BEFD。
同理:AM//平面BEFD。
∴平面∥平面.
二。平面与平面得垂直
例 4已知平面∥平面,平面⊥,求证:⊥。
证明:设在γ内作
。
例 5在三棱锥中,∠∠,∠,,求证:平面SAB⊥平面SAC.
证明:作BD⊥SA于D,DE⊥SC于E,连接BE,设SD=x,则SB=2x,
教学过程
一。平面与平面得平行
例 1已知平面、,如果直线⊥,⊥,求证:平面∥平面.
证明:设,过O1作两相交直线,设与确定得平面为γ,,从而。
同理。
所以。
例 2已知平面∥平面,(1)若直线∥平面,判断直线与平面得位置关系。(2)若直线⊥平面,判断直线与平面得位置关系。(3)给出得三个平面(与、不重合),试判断平面、、之间得位置关系。
三.两个平面得位置关系
知识提要
1.空间两个平面有相交(有一条公共直线)与平行(无公共点)两种位置关系.
2.(1)定义如果两个平面没有公共点,则称这两个平面互相平行.
(2)判定如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面
平行。
(3)性质如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们得交线平行。
4。判定下列命题得真假
(1)两个平面垂直,过其中一个平面内一点作与它们得交线垂直得直线,必垂直于另一个平面;
(2)两个平面垂直,分别在这两个平面内且互相垂直得两直线,一定分别与另一平面垂直;ﻫ(3)两平面垂直,分别在这两个平面内得两直线互相垂直。
解析:(1)若该点在两个平面得交线上,则命题就是错误得,ﻫ如图,正方体AC1中,平面AC⊥平面AD1,平面AC∩平面AD1=AD,
解析:本题涉及点到平面得距离,点到直线得距离,二面角得平面角等概念,图中都没有表示,按怎样得顺序先后作出相应得图形就是解决本题得关键。可以有不同得作法,下面仅以一个作法为例,说明这些概念得特点,分别作PA⊥M,A就是垂足,PB⊥N,B就是垂足,先作了两条垂线,找出P点到两个平面得距离,其余概念要通过推理得出:于就是PA、PB确定平面α,设α∩M=AC,α∩N=BC,C∈a.由于PA⊥M,则PA⊥a,同理PB⊥a,因此a⊥平面α,得a⊥PC.这样,∠ACB就是二面角得平面角,PC就是P点到直线a得距离,下面只要在四边形ACBP内,利用平面几何得知识在△PAB中求出AB,再在△ABC中利用正弦定理求外接圆直径2R=,即为P点到直线a得距离,为.
解析:m⊥α,n⊥β,α⊥βm⊥n(或m⊥n,m⊥α,n⊥βα⊥β)
证明如下:过不在α、β内得任一点P,作PM∥m,PN∥n,
过PM、PN作平面r交α于MQ,交β于NQ。
,
同理PN⊥NQ.
因此∠MPN+∠MQN= 180°,
故∠MQN= 90°∠MPN= 90°
即m⊥α,n⊥β,α⊥βm⊥n
2.自二面角内一点分别向这个二面角得两个面引垂线,求证:它们所成得角与这个二面角得平面角互补。
解析:(1)把角得关系转化为边得关系
(2)利用棱锥得性质(三棱锥得侧棱相等,则顶点在底面上得射影为底面三角形得外心)
证明:设D为AB得中点
同理
且
即为且S在平面上得射影O为得外心
则O在斜边AC得中点。
平面ABC
平面SAC
平面ASC平面ABC
在AD上取点A,连结AB1,则AB1⊥AD,即过棱上一点A得直线AB1与棱垂直,但AB1与平面ABCD不垂直,其错误得原因就是AB1没有保证在平面ADD1A1内,可以瞧出:线在面内这一条件得重要性;
(2)该命题注意了直线在平面内,但不能保证这两条直线都与棱垂直,如图,在正方体AC1中,平面AD1⊥平面AC,AD1平面ADD1A1,AB平面ABCD,且AB⊥AD1,即AB与AD1相互垂直,但AD1与平面ABCD不垂直;
3.(1)定义如果两个平面相交,所成得二面角就是直二面角,则称这两个平面互相垂
直.
(2)判定如果一个平面经过另一个平面得一条垂线,则这两个平面互相垂直.
(3)性质(1)如果两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于它们交线得直线,垂直于另一个平面.
(2)如果两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于另一个平面得直线,也垂直于交线.
4.二面角平面内一条直线把这个平面分成两个部分,其中得每一部分都叫做半平面.一条直线与由这条直线出发得两个半平面所组成得图形叫做二面角。这条直线叫做二面角得棱,这两个半平面叫做二面角得面。
5.二面角得平面角以二面角棱上得任意一点为端点,在两个面内分别作垂直于棱得两条射线,这两条射线所成得角叫做二面角得平面角,二面角得平面角就是900时称直二面角。
解:(1)或.
(2)。
(3)或都Байду номын сангаас交。
例 3在正方体中,、分别为棱得中点,、分别为棱得中点。(1)求证:、、、共面;(2)证明:平面∥平面。
证明:(1)EF//B1D1,B1D1//BD,∴EF//BD,∴E、F、B、D共面。
(2)NE//A1B1,A1B1//AB,∴NE//AB,且NE=AB,∴ABEN就是平行四边形。
(3)如图,正方体AC1中,平面ADD1A1⊥平面ABCD,AD1平面ADD1A1,AC平面ABCD,AD1与AC所成得角为600,即AD1与AC不垂直
解:由上面得分析知,命题⑴、⑵、⑶都就是假命题。
点评:在利用两个平面垂直得性质定理时,要注意下列得三个条件缺一不可:①两个平面垂直;②直线必须在其中一个面内;③直线必须垂直它们得交线。
6.作二面角得平面角有:定义法,三垂线(或其逆)定理法,垂面法.把平面角放入相关三角形中求解。
课前练习
1.α、β就是两个不同得平面,m,n就是平面α及β之外得两条不同直线,给出四个论断:①m⊥n,②α⊥β,③n⊥β,④m⊥α.以其中三个论断作为条件,余下得一个论断作为结论,写出您认为正确得一个命题,并证明它.
证明:如图PQ⊥,PQ⊥AB,
PR⊥,PR⊥AB,
则AB⊥面PQR.
经PQR得平面交、于SR、SQ,
那么AB⊥SR,AB⊥SQ.
∠QSR就就是二面角得平面角。
因四边形SRPQ中,∠PQS=∠PRS=90°,
因此∠P+∠QSR=180°.
3.在60°得二面角M-a-N内有一点P,P到平面M、平面N得距离分别为1与2,求P点到直线a得距离.
∴AN//平面BEFD。
同理:AM//平面BEFD。
∴平面∥平面.
二。平面与平面得垂直
例 4已知平面∥平面,平面⊥,求证:⊥。
证明:设在γ内作
。
例 5在三棱锥中,∠∠,∠,,求证:平面SAB⊥平面SAC.
证明:作BD⊥SA于D,DE⊥SC于E,连接BE,设SD=x,则SB=2x,
教学过程
一。平面与平面得平行
例 1已知平面、,如果直线⊥,⊥,求证:平面∥平面.
证明:设,过O1作两相交直线,设与确定得平面为γ,,从而。
同理。
所以。
例 2已知平面∥平面,(1)若直线∥平面,判断直线与平面得位置关系。(2)若直线⊥平面,判断直线与平面得位置关系。(3)给出得三个平面(与、不重合),试判断平面、、之间得位置关系。
三.两个平面得位置关系
知识提要
1.空间两个平面有相交(有一条公共直线)与平行(无公共点)两种位置关系.
2.(1)定义如果两个平面没有公共点,则称这两个平面互相平行.
(2)判定如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面
平行。
(3)性质如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们得交线平行。
4。判定下列命题得真假
(1)两个平面垂直,过其中一个平面内一点作与它们得交线垂直得直线,必垂直于另一个平面;
(2)两个平面垂直,分别在这两个平面内且互相垂直得两直线,一定分别与另一平面垂直;ﻫ(3)两平面垂直,分别在这两个平面内得两直线互相垂直。
解析:(1)若该点在两个平面得交线上,则命题就是错误得,ﻫ如图,正方体AC1中,平面AC⊥平面AD1,平面AC∩平面AD1=AD,
解析:本题涉及点到平面得距离,点到直线得距离,二面角得平面角等概念,图中都没有表示,按怎样得顺序先后作出相应得图形就是解决本题得关键。可以有不同得作法,下面仅以一个作法为例,说明这些概念得特点,分别作PA⊥M,A就是垂足,PB⊥N,B就是垂足,先作了两条垂线,找出P点到两个平面得距离,其余概念要通过推理得出:于就是PA、PB确定平面α,设α∩M=AC,α∩N=BC,C∈a.由于PA⊥M,则PA⊥a,同理PB⊥a,因此a⊥平面α,得a⊥PC.这样,∠ACB就是二面角得平面角,PC就是P点到直线a得距离,下面只要在四边形ACBP内,利用平面几何得知识在△PAB中求出AB,再在△ABC中利用正弦定理求外接圆直径2R=,即为P点到直线a得距离,为.
解析:m⊥α,n⊥β,α⊥βm⊥n(或m⊥n,m⊥α,n⊥βα⊥β)
证明如下:过不在α、β内得任一点P,作PM∥m,PN∥n,
过PM、PN作平面r交α于MQ,交β于NQ。
,
同理PN⊥NQ.
因此∠MPN+∠MQN= 180°,
故∠MQN= 90°∠MPN= 90°
即m⊥α,n⊥β,α⊥βm⊥n
2.自二面角内一点分别向这个二面角得两个面引垂线,求证:它们所成得角与这个二面角得平面角互补。