第9讲 数学(2)

2020-02-21 02:05

6.若一条直线与两个平行平面中的一个平面平行,则这条直线与另一平面的位置关系是 .

7.一个平面把空间分成 部分,两个平面可以把空间分成 部分,三个平面可以把空间分成 部分. ※能力提高

8.A是△BCD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.

9.已知空间四边形ABCD,E、H分别是AB、AD的中点,F、G分别是边BC、DC的三等分点(如右图),求证:(1)对角线AC、BD是异面直线; (2)直线EF和HG必交于一点,且交点在AC上.

※探究创新

10.空间四边形ABCD中,P、Q、R、H分别是AB、BC、CD、DA的中点.

(1)求证:四边形PQRH是平行四边形; (2)若AC=BD,则四边形PQRH是什么四边形?

(3)若AC⊥BD,则四边形PQRH是什么四边形?

(4)空间四边形ABCD满足什么条件时,PQRH是正方形? 第12讲 §2.2.1 直线与平面平行的判定 ¤学习目标:以立体几何的定义、公理和定理为出发点,通过直观感知、操作确认、思辨论证,认识和理解空间中线面平行的判定,掌握直线与平面平行判定定理,掌握转化思想\线线平行线面平行\ ¤知识要点:

1. 定义:直线和平面没有公共点,则直线和平面平行.

2. 判定定理:平面外的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. 符号表示为:. 图形如右图所示. ¤例题精讲:

【例1】已知P是平行四边形ABCD所在平面外一点,E、F分别为AB、PD的中点,求证:AF∥平面PEC

证明:设PC的中点为G,连接EG、FG. ∵ F为PD中点, ∴ GF∥CD且GF=CD. ∵ AB∥CD, AB=CD, E为AB中点, ∴ GF∥AE, GF=AE, 四边形AEGF为平行四边形. ∴ EG∥AF, 又∵ AF平面PEC, EG平面PEC, ∴ AF∥平面PEC.

【例2】在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别为棱BC、C1D1的中点. 求证:EF∥平面BB1D1D.

证明:连接AC交BD于O,连接OE,则OE∥DC, OE=DC. ∵ DC∥D1C1, DC=D1C1 , F为D1C1的中点,

∴ OE∥D1F, OE=D1F, 四边形D1FEO为平行四边形. ∴ EF∥D1O. 又∵ EF平面BB1D1D, D1O平面BB1D1D, ∴ EF∥平面BB1D1D. 【例3】如图,已知、、、分别是四面体的棱、、、的中点,求证:∥平面. 证明:如右图,连结,交于点,连结, 在中,、分别是、中点, ∴, ∵为中点, ∴为中点, 在中,∵、为、中点, ∴, 又∵平面,平面, ∴∥平面.

点评:要证明直线和平面平行,只须在平面内找到一条直线和已知直线平行就可以了. 注意适当添加辅助线,重视中位线在解题中的应用.

【例4】如图,已知P是平行四边形ABCD所在平面外一点,M、N分别是AB、PC的中点

(1)求证:MN//平面PAD; (2)若,,求异面直线PA与MN所成的角的大小. 解:(1)取PD的中点H,连接AH,由N是PC的中点, ∴ NH. 由M是AB的中点, ∴ NHAM, 即AMNH为平行四边形. ∴ . 由, ∴ .

(2) 连接AC并取其中点为O,连接OM、ON, ∴ OMBC,ONPA,

所以就是异面直线PA与MN所成的角,且MO⊥NO. 由,, 得OM=2,ON=

所以,即异面直线PA与MN成30°的角

点评:已知中点,牢牢抓住中位线得到线线平行,通过线线平行转化为线面平行. 求两条异面直线所成角,方法的关键也是平移其中一条或者两条直线,得到相交的线线角,通过解三角形而得. 第12练 §2.2.1 直线与平面平行的判定 ※基础达标

1.已知直线、, 平面α, ∥, ∥α, 那么与平面α的关系是( ). A. ∥α B. α C. ∥α或α D. 与α相交

2.以下说法(其中a,b表示直线,?表示平面) ①若a∥b,b??,则a∥? ②若a∥?,b∥?,则a∥b ③若a∥b,b∥?,则a∥? ④若a∥?,b??,则a∥b 其中正确说法的个数是( ). A. 0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个 3.已知a,b是两条相交直线,a∥?,则b与?的位置关系是( ). A. b∥? B. b与?相交 C. bα D. b∥?或b与?相交

4.如果平面?外有两点A、B,它们到平面?的距离都是a,则直线AB和平面?的位置关系一定是( ).

A. 平行 B. 相交 C. 平行或相交 D. AB??

5.如果点M是两条异面直线外的一点,则过点M且与a,b都平行的平面( ). A. 只有一个 B. 恰有两个 C. 或没有,或只有一个 D. 有无数个

6.已知P是正方体ABCD-A1B1C1D1棱DD1上任意一点,则在正方体的12条棱中,与平面ABP平行的是 .

7.过三棱锥A-BCD的棱AB、BC、CD的中点M、N、P作平面MNP,三棱锥的六条棱中与平面MNP平行的是 ;若AC与BD成90°角,AC=6,BD=8,则截面四边形的面积是 . ※能力提高

8.平面?与△ABC的两边AB、AC分别交于D、E,且AD∶DB=AE∶EC,求证:BC∥平面?. 9.P是平行四边形ABCD所在平面外一点,E为PB的中点,O为AC,BD的交点. (1)求证:EO‖平面PCD ; (2)图中EO还与哪个平面平行? ※探究创新

10.三角形的三条中线交于一点,该点称为三角形的重心,且到顶点的距离等于到对边中点距离的2倍. 这一结论叫做三角形的重心定理.

在四面体ABCD中,M、N分别是面△ACD、△BCD的重心,在四面体的四个面中,与MN平行的是哪几个面?试证明你的结论. 第13讲 §2.2.2 平面与平面平行的判定 ¤学习目标:以立体几何的定义、公理和定理为出发点,通过直观感知、操作确认、思辨论证,认识和理解空间中面面平行的判定,掌握两个平面平行的判定定理与应用及转化的思想. ¤知识要点:

面面平行判定定理: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.用符号表示为:. ¤例题精讲:

【例1】如右图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N、P分别是C1C、B1C1、C1D1的中点,求证:平面MNP∥平面A1BD. 证明:连结B1D1,∵P、N分别是D1C1、B1C1的中点,∴ PN∥B1D1. 又B1D1∥BD,∴PN∥BD. 又PN不在平面A1BD上,∴PN∥平面A1BD. 同理,MN∥平面A1BD. 又PN∩MN=N, ∴平面PMN∥平面A1BD. 【例2】正方体ABCD-A1B1C1D1中.(1)求证:平面A1BD∥平面B1D1C; (2)若E、F分别是AA1,CC1的中点,求证:平面EB1D1∥平面FBD. 证明:(1)由B1BDD1,得四边形BB1D1D是平行四边形,∴B1D1∥BD, 又BD ?平面B1D1C,B1D1平面B1D1C,∴BD∥平面B1D1C. 同理A1D∥平面B1D1C.而A1D∩BD=D,∴平面A1BD∥平面B1CD. (2)由BD∥B1D1,得BD∥平面EB1D1.取BB1中点G,∴AE∥B1G. 从而得B1E∥AG,同理GF∥AD.∴AG∥DF.∴B1E∥DF. ∴DF∥平面EB1D1.∴平面EB1D1∥平面FBD.

【例3】已知四棱锥P-ABCD中, 底面ABCD为平行四边形. 点M、N、Q分别在PA、BD、PD上, 且PM:MA=BN:ND=PQ:QD. 求证:平面MNQ∥平面PBC.

证明: PM:MA=BN:ND=PQ:QD. ∴ MQ//AD,NQ//BP,

而BP平面PBC,NQ 平面PBC, ∴ NQ//平面PBC. 又ABCD为平行四边形,BC//AD, ∴ MQ//BC, 而BC平面PBC,MQ 平面PBC, ∴ MQ//平面PBC. 由MQNQ=Q,根据平面与平面平行的判定定理, ∴ 平面MNQ∥平面PBC.

点评:由比例线段得到线线平行,依据线面平行的判定定理得到线面平行,证得两条相交直线平行于一个平面后,转化为面面平行. 一般证\面面平面\问题最终转化为证线与线的平行.

【例4】直四棱柱中,底面ABCD为正方形,边长为2,侧棱,M、N分别为A1B1、A1D1的中点,E、F分别是B1C1、C1D1的中点. (1)求证:平面AMN∥平面EFDB;(2)求平面AMN与平面EFDB的距离. 证:(1)连接,分别交MN、EF于P、Q. 连接AC交BD于O,连接AP、OQ. 由已知可得, ∴ . 由已知可得,且. ∴ , ∴ . ∴平面AMN∥平面EFDB. 解:(2)过作平面AMN与平面EFDB的垂线,垂足为H、H',易得. 由, 根据, 则

,解得. 所以,平面AMN与平面EFDB的距离为.

点评:第(1)问证面面平行,转化途径为\线线平行→线面平行→面面平行\第(2)问求面面距离,巧妙将中间两个平面的距离,转化为平面另一侧某点到平面距离的比例,然后利用等体积法求距离. 等价转化的思想在本题中十分突出,我们可以用同样的转化思维,将此例中的两个平面的距离,转化为求点B到平面AB'C的距离. 第13练 §2.2.2 平面与平面平行的判定 ※基础达标

1.下列说法正确的是( ).

A. 一条直线和一个平面平行,它就和这个平面内的任一条直线平行 B. 平行于同一平面的两条直线平行

C. 如果一个平面内的无数条直线平行于另一个平面,则这两个平面平行 D. 如果一个平面内任何一条直线都平行于另一个平面,则这两个平面平行 2.在下列条件中,可判断平面α与β平行的是( ). A. α、β都平行于直线l

B. α内存在不共线的三点到β的距离相等 C. l、m是α内两条直线,且l∥β,m∥β D. l、m是两条异面直线,且l∥α,m∥α,l∥β,m∥β 3.下列说法正确的是( ).

A. 垂直于同一条直线的两条直线平行 B. 平行于同一个平面的两条直线平行 C. 平行于同一条直线的两个平面平行 D. 平行于同一个平面的两个平面平行 4.经过平面外的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

5.不在同一直线上的三点A,B,C到平面α的距离相等,且Aα,则( ). A. α∥平面ABC B. △ABC中至少有一边平行于α

C. △ABC中至多有两边平行于α D. △ABC中只可能有一条边与α平行

6.已知直线a、b,平面α、β, 且a// b,a//α,α//β,则直线b与平面β的位置关系为 . 7.已知a、b、c是三条不重合直线,?、?、?是三个不重合的平面,下列说法中: ⑴ a∥c,b∥ca∥b; ⑵ a∥?,b∥?a∥b; ⑶ c∥?,c∥??∥?; ⑷ ?∥?,?∥??∥?; ⑸ a∥c,?∥ca∥?; ⑹ a∥?,?∥?a∥?. 其中正确的说法依次是 . ※能力提高

8.在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G,M,N,Q分别是棱A1A,A1B1,A1D1,CB,CC1,CD的中点,求证:平面EFG∥平面MNQ. 9.两个全等的正方形ABCD和ABEF所在平面相交于AB,M∈AC,N∈FB,且AM=FN,过M作MH⊥AB于H,求证:(1)平面MNH//平面BCE;(2)MN∥平面BCE. ※探究创新

10.P是所在平面外一点,分别是的重心, (1)求证:平面; (2)求. 第14讲 §2.2.3 直线与平面平行的性质 ¤学习目标:通过直观感知、操作确认、思辨论证,认识和理解空间中线面平行的性质,掌握直线和平面平行的性质定理,灵活运用线面平行的判定定理和性质定理,掌握\线线\线面\平行的转化. ¤知识要点:

线面平行的性质:如果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,那么这条直线和交线平行. 即:. ¤例题精讲:

【例1】经过正方体ABCD-A1B1C1D1的棱BB1作一平面交平面AA1D1D于E1E,求证:E1E∥B1B 证明:∵ , ∴ . 又 , ∴ . 则.

【例2】如图,,,,,求证:. 证明:连结, ∵, ∴直线和可以确定一个平面,记为, ∵,,∴, ∵,, ∴, 又∵, ∴ 四边形为平行四边形, ∴.

【例3】如右图,平行四边形EFGH的分别在空间四边形ABCD各边上,求证:BD//平面EFGH.


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