空间中点、直线、平面之间的位置关系知识点总结

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高中数学必修2《点、直线、平面之间的位置关系》知识点

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第二章点、直线、平面之间的地点关系空间点、直线、平面之间的地点关系一、平面1、平面及其表示2、平面的基天性质①公义 1:A lB llAB②公义 2:不共线的三点确立一个平面③公义 3:Pl 则 P lP二、点与面、直线地点关系1、 A1、点与平面有 2 种地点关系2、 B2、点与直线有1、 A l2 种地点关系l2、 B三、空间中直线与直线之间的地点关系1、异面直线2、直线与直线的地点关系订交共面平行异面3、公义 4 和定理公义 4:l1 Pl3l1 Pl 2l 2 Pl3定理:空间中假如两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补。

4、求异面直线所成角的步骤:① 作:作平行线获得订交直线;② 证:证明作出的角即为所求的异面直线所成的角;③ 结构三角形求出该角。

提示: 1、作平行线常有方法有:直接平移,中位线,平行四边形。

2、异面直线所的角的范围是000 ,90。

四、空间中直线与平面之间的地点关系地点关系直线 a在平面内直线 a与平面订交直线 a与平面平行公共点有无数个公共点有且只有一个公共点没有公共点符号表示a a IA a P图形表示五、空间中平面与平面之间的地点关系地点关系两个平面平行两个平面订交公共点没有公共点有一条公共直线符号表示P I a图形表示直线、平面平行的判断及其性质一、线面平行1、判断:ba b Pb Pa(线线平行,则线面平行)2、性质:a Pa a Pbb(线面平行,则线线平行)二、面面平行1、判断:aba b P Pa Pb P(线面平行,则面面平行)2、性质 1:PI a a PbI b(面面平行,则线面平行)性质 2:Pm Pm(面面平行,则线面平行)说明( 1)判断直线与平面平行的方法:① 利用定义:证明直线与平面无公共点。

② 利用判断定理:从直线与直线平行等到直线与平面平行。

③ 利用面面平行的性质:两个平面平行,则此中一个平面内的直线必平行于另一个平面。

(2)证明面面平行的常用方法①利用面面平行的定义:此法一般与反证法联合。

(完整版)点、直线、平面之间的位置关系知识点总结,推荐文档

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点、直线、平面之间的位置关系一、线、面之间的平行、垂直关系的证明书中所涉及的定理和性质可分为以下三类:1、平行关系与平行关系互推;2、垂直关系与垂直关系互推;线面垂直判定定理线面垂直的定义两平面的法线垂直则两平面垂直面面垂直判定定理线面平行判定定理线面平行性质定理线面平行转化面面平行判定定理面面平行性质定理3、平行关系与垂直关系互推。

以线或面为元素,互推的本质是以某一元素为中介,通过另外两元素与中介元素的垂直或平行关系,推导出该两元素的关系,总共有21种情况,能得出结论的有以下9种情况。

线线平行传递性:;b c c a b a //////⇒⎭⎬⎫面面平行传递性:;γαβγβα//////⇒⎭⎬⎫线面垂直、线面垂直线面平行:;⇒ααββα//a a a ⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊄⊥⊥线面垂直线线平行(线面垂直性质定理):;⇒b a b a //⇒⎭⎬⎫⊥⊥αα线面垂直面面平行:;⇒βαβα//⇒⎭⎬⎫⊥⊥a a 线面垂直、面面平行线面垂直:;⇒βαβα⊥⇒⎭⎬⎫⊥a a //线线平行、线面垂直线面垂直:;⇒αα⊥⇒⎭⎬⎫⊥b a b a //线面垂直、线面平行面面垂直:。

⇒βααβ⊥⇒⎭⎬⎫⊥a a //备注:另外证明平行关系时可以从最基本的定义交点入手,证明垂直关系时可以从最基本的定义角度入手。

符号化语言一览表①线面平行;;;ααα////a a b b a ⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊄⊂αββα////a a ⇒⎭⎬⎫⊂ααββα//a a a ⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊄⊥⊥②线线平行:;;;;////a a a b b αβαβ⎫⎪⊂⇒⎬⎪=⎭ b a b a //⇒⎭⎬⎫⊥⊥αα////a a b b αβαγβγ⎫⎪=⇒⎬⎪=⎭b c c a b a //////⇒⎭⎬⎫③面面平行:;;;,////,//a b a b O a b αααβββ⊂⊂⎫⎪=⇒⎬⎪⎭βαβα//⇒⎭⎬⎫⊥⊥a a γαβγβα//////⇒⎭⎬⎫④线线垂直:;b a b a ⊥⇒⎭⎬⎫⊂⊥αα⑤线面垂直:;;,,a b a b O l l a l b ααα⊂⊂⎫⎪=⇒⊥⎬⎪⊥⊥⎭,l a a a l αβαββα⊥⎫⎪=⇒⊥⎬⎪⊂⊥⎭ ;;βαβα⊥⇒⎭⎬⎫⊥a a //αα⊥⇒⎭⎬⎫⊥b a b a //⑥面面垂直:二面角900; ;;βααβ⊥⇒⎭⎬⎫⊥⊂a a βααβ⊥⇒⎭⎬⎫⊥a a //二、立体几何中的重要方法1、求角:(步骤-------Ⅰ找或作角;Ⅱ求角)⑴异面直线所成角的求法:①平移法:平移直线,构造三角形;②补形法:补成正方体、平行六面体、长方体等,发现两条异面直线间的关系.注:还可用向量法,转化为两直线方向向量的夹角.⑵直线与平面所成的角:①直接法(利用线面角定义);②先求斜线上的点到平面距离h ,与斜线段长度作比,得sin ;③三线三角公式.θ12cos cos cos θθθ=注:还可用向量法,转化为直线的方向向量与平面法向量的夹角.⑶二面角的求法:①定义法:在二面角的棱上取一点(特殊点),作出平面角,再求解;②垂面法:作面与二面角的棱垂直; ③投影法(三垂线定理);④面积摄影法.注:对于没有给出棱的二面角,应先作出棱,然后再选用上述方法;还可用向量法,转化为两个班平面法向量的夹角.2、求距离:(步骤-------Ⅰ找或作垂线段;Ⅱ求距离)⑴两异面直线间的距离:一般先作出公垂线段,再进行计算;或转化为线面距离、点面距离;⑵点到直线的距离:一般用三垂线定理作出垂线段,再求解;⑶点到平面的距离:①垂面法:借助面面垂直的性质作垂线段(确定已知面的垂面是关键),再求解;②等体积法;还可用向量法:.||n d =3、证明平行、垂直的理论途径:①证明直线与直线的平行的思考途径:(1)转化为判定共面二直线无交点(定义);(2)转化为两直线同与第三条直线平行;(3)转化为线面平行;(4)转化为线面垂直;(5)转化为面面平行.②证明直线与平面的平行的思考途径:(1)转化为直线与平面无公共点(定义);(2)转化为线线平行;(3)转化为面面平行.③证明平面与平面平行的思考途径:(1)转化为判定两平面无公共点(定义);(2)转化为线面平行;(3)转化为线面垂直.④证明直线与直线的垂直的思考途径:(1)转化为相交垂直;(2)转化为线面垂直.⑤证明直线与平面垂直的思考途径:(1)转化为该直线与平面内任一直线垂直(定义);(2)转化为该直线与平面内相交的两条直线垂直;(3)转化为该直线与平面的一条垂线平行;(4)转化为该直线垂直于另一个平行平面;(5)转化为该直线与两个垂直平面交线垂直.⑥证明平面与平面的垂直的思考途径:(1)转化为判断二面角是直二面角;(2)转化为线面垂直.。

空间几何中的点直线平面的位置关系

空间几何中的点直线平面的位置关系

空间几何中的点直线平面的位置关系在我们的日常生活中,空间几何的概念无处不在。

从我们居住的房屋结构,到道路的布局,再到各种建筑的设计,都离不开空间几何的知识。

而在空间几何中,点、直线和平面是最基本的元素,它们之间的位置关系也是我们理解和解决空间几何问题的关键。

首先,让我们来认识一下点。

点,是空间中最基本的单位,它没有大小,只有位置。

可以把点想象成是宇宙中的一颗星星,在浩瀚的空间中有着自己独特的坐标。

在数学中,我们通常用一个坐标来表示一个点的位置,比如在二维空间中,点可以用(x,y)来表示;在三维空间中,点则用(x,y,z)来表示。

接下来是直线。

直线是由无数个点组成的,它可以向两端无限延伸。

想象一下,在晴朗的夜晚,我们看到的笔直的星光,那就是一种近似于直线的存在。

直线在空间几何中有着重要的地位,它的特点是没有弯曲,没有尽头。

我们可以用一个点和直线的方向向量来确定一条直线,也可以用两个不同的点来确定一条直线。

然后是平面。

平面就像是一张无限延展的平坦的纸,它没有厚度。

比如我们脚下的大地,如果忽略其起伏和凹凸不平,就可以近似地看作一个平面。

平面可以用一个点以及平面的法向量来表示,也可以用三个不共线的点来确定一个平面。

了解了点、直线和平面的基本概念后,接下来我们看看它们之间的位置关系。

点与直线的位置关系相对简单,点要么在直线上,要么不在直线上。

如果点在直线上,那么这个点的坐标满足直线的方程;如果点不在直线上,那么它的坐标就不满足直线的方程。

点与平面的位置关系也是类似,点要么在平面内,要么在平面外。

如果点在平面内,那么这个点的坐标满足平面的方程;如果点在平面外,那么它的坐标就不满足平面的方程。

直线与直线的位置关系就稍微复杂一些。

两条直线可能平行,也就是它们的方向向量相同,但位置不同,它们永远不会相交;两条直线也可能相交,即它们在空间中有一个共同的交点;还有一种特殊情况,就是两条直线重合,此时它们的方程完全相同,所有的点都相同。

空间点、直线、平面之间的位置关系

空间点、直线、平面之间的位置关系

空间点、直线、平面之间的位置关系一、基础知识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.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)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.直线l和平面α相交、直线l和平面α平行统称为直线l在平面α外,记作l⊄α.(2)平面与平面的位置关系有平行、相交两种情况.二、常用结论1.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.异面直线判定的一个定理过平面外一点和平面内一点的直线,与平面内不过该点的直线是异面直线.3.唯一性定理(1)过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行.(2)过直线外一点有且只有一个平面与已知直线垂直.(3)过平面外一点有且只有一个平面与已知平面平行.(4)过平面外一点有且只有一条直线与已知平面垂直.考点一平面的基本性质及应用B1C1D1中,E,F分[典例]如图所示,在正方体ABCD-A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∥A1B.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∈DA,∴CE,D1F,DA三线共点.[变透练清]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()解析:选D A,B,C图中四点一定共面,D中四点不共面.2.(变结论)若本例中平面BB1D1D与A1C交于点M,求证:B,M,D1共线.证明:连接BD1(图略),因为BD1与A1C均为正方体ABCD-A1B1C1D1的对角线,故BD1与A1C相交,则令BD1与A1C的交点为O,则B,O,D1共线,因为BD1⊂平面BB1D1D,故A1C与平面BB1D1D的交点为O,与M重合,故B,M,D1共线.考点二空间两直线的位置关系[典例](1)(优质试题·郑州模拟)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(2)G,N,M,H分别是下图中正三棱柱的顶点或所在棱的中点,则表示直线GH,MN是异面直线的图形的是________.(填序号)[解析](1)如图,取平面ABCD为α,平面ABFE为β.若直线CH为a,则a在α,β内的射影分别为CD,BE,此时CD,BE异面,即b,c异面,排除A;若直线GH为a,则a在α,β内的射影分别为CD,EF,此时CD,EF平行,即b,c平行,排除B;若直线BH为a,则a在α,β内的射影分别为BD,BE,此时BD,BE相交,即b,c 相交,排除C.综上所述选D.(2)图①中,直线GH∥MN;图②中,G,H,N三点共面,但M∉平面GHN,因此直线GH与MN异面;图③中,连接MG,GM∥HN,因此GH与MN共面;图④中,G,M,N共面,但H∉平面GMN,因此GH与MN异面.所以在图②④中,GH与MN异面.[答案](1)D(2)②④[题组训练]1.下列结论中正确的是()①在空间中,若两条直线不相交,则它们一定平行;②与同一直线都相交的三条平行线在同一平面内;③一条直线与两条平行直线中的一条相交,那么它也与另一条相交;④空间四条直线a,b,c,d,如果a∥b,c∥d,且a∥d,那么b∥c.A.①②③B.②④C.③④D.②③解析:选B①错,两条直线不相交,则它们可能平行,也可能异面;②显然正确;③错,若一条直线和两条平行直线中的一条相交,则它和另一条直线可能相交,也可能异面;④由平行直线的传递性可知正确.故选B.2.如图,在正方体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.其中正确结论的序号为________.解析:直线AM与CC1是异面直线,直线AM与BN也是异面直线,所以①②错误.点B,B1,N在平面BB1C1C中,点M在此平面外,所以BN,MB1是异面直线.同理AM,DD1也是异面直线.答案:③④[课时跟踪检测]1.(优质试题·衡阳模拟)若直线l与平面α相交,则()A.平面α内存在直线与l异面B.平面α内存在唯一一条直线与l平行C.平面α内存在唯一一条直线与l垂直D.平面α内的直线与l都相交解析:选A当直线l与平面α相交时,这条直线与该平面内任意一条不过交点的直线均为异面直线,故A正确;该平面内不存在与直线l平行的直线,故B错误;该平面内有无数条直线与直线l垂直,所以C错误,平面α内的直线与l可能异面,故D错误,故选A.2.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是线段BC,CD1的中点,则直线A1B与直线EF的位置关系是()A.相交B.异面C.平行D.垂直解析:选A由BC綊AD,AD綊A1D1,知BC綊A1D1,从而四边形A1BCD1是平行四边形,所以A1B∥CD1,又EF⊂平面A1BCD1,EF∩D1C=F,故A1B与EF相交.3.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.必要不充分条件B.充分不必要条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析:选B直线a,b分别在两个不同的平面α,β内,则由“直线a和直线b相交”可得“平面α和平面β相交”,反之不成立.所以“直线a和直线b 相交”是“平面α和平面β相交”的充分不必要条件.故选B.4.设四棱锥P-ABCD的底面不是平行四边形,用平面α去截此四棱锥(如图),使得截面四边形是平行四边形,则这样的平面α()A.不存在B.只有1个C.恰有4个D.有无数多个解析:选D设四棱锥的两组不相邻的侧面的交线为m,n,直线m,n确定了一个平面β.作与β平行的平面α,与四棱锥的各个侧面相交,则截得的四边形必为平行四边形,而这样的平面α有无数多个.5.在空间四边形ABCD各边AB,BC,CD,DA上分别取E,F,G,H四点,如果EF,GH相交于点P,那么()A.点P必在直线AC上B.点P必在直线BD上C.点P必在平面DBC内D.点P必在平面ABC外解析:选A如图,因为EF⊂平面ABC,而GH⊂平面ADC,且EF和GH 相交于点P,所以点P在两平面的交线上,因为AC是两平面的交线,所以点P 必在直线AC上.6.如图,在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,既与AB共面又与CC1共面的棱有________条.解析:依题意,与AB和CC1都相交的棱有BC;与AB相交且与CC1平行有棱AA1,BB1;与AB平行且与CC1相交的棱有CD,C1D1.故符合条件的有5条.答案:57.在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,E,F分别为侧棱PC,PB的中点,则EF与平面P AD的位置关系为________,平面AEF与平面ABCD 的交线是________.解析:由题易知EF ∥BC ,BC ∥AD ,所以EF ∥AD ,故EF ∥平面P AD ,因为EF ∥AD ,所以E ,F ,A ,D 四点共面,所以AD 为平面AEF 与平面ABCD 的交线. 答案:平行 AD8.如图所示,在空间四边形ABCD 中,点E ,H 分别是边AB ,AD 的中点,点F ,G 分别是边BC ,CD 上的点,且CF CB =CG CD =23,有以下四个结论.①EF 与GH 平行;②EF 与GH 异面;③EF 与GH 的交点M 可能在直线AC 上,也可能不在直线AC 上; ④EF 与GH 的交点M 一定在直线AC 上.其中正确结论的序号为________.解析:如图所示.连接EH ,FG ,依题意,可得EH ∥BD ,FG ∥BD ,故EH ∥FG ,所以E ,F ,G ,H 共面.因为EH =12BD ,FG =23BD ,故EH ≠FG ,所以EFGH 是梯形,EF 与GH 必相交,设交点为M .因为点M 在EF 上, 故点M 在平面ACB 上.同理,点M 在平面ACD 上,所以点M 是平面ACB 与平面ACD 的交点,又AC 是这两个平面的交线,所以点M 一定在直线AC 上.答案:④9.如图所示,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M ,N 分别是A 1B 1,B 1C 1的中点.(1)AM 和CN 是否共面?说明理由;。

点直线平面之间的位置关系知识点总结

点直线平面之间的位置关系知识点总结

点、直线、平面之间的位置关系知识点总结立体几何知识点总结1.直线在平面内的判定1利用公理1:一直线上不重合的两点在平面内;则这条直线在平面内.2若两个平面互相垂直;则经过第一个平面内的一点垂直于第二个平面的直线在第一个平面内;即若α⊥β;A∈α;AB⊥β;则ABα.3过一点和一条已知直线垂直的所有直线;都在过此点而垂直于已知直线的平面内;即若A∈a;a⊥b;A∈α;b⊥α;则aα.4过平面外一点和该平面平行的直线;都在过此点而与该平面平行的平面内;即若Pα;P∈β;β∥α;P∈a;a∥α;则aβ.5如果一条直线与一个平面平行;那么过这个平面内一点与这条直线平行的直线必在这个平面内;即若a∥α;A∈α;A∈b;b∥a;则bα.2.存在性和唯一性定理1过直线外一点与这条直线平行的直线有且只有一条;2过一点与已知平面垂直的直线有且只有一条;3过平面外一点与这个平面平行的平面有且只有一个;4与两条异面直线都垂直相交的直线有且只有一条;5过一点与已知直线垂直的平面有且只有一个;6过平面的一条斜线且与该平面垂直的平面有且只有一个;7过两条异面直线中的一条而与另一条平行的平面有且只有一个;8过两条互相垂直的异面直线中的一条而与另一条垂直的平面有且只有一个.3.射影及有关性质1点在平面上的射影自一点向平面引垂线;垂足叫做这点在这个平面上的射影;点的射影还是点.2直线在平面上的射影自直线上的两个点向平面引垂线;过两垂足的直线叫做直线在这平面上的射影.和射影面垂直的直线的射影是一个点;不与射影面垂直的直线的射影是一条直线.3图形在平面上的射影一个平面图形上所有的点在一个平面上的射影的集合叫做这个平面图形在该平面上的射影.当图形所在平面与射影面垂直时;射影是一条线段;当图形所在平面不与射影面垂直时;射影仍是一个图形.4射影的有关性质从平面外一点向这个平面所引的垂线段和斜线段中:i射影相等的两条斜线段相等;射影较长的斜线段也较长;ii相等的斜线段的射影相等;较长的斜线段的射影也较长;iii垂线段比任何一条斜线段都短.4.空间中的各种角等角定理及其推论定理若一个角的两边和另一个角的两边分别平行;并且方向相同;则这两个角相等.推论若两条相交直线和另两条相交直线分别平行;则这两组直线所成的锐角或直角相等.异面直线所成的角1定义:a、b是两条异面直线;经过空间任意一点O;分别引直线a′∥a;b′∥b;则a′和b′所成的锐角或直角叫做异面直线a和b所成的角.2取值范围:0°<θ≤90°.3求解方法①根据定义;通过平移;找到异面直线所成的角θ;②解含有θ的三角形;求出角θ的大小.5.直线和平面所成的角1定义和平面所成的角有三种:i垂线面所成的角的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角;叫做这条直线和这个平面所成的角.ii垂线与平面所成的角直线垂直于平面;则它们所成的角是直角.iii一条直线和平面平行;或在平面内;则它们所成的角是0°的角.2取值范围0°≤θ≤90°3求解方法①作出斜线在平面上的射影;找到斜线与平面所成的角θ.②解含θ的三角形;求出其大小.③最小角定理斜线和平面所成的角;是这条斜线和平面内经过斜足的直线所成的一切角中最小的角;亦可说;斜线和平面所成的角不大于斜线与平面内任何直线所成的角.6.二面角及二面角的平面角1半平面直线把平面分成两个部分;每一部分都叫做半平面.2二面角条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角.这条直线叫做二面角的棱;这两个平面叫做二面角的面;即二面角由半平面一棱一半平面组成.若两个平面相交;则以两个平面的交线为棱形成四个二面角.二面角的大小用它的平面角来度量;通常认为二面角的平面角θ的取值范围是0°<θ≤180°3二面角的平面角①以二面角棱上任意一点为端点;分别在两个面内作垂直于棱的射线;这两条射线所组成的角叫做二面角的平面角.如图;∠PCD是二面角α-AB-β的平面角.平面角∠PCD的大小与顶点C在棱AB上的位置无关.②二面角的平面角具有下列性质:i二面角的棱垂直于它的平面角所在的平面;即AB⊥平面PCD.ii从二面角的平面角的一边上任意一点异于角的顶点作另一面的垂线;垂足必在平面角的另一边或其反向延长线上.iii二面角的平面角所在的平面与二面角的两个面都垂直;即平面PCD⊥α;平面PCD⊥β.③找或作二面角的平面角的主要方法.i定义法ii垂面法iii三垂线法Ⅳ根据特殊图形的性质4求二面角大小的常见方法①先找或作出二面角的平面角θ;再通过解三角形求得θ的值.②利用面积射影定理S′=S·cosα其中S为二面角一个面内平面图形的面积;S′是这个平面图形在另一个面上的射影图形的面积;α为二面角的大小.③利用异面直线上两点间的距离公式求二面角的大小.7.空间的各种距离点到平面的距离1定义面外一点引一个平面的垂线;这个点和垂足间的距离叫做这个点到这个平面的距离.2求点面距离常用的方法:1直接利用定义求①找到或作出表示距离的线段;②抓住线段所求距离所在三角形解之.2利用两平面互相垂直的性质.即如果已知点在已知平面的垂面上;则已知点到两平面交线的距离就是所求的点面距离.3体积法其步骤是:①在平面内选取适当三点;和已知点构成三棱锥;②求出此三棱锥的体积V和所取三点构成三角形的面积S;③由V=S·h;求出h即为所求.这种方法的优点是不必作出垂线即可求点面距离.难点在于如何构造合适的三棱锥以便于计算.4转化法将点到平面的距离转化为平行直线与平面的距离来求.8.直线和平面的距离1定义一条直线和一个平面平行;这条直线上任意一点到平面的距离;叫做这条直线和平面的距离.2求线面距离常用的方法①直接利用定义求证或连或作某线段为距离;然后通过解三角形计算之.②将线面距离转化为点面距离;然后运用解三角形或体积法求解之.③作辅助垂直平面;把求线面距离转化为求点线距离.9.平行平面的距离1定义个平行平面同时垂直的直线;叫做这两个平行平面的公垂线.公垂线夹在两个平行平面间的部分;叫做这两个平行平面的公垂线段.两个平行平面的公垂线段的长度叫做这两个平行平面的距离.2求平行平面距离常用的方法①直接利用定义求证或连或作某线段为距离;然后通过解三角形计算之.②把面面平行距离转化为线面平行距离;再转化为线线平行距离;最后转化为点线面距离;通过解三角形或体积法求解之.10.异面直线的距离1定义条异面直线都垂直相交的直线叫做两条异面直线的公垂线.两条异面直线的公垂线在这两条异面直线间的线段的长度;叫做两条异面直线的距离.任何两条确定的异面直线都存在唯一的公垂线段.2求两条异面直线的距离常用的方法①定义法题目所给的条件;找出或作出两条异面直线的公垂线段;再根据有关定理、性质求出公垂线段的长.此法一般多用于两异面直线互相垂直的情形.②转化法为以下两种形式:线面距离面面距离③等体积法④最值法⑤射影法⑥公式法。

高中数学立体几何知识点总结(全)

高中数学立体几何知识点总结(全)

高中数学立体几何知识点总结(全)垂直直线:两条直线的夹角为90度。

XXX.三.点与平面的位置关系点在平面上:点在平面内部;点在平面外:点在平面的一侧;点在平面上方或下方:需要指定一个方向向量,点在平面的哪一侧就取决于该方向向量与平面法向量的夹角。

四.直线与平面的位置关系直线在平面上:直线的每一点都在平面上;直线在平面内部:直线与平面没有交点;直线与平面相交:直线与平面有且只有一个交点;直线平行于平面:直线与平面没有交点,且方向向量与平面法向量垂直。

改写后:一、空间几何体的三视图空间几何体的三视图包括正视图、侧视图和俯视图。

其中,正视图是指从几何体的前面向后面正投影得到的投影图,反映了物体的高度和长度;侧视图是指从几何体的左面向右面正投影得到的投影图,反映了物体的高度和宽度;俯视图是指从几何体的上面向下面正投影得到的投影图,反映了物体的长度和宽度。

在三视图中,长对正,高平齐,宽相等是反映长、宽、高特点的简洁表述。

二、空间几何体的直观图斜二测画法是一种用于绘制空间几何体直观图的方法。

基本步骤包括建立适当的直角坐标系xOy,建立斜坐标系x'O'y',并画出对应图形。

在直观图中,已知图形平行于X轴的线段画成平行于X'轴,长度不变;已知图形平行于Y轴的线段画成平行于Y'轴,长度变为原来的一半。

直观图与原图形的面积关系是直观图面积为原图形面积的四分之一。

三、空间几何体的表面积与体积圆柱、圆锥、圆台的侧面积分别为2πrl、πrl和πr(l+R),其中r表示底面半径,l表示母线长度,R表示上底面半径。

圆柱、圆锥、圆台的体积分别为Sh、S/3h和S(h/3),其中S为底面积,h为高度。

球的表面积和体积分别为4πR²和(4/3)πR³。

四、点、直线、平面之间的位置关系平面的基本性质包括三条公理,分别是公理1、公理2和公理3.直线与直线的位置关系有相交、平行和垂直;点与平面的位置关系有在平面上、在平面内部、在平面外部、在平面上方或下方;直线与平面的位置关系有在平面上、在平面内部、相交和平行。

【新人教版】数学必修二第八章 8.4.2空间点、直线、平面之间的位置关系

【新人教版】数学必修二第八章 8.4.2空间点、直线、平面之间的位置关系

【新人教版】数学必修二第八单元8.4.2 空间点、直线、平面之间的位置关系学习目标 1.了解空间两直线间的位置关系.2.理解空间直线与平面的位置关系.3.掌握空间平面与平面的位置关系.知识点一空间两直线的位置关系1.异面直线(1)定义:不同在任何一个平面内的两条直线.(2)异面直线的画法(衬托平面法)如图①②③所示,为了表示异面直线不共面的特点,作图时,通常用一个或两个平面来衬托.(3)判断两直线为异面直线的方法①定义法;②两直线既不平行也不相交.2.空间两条直线的三种位置关系⎩⎪⎨⎪⎧共面直线⎩⎪⎨⎪⎧相交直线:在同一平面内,有且只有一个公共点平行直线:在同一平面内,没有公共点异面直线:不同在任何一个平面内,没有公共点知识点二直线与平面的位置关系位置关系直线a在平面α内直线a在平面α外直线a与平面α相交直线a与平面α平行公共点有无数个公共点只有1个公共点没有公共点符合表示a⊂αa∩α=A a∥α图形表示知识点三平面与平面的位置关系位置关系两平面平行两平面相交公共点没有公共点有无数个公共点(在一条直线上)符号表示α∥βα∩β=l图形表示思考平面平行有传递性吗?答案有若α,β,γ为三个不重合的平面,且α∥β,β∥γ,则α∥γ.1.分别在两个平面内的两条直线一定是异面直线.(×)2.两条直线无公共点,则这两条直线平行.(×)3.若直线l上有无数个点不在平面α内,则l∥α.(×)4.若两个平面都平行于同一条直线,则这两个平面平行.(×)一、两直线位置关系的判定例1如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,(1)直线A1B与直线D1C的位置关系是________;(2)直线A1B与直线B1C的位置关系是________;(3)直线D1D与直线D1C的位置关系是________;(4)直线AB与直线B1C的位置关系是________.答案(1)平行(2)异面(3)相交(4)异面解析(1)在长方体ABCD-A1B1C1D1中,A1D1∥BC,A1D1=BC,∴四边形A1BCD1为平行四边形,∴A1B∥D1C.(2)直线A1B与直线B1C不同在任何一个平面内.(3)直线D1D与直线D1C相交于点D1.(4)直线AB与直线B1C不同在任何一个平面内.反思感悟判断空间两条直线位置关系的决窍(1)建立空间观念全面考虑两条直线平行、相交和异面三种位置关系,特别关注异面直线.(2)重视长方体、正方体等常见几何体模型的应用,会举例说明两条直线的位置关系.跟踪训练1若a和b是异面直线,b和c是异面直线,则a和c的位置关系是()A.平行B.异面C.相交D.平行、相交或异面答案 D解析可借助长方体来判断.如图,在长方体ABCD-A′B′C′D′中,A′D′所在直线为a,AB所在直线为b,已知a和b是异面直线,b和c是异面直线,则c 可以是长方体ABCD-A′B′C′D′中的B′C′,CC′,DD′.故a和c可以平行、相交或异面.二、直线与平面的位置关系例2(1)若直线上有一点在平面外,则下列结论正确的是()A.直线上所有的点都在平面外B.直线上有无数多个点都在平面外C.直线上有无数多个点都在平面内D.直线上至少有一个点在平面内(2)下列命题中正确的个数是()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和平面α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和平面α满足a∥b,a∥α,b⊄α,那么b∥α.A.0B.1C.2D.3答案(1)B(2)B解析(1)直线上有一点在平面外,则直线不在平面内,故直线上有无数多个点在平面外.(2)如图,在正方体ABCD-A′B′C′D′中,AA′∥BB′,AA′在过BB′的平面ABB′A′内,故命题①不正确;AA′∥平面BCC′B′,BC⊂平面BCC′B′,但AA′不平行于BC,故命题②不正确;假设b与α相交,因为a∥b,所以a与α相交,这与a∥α矛盾,故b∥α,即命题③正确.故选B.反思感悟在判断直线与平面的位置关系时,三种情形都要考虑到,避免疏忽或遗漏,另外,我们可以借助空间几何图形,把要判断关系的直线、平面放在某些具体的空间图形中,便于作出正确判断,避免凭空臆断.跟踪训练2下列说法:①若直线l平行于平面α内的无数条直线,则l∥α;②若直线a在平面α外,则a∥α;③若直线a∥b,b⊂α,那么直线a平行于平面α内的无数条直线.其中正确的个数为()A.0B.1C.2D.3答案 B解析对于①,∵直线l虽与平面α内无数条直线平行,但l有可能在平面α内,∴l不一定平行于α,①错误;对于②,∵直线a在平面α外包括两种情况:a∥α和a与α相交,∴a和α不一定平行,②错误;对于③,∵a∥b,b⊂α,那么a⊂α或a∥α,a与平面α内的无数条直线平行,③正确.三、平面与平面的位置关系例3在以下三个命题中,正确的命题是()①平面α内有两条直线和平面β平行,那么这两个平面平行;②平面α内有无数条直线和平面β平行,则α与β平行;③在平面α,β内分别有一条直线,这两条直线互相平行,那么这两个平面平行或相交.A.①②B.②③C.③D.①③答案 C解析如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,对于①,平面AA1D1D 中,AD∥平面A1B1C1D1,分别取AA1,DD1的中点E,F,连接EF,则EF∥平面A1B1C1D1,但平面AA1D1D与平面A1B1C1D1是相交的,交线为A1D1,故命题①错;对于②,平面AA1D1D中,与平面A1B1C1D1平行的直线有无数条,但平面AA1D1D与平面A1B1C1D1不平行,而是相交于直线A1D1,故命题②错.命题③是正确的.反思感悟利用正方体(或长方体)这个“百宝箱”能有效地判断与两个平面的位置关系有关命题的真假,另外先假设所给定的结论成立,看是否能推出矛盾,也是一种判断两平面位置关系的有效方法.跟踪训练3已知两平面α,β平行,且a⊂α,下列四个命题:①a与β内的所有直线平行;②a与β内无数条直线平行;③直线a与β内任何一条直线都不垂直;④a与β无公共点.其中正确命题的个数是()A.1B.2C.3D.4答案 B解析①中a不能与β内的所有直线平行而是与无数条直线平行,有一些是异面,故①错误;②正确;③中直线a与β内的无数条直线垂直,故③错误;④根据定义a与β无公共点,故④正确.1.如果直线a∥平面α,那么直线a与平面α内的(请选择最贴切的)()A.一条直线不相交B.两条直线不相交C.无数条直线不相交D.任意一条直线不相交答案 D解析直线a∥平面α,则a与α无公共点,a与α内的直线均不相交.2.与两个相交平面的交线平行的直线和这两个平面的位置关系是()A.都平行B.都相交C.在两个平面内D.至少与其中一个平面平行答案 D解析这条直线与两个平面的交线平行,有两种情形,其一是分别与这两个平面平行,其二是在一个平面内且平行于另一个平面,符合至少与一个平面平行.3.下列命题中,正确的有()①平行于同一直线的两条直线平行;②平行于同一条直线的两个平面平行;③平行于同一个平面的两个平面平行.A.0个B.1个C.2个D.3个答案 C4.过平面外两点作该平面的平行平面,可以作()A.0个B.1个C.0个或1个D.1个或2个答案 C解析平面外两点的连线与已知平面的位置关系有两种情况:①直线与平面相交,可以作0个平行平面;②直线与平面平行,可以作1个平行平面.5.下列命题:①两个平面有无数个公共点,则这两个平面重合;②若l,m是异面直线,l∥α,m∥β,则α∥β.其中错误命题的序号为________.答案①②解析对于①,两个平面相交,则有一条交线,也有无数多个公共点,故①错误;对于②,借助于正方体ABCD-A1B1C1D1,AB∥平面DCC1D1,B1C1∥平面AA1D1D,又AB与B1C1异面,而平面DCC1D1与平面AA1D1D相交,故②错误.1.知识清单:(1)两直线的位置关系.(2)直线与平面的位置关系.(3)平面与平面的位置关系.2.方法归纳:举反例、特例.3.常见误区:异面直线的判断.1.若空间两条直线a和b没有公共点,则a与b的位置关系是()A.共面B.平行C.异面D.平行或异面答案 D解析若直线a和b共面,则由题意可知a∥b;若a和b不共面,则由题意可知a与b是异面直线.2.与同一平面平行的两条直线()A.平行B.相交C.异面D.平行、相交或异面答案 D解析与同一平面平行的两条直线的位置关系有三种情况:平行、相交或异面.3.棱柱的一条侧棱所在的直线与不含这条侧棱的侧面所在平面的位置关系是()A.平行B.相交C.平行或相交D.无法确定答案 A4.长方体的一条体对角线与长方体的棱所组成的异面直线有()A.2对B.3对C.6对D.12对答案 C解析如图所示,在长方体中没有与体对角线平行的棱,要求与长方体体对角线AC1异面的棱所在的直线,只要去掉与AC1相交的六条棱,其余的都与体对角线异面,∴与AC1异面的棱有BB1,A1D1,A1B1,BC,CD,DD1,∴长方体的一条体对角线与长方体的棱所组成的异面直线有6对,故选C.5.(多选)以下四个命题中正确的有()A.三个平面最多可以把空间分成八部分B.若直线a⊂平面α,直线b⊂平面β,则“a与b相交”与“α与β相交”等价C.若α∩β=l,直线a⊂平面α,直线b⊂平面β,且a∩b=P,则P∈lD.若n条直线中任意两条共面,则它们共面答案AC解析对于A,正确;对于B,逆推“α与β相交”推不出“a与b 相交”,也可能a∥b,故B错误;对于C,正确;对于D,反例:正方体的侧棱任意两条都共面,但这4条侧棱却不共面,故D错误.所以正确的是AC.6.若点A∈α,B∉α,C∉α,则平面ABC与平面α的位置关系是________. 答案相交解析∵点A∈α,B∉α,C∉α,∴平面ABC与平面α有公共点,且不重合,∴平面ABC与平面α的位置关系是相交.7.如果空间的三个平面两两相交,则下列判断正确的是________(填序号).①不可能只有两条交线;②必相交于一点;③必相交于一条直线;④必相交于三条平行线.答案①解析空间的三个平面两两相交,可能只有一条交线,也可能有三条交线,这三条交线可能交于一点.8.在下列图中,G,H,M,N分别是正三棱柱的顶点或所在棱的中点,则表示直线GH,MN是异面直线的图形有________.(填上所有正确答案的序号)答案②④解析题图①中,GH∥MN;题图②中,G,H,N三点共面,但M∉平面GHN,所以GH与MN异面;题图③中,连接GM,则GM∥HN,所以GH与MN共面;题图④中,G,M,N共面,但H∉平面GMN,所以GH与MN异面.9.如图所示,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,直线B1D1与长方体的六个面之间的位置关系如何?解B1D1在平面A1C1内,B1D1与平面BC1,平面AB1,平面AD1,平面CD1都相交,B1D1与平面AC平行.10.如图,平面α,β,γ满足α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b,判断a与b,a与β的位置关系并证明你的结论.解a∥b,a∥β.证明如下:由α∩γ=a知a⊂α且a⊂γ,由β∩γ=b知b⊂β且b⊂γ,∵α∥β,a⊂α,b⊂β,∴a,b无公共点.又∵a⊂γ且b⊂γ,∴a∥b.∵α∥β,∴α与β无公共点.又a⊂α,∴a与β无公共点,∴a∥β.11.三棱台的一条侧棱所在直线与其对面所在的平面之间的关系是()A.相交B.平行C.直线在平面内D.平行或直线在平面内答案 A解析延长各侧棱可恢复成棱锥的形状,所以三棱台的一条侧棱所在直线与其对面所在的平面相交.12.若平面α与β的公共点多于两个,则()A.α,β可能只有三个公共点B.α,β可能有无数个公共点,但这无数个公共点不在一条直线上C.α,β一定有无数个公共点D.以上均不正确答案 C解析若平面α与β的公共点多于两个,则平面α与β相交或重合,故C项正确.13.在四棱锥P-ABCD中,各棱所在的直线互相异面的有________对.答案8解析以底边所在直线为准进行考察,因为四边形ABCD是平面图形,4条边在同一平面内,不可能组成异面直线,而每一边所在直线能与2条侧棱所在直线组成2对异面直线,所以共有4×2=8(对)异面直线.14.已知下列说法:①若两个平面α∥β,a⊂α,b⊂β,则a∥b;②若两个平面α∥β,a⊂α,b⊂β,则a与b是异面直线;③若两个平面α∥β,a⊂α,b⊂β,则a与b平行或异面;④若两个平面α∩β=b,a⊂α,则a与β一定相交.其中正确的序号是____________.答案③解析①错,a与b也可能异面;②错,a与b也可能平行;③正确,∵α∥β,∴α与β无公共点,又∵a⊂α,b⊂β,∴a与b无公共点,那么a∥b或a与b异面;④错,a与β也可能平行.15.如图是一个正方体的展开图,则在原正方体中()A.AB∥CDB.AD∥EFC.CD∥GHD.AB∥GH答案 C解析把正方体的展开图还原成正方体,得到如图所示的正方体,由正方体性质得,AB与CD相交,AD与EF异面,CD与GH平行,AB与GH异面. 16.如图,已知平面α和β相交于直线l,点A∈α,点B∈α,点C∈β,且A∉l,B∉l,C∉l,直线AB与l不平行,那么平面ABC与平面β的交线与l有什么关系?证明你的结论.解平面ABC与平面β的交线与l相交.证明如下:∵AB与l不平行,且AB⊂α,l⊂α,∴AB与l是相交直线.设AB∩l=P,则点P∈AB,点P∈l.又∵AB⊂平面ABC,l⊂β,∴P∈平面ABC且P∈平面β,即点P是平面ABC与平面β的一个公共点,而点C也是平面ABC与平面β的一个公共点,又∵P,C不重合,∴直线PC就是平面ABC与平面β的交线,即平面ABC∩平面β=直线PC,而直线PC∩l=P,∴平面ABC与平面β的交线与l相交.。

空间点,直线,平面之间的位置关系

空间点,直线,平面之间的位置关系

空间点、直线、平面之间的位置关系(知识点)一、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.符号语言:,,l B l A ∈∈且.,ααα⊂⇒∈∈l B A图形语言:公理2 过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.图形语言:ABC ∆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过该点的公共直线. 符号语言:,,l P P =⋂⇒∈∈βαβα且.l P ∈公理4 平行于同一条直线的两条直线互相平行.符号语言:.////,//c a c b b a ⇒二、三个角的定义三角为:异面直线所成的角,线面角,二面角.1 异面直线所成的角:已知两条异面直线b a ,,经过空间任一点O 作直线,//,//b b a a ''把b a ''与所成的锐角(或直角)叫做异面直线b a ,所成的角(或夹角).2 线面角:平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角,叫做这条直线和这个平面所成的角.图形语言:3 二面角: 在二面角βα--l 的棱l 上任取一点O ,以点O 为垂直,在半平面 α和β内分别作垂直于棱l 的射线OA 和OB ,则射线OA 和OB 构成的AOB ∠叫做二面角的平面角. 图形语言:三、判定定理和性质定理1 线面平行的判定定理文字语言: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.符合语言:.//,//,,αααa b a b a ⇒⎪⎩⎪⎨⎧⊂⊄2 面面平行的判定定理文字语言:一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行.符合语言:.//////αβααββ⇒⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫=⋂⊂⊂b a P b a b a3 线面平行的性质定理文字语言:一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行.符合语言:.//,,,//b a b a a ⇒⎪⎩⎪⎨⎧=⋂⊂βαβα图形语言: 定理:平面外两条平行直线中的一条平行于这个平面,则另一条直线也平行于这个平面.符合语言:.//////αααb b a b a ⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊄4 面面平行的性质定理文字语言:两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行.符合语言:.////b a b a ⇒⎪⎭⎪⎬⎫=⋂=⋂γβγαβα定理:夹在两个平行平面间的平行线段相等.5 线面垂直的判定定理文字语言:一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直.符合语言:.,αα⊥⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=⋂⊂⊥⊥a O c b c b c a ba 定理:两平行直线中一条垂直于一个平面,则另一条直线也垂直这个平面. 符合语言:.//αα⊥⇒⎭⎬⎫⊥b a b a6 面面垂直的判定定理文字语言:一个平面过另一个平面的垂线,则这两个平面垂直.符合语言:.βααβ⊥⇒⎭⎬⎫⊂⊥aa7 线面垂直的性质定理文字语言:垂直于同一个平面的两条直线平行.符合语言:.//baba⇒⎭⎬⎫⊥⊥αα定理:垂直于同一条直线的两个平面平行.符合语言:βαβα//⇒⎭⎬⎫⊥⊥aa.定理:一条直线垂直于一个平面,则这条直线垂直这个平面内的任意一条直线.符合语言:.baba⊥⇒⎭⎬⎫⊂⊥αα8 面面垂直的性质定理文字语言: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.符合语言:βαβαβα⊥⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⊥⊂=⋂⊥alaal.定理:两个相交平面都垂直第三个平面,则两个相交平面的交线也垂直于第三个平面.符合语言:.γβαγβγα⊥⇒⎪⎭⎪⎬⎫=⋂⊥⊥ll。

空间点线面之间的位置关系

空间点线面之间的位置关系

空间点线面之间的位置关系一、平面1.平面的概念:平面是一个不加定义,只需理解的原始概念.立体几何里所说的的平面是从现实生活中常见的平面抽象出来的.常见的桌面、平静的水面等都给我们以平面的局部形象.平面是理想的、绝对的平且无大小,无厚度,不可度量. 2.平面的表示方法:(1)一个平面: 当平面是水平放置的时候,通常把平行四边形的锐角画成45,横边画成邻边的2倍长,如右图. (2)两个相交平面:画两个相交平面时,通常要化出它们的交线,当一个平面的一部分被另一个平面遮住,应把被遮住部分的线段画成虚线或不画(如下图)3. 运用集合观点准确使用图形语言、符号语言和文字语言空间图形的基本元素是点、直线、平面线、平面看成是点的集合,因此还可借用集合中的符号语言来表示点、线、面的基本位置关系如下表所示:αBAβαABαβαβBAAβαBA α∈ 点A 在平面α内A α∉ 点A 不在平面α内b a Aa b A =直线a 、b 交于A 点a α⊂直线a 在平面α内a α=∅ 直线a 与平面α无公共点a A α=直线a 与平面α交于点Al αβ= 平面α、β相交于直线l二、平面的基本性质1. 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推理模式:A AB B ααα∈⎫⇒⊂⎬∈⎭. 如图示:或者:∵,A B αα∈∈,∴AB α⊂ 公理1的作用:①判定直线是否在平面内;②判定点是否在平面内; ③检验面是否是平面.2. 公理2 经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面推理模式:,, ,,,,A B C A B C A B C ααβ⎫⎪∈⇒⎬⎪∈⎭不共线与β重合或者:∵,,A B C 不共线,∴存在唯一的平面α,使得,,A B C α∈. 推论1:经过一条直线和这条直线外的一点,有且只有一个平面;BA αAαAαaαaαa Aα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.(1)以上是确定平面的四个不同的条件,是判断两个平面重合的依据,是证明点线共面的依据,也是作截面、辅助面的依据.(2)“有且只有一个”的含义要准确理解.这里的“有”是说图形的存在,“只有一个”是说图形唯一.因此,在证明有关这类语句的命题时,要从“存在性”和“唯一性”两方面来论证. 2. 公理3 如果两个不重合的平面有一个公共点,有且只有一条过该点的公共直线推理模式:A A l A ααββ∈⎫⇒∈=⎬∈⎭如图示:或者:∵,A A αβ∈∈,∴,l A l αβ=∈公理3的作用:(1)判断两个平面是否相交及交线位置; (2)判断点是否在线上 1、证明空间三点共线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。

空间中直线与平面之间的位置关系

空间中直线与平面之间的位置关系

空间中直线与平面之间的位置关系文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]空间中直线与平面之间的位置关系知识点一 直线与平面的位置关系1、直线和平面平行的定义如果一条直线和一个平面没有公共点,那么这条直线和这个平面平行。

2、直线与平面位置关系的分类(1)直线与平面位置关系可归纳为(2)在直线和平面的位置关系中,直线和平面平行,直线和平面相交统称直线在平面外,我们用记号α⊄a 来表示a ∥α和A a =α 这两种情形.(3)直线与平面位置关系的图形画法:①画直线a 在平面α内时,表示直线α的直线段只能在表示平面α的平行四边形内,而不能有部分在这个平行四边形之外,这是因为这个用来表示平面的平行四边形的四周应是无限延伸而没有边界的,因而这条直线不可能有某部分在某外;②在画直线a 与平面α相交时,表示直线a 的线段必须有部分在表示平面a 的平行四边形之外,这样既能与表示直线在平面内区分开来,又具有较强的立体感;③画直线与平面平行时,最直观的画法是用来表示直线的线在用来表示平面的平行四边形之外,且与某一边平行。

例1、下列命题中正确的命题的个数为 。

①如果一条直线与一平面平行,那么这条直线与平面内的任意一条直线平行;②如果一条直线与一平面相交,那么这条直线与平面内的无数条直线垂直;③过平面外一点有且只有一条直线与平画平行;④一条直线上有两点到一个平面的距离相等,则这条直线平行于这个平面。

变式1、下列说法中正确的是 。

①直线l平行于平面α内无数条直线,则lααααbα⊂答案:B⊂bαα⊂变式3、若直线l上有两个点到平面α的距离相等,讨论直线l与平面α的位置关系.图3解:直线l与平面α的位置关系有两种情况(如图3),直线与平面平行或直线与平面相交.例2、若两条相交直线中的一条在平面α内,讨论另一条直线与平面α的位置关系.解:如图5,另一条直线与平面α的位置关系是在平面内或与平面相交.图5用符号语言表示为:若a∩b=A,b⊂α,则a⊂α或a∩α=A.变式1、若两条异面直线中的一条在平面α内,讨论另一条直线与平面α的位置关系.分析:如图6,另一条直线与平面α的位置关系是与平面平行或与平面相交.图6用符号语言表示为:若a与b异面,a⊂α,则b∥α或b∩α=A.例3、若直线a不平行于平面α,且a⊄α,则下列结论成立的是( )A.α内的所有直线与a异面B.α内的直线与a都相交C.α内存在唯一的直线与a平行D.α内不存在与a平行的直线分析:如图7,若直线a不平行于平面α,且a⊄α,则a与平面α相交.图7例如直线A′B与平面ABCD相交,直线AB、CD在平面ABCD内,直线AB与直线A′B 相交,直线CD 与直线A′B 异面,所以A 、B 都不正确;平面ABCD内不存在与a 平行的直线,所以应选D.变式1、不在同一条直线上的三点A 、B 、C 到平面α的距离相等,且A ∉α,以下三个命题:①△ABC 中至少有一条边平行于α;②△ABC 中至多有两边平行于α;③△ABC中只可能有一条边与α相交. 其中真命题是_____________.分析:如图8,三点A 、B 、C 可能在α的同侧,也可能在α两侧,图8其中真命题是①.变式2、若直线a ⊄α,则下列结论中成立的个数是( )(1)α内的所有直线与a 异面 (2)α内的直线与a 都相交 (3)α内存在唯一的直线与a平行 (4)α内不存在与a 平行的直线分析:∵直线a ⊄α,∴a ∥α或a∩α=A.如图9,显然(1)(2)(3)(4)都有反例,所以应选A.图9答案:A.知识点二 直线与平面平行1、直线与平面平行的判定定理:如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行。

(完整)空间点线面之间位置关系知识点总结,推荐文档

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2.1.3 — 2.1.4 空间中直线与平面、平面与平面之间的位置关系
①柱体的体积 V S底 h
②锥体的体积
V
1 3 S底
h
③台体的体积
V 13(S上上 S S下下 S ) h
④球体的体积V 4 R3 3
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
画三视图的原则: 长对齐、高对齐、宽相等
2.1.2 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;
β
P
α ·L
3.直观图:直观图通常是在平行投影下画出的空间图形。
共面直 平行直线:同一平面内,没有公共点;
4.斜二测法:在坐标系 x 'o ' y ' 中画直观图时,已知图形中平行于坐标轴的线段保持平行性不变,平行于 x
的四个顶点或者相对的两个顶点的大写字母来表示,如平面 AC、平面 ABCD 等。
(1)多面体——由若干个平面多边形围成的几何体.
3 三个公理:
旋转体——把一个平面图形绕它所在平面内的一条定直线旋转形成的封闭几何体。其中,这条定直 (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
(1)若 A1B2 A2B1 0 ,两直线相交;
(2)若 A1B2 A2B1 0 ,两直线平行或重合;
(3)若 A1A2 B1B2 0 ,若两直线垂直。
10.点 (x1, y1)和(的x2中, y点2 ) 坐标是

位置关系知识点总结

位置关系知识点总结

位置关系知识点总结位置关系学问点总结第一篇空间点、直线、平面之间的位置关系以下学问点需要我们去理解,记忆。

1、数学所说的直线是无限延长的,没有起点,也没有终点。

2、数学所说的平面是无限延长的,没有起始线,也没有终点线。

3、公理1 假如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。

4、过不在同始终线上的三点,有且只有一个平面。

5、假如两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一个过该点的公共直线。

6、平行于同一条直线的两条直线平行。

7、直线在平面内,因为直线上有很多多个点,平面上也有很多多个点,因此用子集的符号表示直线在平面内。

8、直线与平面的位置关系,直线与直线的位置关系是本节课的重点和难点。

9、做位置关系的题目,可以借助实物,直观理解。

一、直线与方程考试内容及考试要求考试内容:直线的倾斜角和斜率;直线方程的点斜式和两点式;直线方程的一般式;两条直线平行与垂直的条件;两条直线的交角;点到直线的距离;考试要求:理解直线的倾斜角和斜率的概念,把握过两点的直线的斜率公式,把握直线方程的点斜式、两点式、一般式,并能依据条件娴熟地求出直线方程。

把握两条直线平行与垂直的条件,两条直线所成的角和点到直线的距离公式能够依据直线的方程推断两条直线的位置关系。

位置关系学问点总结第二篇直线、平面平行的判定及其性质直线与平面平行的判定定理:平面外的一条直线与平面内的一条直线平行,则该直线和这个平面平行.稳固深化练习:如图,四棱锥A—DBCE中,O为底面正方形DBCE对角线的交点,F为AE的中点.,求证:AB//平面教师点评,规范步骤,强调判定定理三条件,缺一不行.小组协作合作探究:如图,正方体中,P 是棱A1B1的中点,过点P 在正方体外表画一条直线使之与截面A1BCD1平行.教师引导小组商量,并进行各小组指导,最终汇总点评,总结关键点.如图,在正方体中,E为的中点,试推断与平面AEC的位置关系,并说明理由.位置关系学问点总结第三篇直线与方程(1)直线的倾斜角定义:x轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角.特殊地,当直线与x轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0度.因此,倾斜角的取值范围是0°≤α<180°(2)直线的斜率①定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率.直线的斜率常用k表示.即.斜率反映直线与轴的倾斜程度.当时,;当时,;当时,不存在.②过两点的直线的斜率公式:留意下面四点:(1)当时,公式右边无意义,直线的斜率不存在,倾斜角为90°;(2)k与P1、P2的顺序无关;(3)以后求斜率可不通过倾斜角而由直线上两点的坐标直接求得;(4)求直线的倾斜角可由直线上两点的坐标先求斜率得到.(3)直线方程①点斜式:直线斜率k,且过点留意:当直线的斜率为0°时,k=0,直线的方程是当直线的斜率为90°时,直线的斜率不存在,它的方程不能用点斜式表示.但因l上每一点的横坐标都等于x1,所以它的方程是②斜截式:,直线斜率为k,直线在y轴上的截距为b③两点式:()直线两点,④截矩式:其中直线与轴交于点,与轴交于点,即与轴、轴的截距分别为.⑤一般式:(A,B不全为0)留意:各式的适用范围特别的方程如:(4)平行于x轴的直线:(b为常数);平行于y轴的直线:(a为常数);(5)直线系方程:即具有某一共同性质的直线(一)平行直线系平行于已知直线(是不全为0的常数)的直线系:(C为常数)(二)垂直直线系垂直于已知直线(是不全为0的常数)的直线系:(C为常数)(三)过定点的直线系(ⅰ)斜率为k的直线系:,直线过定点;(ⅰ)过两条直线,的交点的直线系方程为(为参数),其中直线不在直线系中。

高中数学必修二课件:空间点、直线、平面之间的位置关系

高中数学必修二课件:空间点、直线、平面之间的位置关系

5.若点M是两条异面直线a,b外的一点,则过点M且与a,b都平行的平面 有__0_或__1___个.
解析 当点M在过a且与b平行的平面或过b且与a平行的平面内时,没有满足 条件的平面;当点M不在上述两个平面内时,满足题意的平面只有1个.
那么这两个平面的位置关系一定是( C )
A.平行
B.相交
C.平行或相交
D.以上都不对
(2)已知平面α,β ,且α∥β ,直线a⊂α,直线b⊂β,则直线a与直线b具
有怎样的位置关系?画出图形.
【思路】 由α∥β,a⊂α,b⊂β,可知直线a,b无公共点.
【解析】 由题意得直线a,b无公共点,所以直线a,直线b可能平行或异 面.如图所示,在长方体模型中若直线AC就是直线a,B1D1就是直线b,则直线a 与直线b异面;若直线BD就是直线a,B1D1就是直线b,则直线a与直线b平行.
综合①②可知c与b相交或异面.
探究1 判断两直线的位置关系,不能局限于平面内,要把直线置身于空间 考虑,有时可分为平面和空间两种情形讨论.
思考题1 (1)正方体ABCD-A1B1C1D1中和AB平行的棱有_A_1_B_1,__C_D_,_C_1_D_1; 和AB异面的棱有__C_C_1_,_D_D_1_,_A_1_D_1,__B_1C_1___.
平面α与β平行,记作α∥β.
1.如何画异面直线?
答:画异面直线时,为了充分显示出它们既不平行又不相交的特点,即不 共面的特点,常常需要以辅助平面作为衬托,以加强直观性,如下图①②③, 若画成如图④的情形,就区分不开了,因此千万不能画成如图④的图形.
2.如何判断异面直线? 答:①定义法.②两直线既不平行也不相交.
③直线a不平行于平面α,则a不平行于α内任何一条直线.

39课题:空间点、直线、平面之间的位置关系 (2)

39课题:空间点、直线、平面之间的位置关系 (2)

课题:空间点、直线、平面之间的位置关系一、考点梳理: 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.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:①可用来确定一个平面;②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:①可用来确定两个平面的交线;②判断或证明多点共线;③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. 2.空间直线的位置关系(1)位置关系的分类:⎩⎨⎧共面直线⎩⎪⎨⎪⎧平行相交异面直线: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:⎝⎛⎦⎤0,π2. (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. 3.空间直线与平面,平面与平面之间的位置关系1.判断正误(1)三点确定一个平面( )(2)两个不重合的平面只能把空间分成四个部分( ) (3)如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合( )(4)已知a ,b ,c ,d 是四条直线,若a ∥b ,b ∥c ,c ∥d ,则a ∥d ( ) (5)两条直线a ,b 没有公共点,那么a 与b 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( )2.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 ⊂αB .b ∥αC .b ⊂α或b ∥αD .b 与α相交或b ⊂α或b ∥α三、考点突破:考点一、平面的基本性质及应用【例1】1.在下列命题中,不是..公理的是( ) A .平行于同一个平面的两个平面相互平行 B .过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面C .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此平面内D .如果两个不重合的平面有一个公共点, 那么他们有且只有一条过该点的公共直线2.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 .2D .33.如图,已知:E ,F ,G ,H 分别是正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱AB ,BC ,CC 1,C 1D 1的中点,证明:(1)E ,C ,D 1,F 四点共面;(2)EF ,HG ,DC 三线共点.考点二、空间两直线的位置关系【例2】若空间中四条两两不同的直线l 1,l 2,l 3,l 4,满足l 1⊥l 2,l 2⊥l 3,l 3⊥l 4,则下列结论一定正确的是( )A .l 1⊥l 4B .l 1∥l 4C .l 1与l 4既不垂直也不平行D .l 1与l 4的位置关系不确定2.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________. 考点三、异面直线所成的角【例3】如图在底面为正方形,侧棱垂直于底面的四棱柱ABCD —A 1B 1C 1D 1中,AA 1=2AB ,则异面直线A 1B 与AD 1所成角的余弦值为( )A.15B.25C.35D.45 [类题通法]用平移法求异面直线所成的角的三步法 (1)一作:即据定义作平行线,作出异面直线所成的角;(2)二证:即证明作出的角是异面直线所成的角;(3)三求:解三角形,求出作出的角,如果求出的角是锐角或直角,则它就是要求的角,如果求出的角是钝角,则它的补角才是要求的角.[针对训练]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=2,则异面直线AD和BC所成的角为________.四、当堂检测1.直线l1,l2平行的一个充分条件是(),l2都平行于同一个平面B.l1,l2与同一个平面所成的角相等A.lC.l1平行于l2所在的平面D.l1,l2都垂直于同一个平面2.设a,b,c是空间中的三条直线,下面给出四个命题:①若a∥b,b∥c,则a∥c;②若a⊥b,b⊥c,则a∥c;③若a与b相交,b与c相交,则a与c相交;④若a⊂平面α,b⊂平面β,则a,b一定是异面直线.上述命题中正确的命题是________(写出所有正确命题的序号).3.已知正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1=2AB,E为AA1中点,则异面直线BE与CD1所成的角的余弦值为________.4.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C1与EF所成角的大小.点,求A五、课后巩固:1.若空间三条直线a,b,c满足a⊥b,b∥c,则直线a与c()A .一定平行B .一定相交C .一定是异面直线D .一定垂直2.在正方体AC 1中,E ,F 分别是线段BC ,CD 1的中点,则直线A 1B 与直线EF 的位置关系是( ) A .相交 B .异面 C .平行 D .垂直3.一个正方体的展开图如图所示,A ,B ,C ,D 为原正方体的顶点,则在原来的正方体中( ) A .AB ∥CD B .AB 与CD 相交C .AB ⊥CD D .AB 与CD 所成的角为60°4.已知正四面体ABCD 中,E 是AB 的中点,则异面直线CE 与BD 所成角的余弦值为( )A.16B.36C.13D.335.如图所示,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AA 1⊥底面ABC ,AB =BC =AA 1,∠ABC =90°,点E ,F 分别是棱AB ,BB 1的中点,则直线EF 和BC 1所成的角是( )A .45°B .60°C .90°D .120°6如图,平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中既与AB 共面又与CC 1共面的棱有________条.7.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课题:空间点、直线、平面之间的位置关系一、考点梳理: 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.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:①可用来确定一个平面;②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:①可用来确定两个平面的交线;②判断或证明多点共线;③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. 2.空间直线的位置关系(1)位置关系的分类:⎩⎨⎧共面直线⎩⎪⎨⎪⎧平行相交异面直线: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:⎝⎛⎦⎤0,π2. (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. 3.空间直线与平面,平面与平面之间的位置关系1.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 ⊂αB .b ∥αC .b ⊂α或b ∥αD .b 与α相交或b ⊂α或b ∥α解析:选D b 与α相交或b ⊂α或b ∥α都可以.2.已知正四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AA 1=2AB ,E 为AA 1中点,则异面直线BE 与CD 1所成的角的余弦值为________.解析:如图连接BA 1.∵BA 1∥CD 1,∴∠A 1BE 为所求.在△A 1BE 中,设AB =1,则AA 1=2,∴A 1B =5,A 1E =1,BE = 2.∴cos ∠A 1BE =31010.答案:31010三、考点突破:考点一、平面的基本性质及应用【例1】1.(2018·安徽)在下列命题中,不是..公理的是( ) A .平行于同一个平面的两个平面相互平行 B .过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面C .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此平面内D .如果两个不重合的平面有一个公共点, 那么他们有且只有一条过该点的公共直线 解析:选A 选项A 是面面平行的性质定理,是由公理推证出来的,而公理是不需要证明的.2.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 .2D .3解析:选C 对于①,未强调三点不共线,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,未强调三点共线,则两平面也可能相交,故④错误.3.如图,已知:E ,F ,G ,H 分别是正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱AB ,BC ,CC 1,C 1D 1的中点,证明:EF ,HG ,DC 三线共点.证明:连接C 1B ,HE ,GF ,如图所示.由题意知HC 1綊EB , ∴四边形HC 1BE 是平行四边形,∴HE ∥C 1B .又C 1G =GC ,CF =BF , 故GF 綊12C 1B ,∴GF ∥HE ,且GF ≠HE ,∴HG 与EF 相交,设交点为K ,则K ∈HG .又HG ⊂平面D 1C 1CD ,∴K ∈平面D 1C 1CD .∵K ∈EF ,EF ⊂平面ABCD ,∴K ∈平面ABCD . ∵平面D 1C 1CD ∩平面ABCD =DC ,∴K ∈DC ,∴EF ,HG ,DC 三线共点. 考点二、空间两直线的位置关系【例2】(1)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. 考点三、异面直线所成的角【例3】如图在底面为正方形,侧棱垂直于底面的四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AA 1=2AB ,则异面直线A 1B 与AD 1所成角的余弦值为( )A.15B.25C.35D.45[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,设AB =1,则AA 1=2,A 1C 1=2,A 1B =BC 1=5,故cos ∠A 1BC 1=5+5-22×5×5=45.[答案] D[类题通法]用平移法求异面直线所成的角的三步法 (1)一作:即据定义作平行线,作出异面直线所成的角; (2)二证:即证明作出的角是异面直线所成的角;(3)三求:解三角形,求出作出的角,如果求出的角是锐角或直角,则它就是要求的角,如果求出的角是钝角,则它的补角才是要求的角.[针对训练]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 =2,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EG ∥BC 且EG =12BC =1,FG ∥AD ,且FG =12AD =1.即∠EGF 为所求,又EF =2,由勾股定理逆定理可得∠EGF =90°.答案:90° 四、当堂检测2.如图,ABCD -A 1B 1C 1D 1是长方体,O 是B 1D 1的中点,直线A 1C 交平面AB 1D 1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:选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.5.如图所示,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,(1)求A 1C 1与B 1C 所成角的大小;(2)若E ,F 分别为AB ,AD 的中点,求A 1C 1与EF 所成角的大小.解析:(1)如图,连接AC ,AB 1,由ABCD -A 1B 1C 1D 1是正方体,知AA 1C 1C 为平行四边形,所以AC ∥A 1C 1,从而B 1C 与AC 所成的角就是A 1C 1与B 1C 所成的角.由AB 1=AC =B 1C 可知∠B 1CA =60°,即A 1C 1与B 1C 所成角为60°.(2)如图,连接BD ,由AA 1∥CC 1,且AA 1=CC 1可知A 1ACC 1是平行四边形,所以AC ∥A 1C 1.即AC 与EF 所成的角就是A 1C 1与EF 所成的角.因为EF 是△ABD 的中位线,所以EF ∥BD .又因为AC ⊥BD ,所以EF ⊥AC ,即所求角为90°. 五、课后巩固:1.若空间三条直线a ,b ,c 满足a ⊥b ,b ∥c ,则直线a 与c ( )A .一定平行B .一定相交C .一定是异面直线D .一定垂直解析:选D ∵a ⊥b ,b ∥c ,∴a ⊥c .2.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 =2,∠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( )A.36B .-36 C.33 D .-33解析:选A 延长CD 至H .使DH =1,连接HG 、HF 、则HF ∥AD .HF =DA =8,GF =6,HG =10.∴cos ∠HFG =8+6-102×6×8=36.3.如图所示,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AA 1⊥底面ABC ,AB =BC =AA 1,∠ABC =90°,点E ,F 分别是棱AB ,BB 1的中点,则直线EF 和BC 1所成的角是( )A .45°B .60°C .90°D .120°解析:选B 连接AB 1,易知AB 1∥EF ,连接B 1C ,B 1C 与BC 1交于点G ,取AC 的中点H ,连接GH ,则GH ∥AB 1∥EF .设AB =BC =AA 1=a ,连接HB ,在三角形GHB 中,易知GH =HB =GB =22a ,故所求的两直线所成的角即为∠HGB =60°.4.如图,平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中既与AB 共面又与CC 1共面的棱有________条.解析:依题意,与AB 和CC 1都相交的棱有BC ;与AB 相交且与CC 1平行有棱AA 1,BB 1;与AB 平行且与CC 1相交的棱有CD ,C 1D 1.故符合条件的有5条.答案:55.如图所示,正方体的棱长为1,B ′C ∩BC ′=O ,则AO 与A ′C ′所成角的度数为________.解析:∵A ′C ′∥AC ,∴AO 与A ′C ′所成的角就是∠OAC .∵OC ⊥OB ,AB ⊥平面BB ′CC ′,∴OC ⊥AB .又AB ∩BO =B ,∴OC ⊥平面ABO .又OA ⊂平面ABO ,∴OC ⊥OA .在Rt △AOC 中,OC =22,AC =2,sin ∠OAC =OC AC =12,∴∠OAC =30°.即AO 与A ′C ′所成角的度数为30°.答案:30°。

高中数学空间点、直线、平面之间的位置关系解析!

高中数学空间点、直线、平面之间的位置关系解析!

高中数学空间点、直线、平面之间的位置关系解析!一、空间点、直线、平面之间的位置关系1、平面的基本性质的应用① 公理1:公理1② 公理2:公理2③ 公理3:2、平行公理主要用来证明空间中的线线平行 .3、公理 2 三推论:① 一条直线和直线外一点唯一确定一个平面;② 两条平行直线唯一确定一个平面;③ 两条相交直线唯一确定一个平面 .4、点共线、线共点、点线共面问题① 证明空间点共线问题,一般转化为证明这些点是某两个平面的公共点,再根据公理 3 证明这些点都在这两个平面的交线上 .② 证明空间三线共点问题,先证两条直线交于一点,再证明第三条直线经过这点,把问题转化为证明点在直线上 .③ 证明点线共面问题的常用方法:方法一:先确定一个平面,再证明有关点、线在此平面内;方法二: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 .【例题1】如图所示,四边形ABEF 和ABCD 都是直角梯形,∠BAD = ∠FAB = 90°,BC ∥且= ½ AD,BE ∥且= ½ 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?请说明理由 .例题1图【解析】(1) 证明:∵ G , H 分别为 FA , FD 的中点,∴ GH 是△FAD 的中位线,∴ GH ∥且= ½ AD ,又∵ BC ∥且= ½ AD,∴ GH ∥且 = BC,∴ 四边形 BCHG 是平行四边形 .(2) 证明:方法一:证明点 D 在 EF 和 CH 确定的平面内 .∵ BE ∥且= ½ FA,点 G 为 FA 的中点,∴ BE ∥且= FG,则四边形 BEFG 为平行四边形,∴ EF∥BG .由 (1) 可知BG∥CH,∴ EF∥CH,即 EF 与 CH 共面,又∵ D∈FH,∴ C , D , F , E 四点共面 .方法二:分别延长 FE 和 DC,交 AB 于点 M 和 M'',在证点 M 和 M’重合,从而 FE 和 DC 相交 .如上图所示,分别延长 FE 和 DC,交 AB 于点 M 和 M'',∵ BE ∥且= ½ FA,∴ 点 B 为 MA 的中点,∵ BC ∥且= ½ AD,∴ 点 B 为 M''A 的中点,∴ M 与 M'' 重合,即 FE 与 DC 相交于点 M (M'') ,∴ C , D , F , E 四点共面 .二、异面直线的判定(方法)1、定义法(不易操作);2、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;再由假设的条件出发,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 .假设法在异面直线的判定中会经常用到 .3、常用结论过平面外一点和平面内一点的直线,与平面内不过该点(A) 的直线是异面直线 .【例题2】如图所示,正方体 ABCD-A1B1C1D1 中,点 M , N 分别是 A1B1 , B1C1 的中点 .(1) AM 和 CN 是否是异面直线?请说明理由;(2) D1B 和 CC1 是否是异面直线?请说明理由 .例题2图【解析】(注:先给结论,再给理由,注意答题规范!)(1) AM 和 CN 不是异面直线 .理由:如图上图所示,分别连接 MN , A1C1 和 AC,∵ 点 M , N 分别是 A1B1 , B1C1 的中点,∴ MN∥A1C1 ,又∵ AA1∥且=CC1 ,∴ 四边形 AA1C1C 是平行四边形,∴ A1C1∥AC,∴ MN∥AC,∴ 点 A , M , N , C 在同一平面内,故 AM 和 CN 不是异面直线 .(2) D1B 和 CC1 是异面直线 .证明:∵ ABCD-A1B1C1D1 是正方体,∴ B , C , C1 , D1 四点不共面 .假设 D1B 和 CC1 不是异面直线,则存在平面α,使 D1Bㄷ平面α,CC1ㄷ平面α,∴ D1 , B , C , C1 ∈平面α,∴ 与ABCD-A1B1C1D1 是正方体矛盾,∴ 假设不成立,∴ D1B 和 CC1 是异面直线 .三、异面直线所成的角1、求异面直线所成角的方法关键是将其中一条直线平移到某个位置使其与令一条直线相交,或将两条直线同时平移到某个位置,使其相交 .2、求异面直线所成角的步骤① 通过作出平行线,得到相交直线;② 证明相交直线所成的角为异面直线所成的角;③ 通过解三角形求出该角的大小 .【例题3】如图所示,在空间四边形 ABCD 中,已知 AB = CD 且 AB 与 CD 所成的角为30°,点 E , F 分别是 BC 和 AD 的中点,求 EF 与 AB 所成角的大小 .例题3图【解析】要求 EF 与 AB 所成的角,可以经过某一点作两条直线的平行线,因为 E,F 都是中点,所以可以过点 E 或点 F 作 AB 的平行线找到异面直线所成的角 .取 AC 的中点,平移 AB 和 CD,使已知角和所求的角在同一个三角形中求解 .【解答过程】取 AC 的中点 G,分别连接 EG 和 FG ,则有EG∥AB,FG∥CD,∵ AB = CD ,∴ EG = FG ,∴ ∠GEF (或它的补角)为 EF 与 AB 所成的角,∠EGF (或它的补角)为 AB 与 CD 所成的角,又∵ AB 与 CD 所成的角为30°,∴ ∠EGF = 150° 或30°,由 EG = FG , 可知△GEF为等腰三角形,当∠EGF = 30° 时,∠GEF = 75°,当∠EGF = 150° 时,∠GEF = 15°,∴ EF 与 AB 所成的角为15° 或75° .。

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《空间中点、直线、平面之间的位置关系》知识点总结
1.内容归纳总结 (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。

符号语言:,,,A l B l A B l ααα∈∈∈∈ ⇒ ∈且。

公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面。

三个推论:① 经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面 ② 经过两条相交直线,有且只有一个平面 ③ 经过两条平行直线,有且只有一个平面
它给出了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(两个平面的交线)。

符号语言:,,P P l P l αβα
β∈∈⇒=∈且。

公理4:(平行线的传递性)平行与同一直线的两条直线互相平行。

符号语言://,////a l b l a b ⇒且。

(2)空间中直线与直线之间的位置关系
1.概念 异面直线及夹角:把不在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线。

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a '与b '所成的角(或直角)叫异面直线,a b 所成的夹角。

(易知:夹角范围090θ<≤︒)
定理:空间中如果一个角的两边分别与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补。

(注意:会画两个角互补的图形)
2.位置关系:⎧⎧⎪⎨
⎨⎩⎪
⎩相交直线:同一平面内,有且只有一个公共点;共面直线平行直线: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
(3)空间中直线与平面之间的位置关系
直线与平面的位置关系有三种://l l A l ααα⊂⎧⎪
=⎧⎨⎨⎪
⎩⎩
直线在平面内()有无数个公共点直线与平面相交()有且只有一个公共点直线在平面外直线与平面平行()没有公共点
(4)空间中平面与平面之间的位置关系 平面与平面之间的位置关系有两种://l αβα
β⎧⎨=⎩两个平面平行()没有公共点两个平面相交()有一条公共直线
直线、平面平行的判定及其性质
1.内容归纳总结
(1)四个定理
,////b P a βα
=⇒//,//a b
a b
αββ⊂=⇒
//,,
//a b a b
βαγγ==⇒
1.内容归纳总结 (一)基本概念
1.直线与平面垂直:如果直线l 与平面α内的任意一条直线都垂直,我们就说直线l 与平面α垂直,记作l α⊥。

直线l 叫做平面α的垂线,平面α叫做直线l 的垂面。

直线与平面的公共点P 叫做垂足。

2. 直线与平面所成的角: 角的取值范围:090θ<<︒。

3.二面角:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角。

这条直线叫做二面角的棱,这两个半平面叫做二面角的面。

二面角的记法: 二面角的取值范围:0180θ<<︒ ; 两个平面垂直:直二面角。

,n P n =⊥
βα⇒⊥(满垂直的平面,l a a βα
=⊂⊥。

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