∴ MN?3a. 3评述:当空间图形较为复杂时,可以分解图形,把其中的平面图形折出分析,利于清楚地观察出平面上各种线面的位置关系.证明面面平行,主要是在其中一个平面内找出两条与另一个平面平行的相交直线,或者使用反证法.
87. 已知正三棱柱ABC-A1B1C1,底面边长为8,对角线B1C=10,D为AC的中点. (1) 求证AB1∥平面C1BD;
(2) 求直线AB1到平面C1BD的距离. 证明:(1) 设B1C∩BC1=O. 连DO,则O是B1C的中点.
在△ACB1中,D是AC中点,O是B1C中点. ∴ DO∥AB1,
又DO?平面C1BD,AB1?平面C1BD, ∴ AB1∥平面C1BD.
解:(2) 由于三棱柱ABC-A1B1C1是正三棱柱,D是AC中点, ∴ BD⊥AC,且BD⊥CC1, ∴ BD⊥平面AC1,
平面C1BD⊥平面AC1,C1D是交线. 在平面AC1内作AH⊥C1D,垂足是H, ∴ AH⊥平面C1BD,
又AB1∥平面C1BD,故AH的长是直线AB1到平面C1BD的距离.由BC=8,B1C=10,得CC1=6, 在Rt△C1DC中,DC=4,CC1=6,
sin?C1DC?642?62?313
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在Rt△DAH中,∠ADH=∠C1DC ∴ AH?AD?sin?C1DC?1213. 13即AB1到平面C1BD的距离是
1213. 13评述:证明线面平行的关键是在平面内找出与已知直线平行的直线,如本题的DO.本题的第(2)问,实质上进行了“平移变换”,利用AB1∥平面C1BD,把求直线到平面的距离变换为求点A到平面的距离.
88. 已知:直线a∥平面?.求证:经过a和平面?平行的平面有且仅有一个.
证:过a作平面与?交于a?,在?内作直线b?与a?相交,在a上任取一点P,在b?和P确定的平面内,过P作b∥b?.b在?外,b?在?内, ∴ b∥? 而a∥?
∴ a,b确定的平面?过a且平行于?.
∵ 过a,b的平面只有一个,
∴ 过a平行于平面?的平面也只有一个
89. 已知平面?、?、?、?.其中?∩?=l,?∩?=a,?∩?=a?,a∥a?,?∩?=b,
?∩?=b?,b∥b?
上述条件能否保证有?∥??若能,给出证明,若不能给出一个反例,并添加适当的条件,保证有?∥?.
不足以保证?∥?.
l如右图.
?b'用心 爱心 专心
a'?ab7
??如果添加条件a与b是相交直线,那么?∥?.
证明如下:
a∥a??a∥?
b∥b??b∥?
∵ a,b是?内两条相交直线, ∴ ?∥?.
90. 三个平面两两相交得三条直线,求证:这三条直线相交于同一点或两两平行. 已知:平面α∩平面β=a,平面β∩平面γ=b,平面γ∩平面α=c. 求证:a、b、c相交于同一点,或a∥b∥c. 证明:∵α∩β=a,β∩γ=b ∴a、b?β ∴a、b相交或a∥b.
(1)a、b相交时,不妨设a∩b=P,即P∈a,P∈b 而a、b?β,a?α
∴P∈β,P∈α,故P为α和β的公共点 又∵α∩γ=c 由公理2知P∈c
∴a、b、c都经过点P,即a、b、c三线共点. (2)当a∥b时
∵α∩γ=c且a?α,a?γ ∴a∥c且a∥b
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∴a∥b∥c
故a、b、c两两平行.
由此可知a、b、c相交于一点或两两平行.
说明:此结论常常作为定理使用,在判断问题中经常被使用.
91. 如图,正方体ABCD—A1B1C1D1中,E在AB1上,F在BD上,且B1E=BF. 求证:EF∥平面BB1C1C.
证法一:连AF延长交BC于M,连结B1M. ∵AD∥BC ∴△AFD∽△MFB
∴
AFFM?DFBF 又∵BD=B1A,B1E=BF ∴DF=AE
∴
AFAEFM?BE 1∴EF∥B1M,B1M?平面BB1C1C ∴EF∥平面BB1C1C.
证法二:作FH∥AD交AB于H,连结HE ∵AD∥BC
∴FH∥BC,BC?BB1C1C ∴FH∥平面BB1C1C 由FH∥AD可得
BFBD?BHBA 又BF=B1E,BD=AB1
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∴
B1EBH ?AB1BA∴EH∥B1B,B1B?平面BB1C1C ∴EH∥平面BB1C1C,
EH∩FH=H
∴平面FHE∥平面BB1C1C
EF?平面FHE
∴EF∥平面BB1C1C
说明:证法一用了证线面平行,先证线线平行.证法二则是证线面平行,先证面面平行,然后说明直线在其中一个平面内.
92. 已知:平面α∥平面β,线段AB分别交α、β于点M、N;线段AD分别交α、β于点C、D;线段BF分别交α、β于点F、E,且AM=m,BN=n,MN=p,△FMC面积=(m+p)(n+p),求:END的面积.
解析:如图,面AND分别交α、β于MC,ND,因为α∥β, 故MC∥ND,同理MF∥NE,得 ∠FMC=∠END,
∴ND∶MC=(m+p):m和EN∶FM=n∶(n+p)
1?EN?ND?sinEND2S△END∶S△FMC= 1?FM?MC?sinFMC2得S△END=
ENND?×S△FMC FMMC=
nnm?p2
?·(m+p)(n+p)=(m+p)
mn?pmn2
(m+p)平方单位. m∴△END的面积为
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