高中数学 第一章 立体几何初步 1.2.1 平面的基本性质与推论课件 新人教B版必修2.ppt

1 2 1平面的基本性质与推论 第一章 1 2点 线 面之间的位置关系 学习目标1 理解平面的基本性质与推论 能运用平面的基本性质及推论去解决有关问题 2 会用集合语言来描述点 直线和平面之间的关系以及图形的性质 3 理解异面直线的概念 问题导学 达标检测 题型探究 内容索引 问题导学 知识点一平面的基本性质与推论 思考1直线l与平面 有且仅有一个公共点p 直线l是否在平面 内 有两个公共点呢 答案前者不在 后者在 思考2观察图中的三脚架 你能得出什么结论 答案不共线的三点可以确定一个平面 思考3观察正方体abcd a1b1c1d1 如图所示 平面abcd与平面bcc1b1有且只有两个公共点b c吗 答案不是 平面abcd与平面bcc1b1相交于直线bc 梳理 1 平面的基本性质 两点 平面内 平面 三点 不共线的三点 一个 2 平面基本性质的推论推论1 经过一条直线和直线外的一点 平面 推论2 经过两条直线 有且只有一个平面 推论3 经过两条直线 有且只有一个平面 有且只有一个 相交 平行 知识点二点 直线 平面之间的关系及表示 思考直线和平面都是由点组成的 联系集合的观点 点和直线 平面的位置关系 如何用符号来表示 直线和平面呢 答案点和直线 平面的位置关系可用数字符号 或 表示 直线和平面的位置关系 可用数学符号 或 表示 梳理点 直线 平面之间的基本位置关系及表示 知识点三共面与异面直线 思考如图 直线ab与平面 相交于点b 点a在 外 那么直线l与直线ab能不能在同一个平面内 为什么 直线l与直线ab的位置关系是怎样的 答案不可能在同一个平面内 因为如果在同一个平面内 点a就在 内 这与点a在 外矛盾 由图知 直线l与直线ab没有公共点 所以它们不相交 直线l与直线ab不可能平行 否则它们就会同在平面 内 所以直线l与直线ab既不相交也不平行 梳理共面与异面直线 1 共面 概念 空间中的几个点或几条直线 都在内 特征 共面的直线或者 2 异面直线 概念 既不又不的直线 判断方法 与一平面相交于一点的直线与这个平面内的直线是异面直线 同一平面 相交 平行 相交 平行 不经过交点 思考辨析判断正误 1 分别在两个平面内的两条直线一定是异面直线 2 两直线若不是异面直线 则必相交或平行 题型探究 例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 类型一点 直线 平面之间的位置关系的符号表示 解答 解在 1 中 l a a a b 在 2 中 l a b a l p b l p 反思与感悟 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 跟踪训练1根据下列符号表示的语句 说明点 线 面之间的位置关系 并画出相应的图形 1 a b 解答 解点a在平面 内 点b不在平面 内 如图 2 l m a a l 解答 解直线l在平面 内 直线m与平面 相交于点a 且点a不在直线l上 如图 3 平面abd 平面bdc bd 平面abc 平面adc ac 解答 解平面abd与平面bdc相交于bd 平面abc与平面adc相交于ac 如图 类型二平面的基本性质的应用 命题角度1点 线共面问题例2如图 已知 a b a b a p b pq a 求证 pq 解答 解因为pq a 所以pq与a确定一个平面 所以直线a 点p 因为p b b 所以p 又因为a 所以 与 重合 所以pq 引申探究将本例中的两条平行线改为三条 即求证 和同一条直线相交的三条平行直线一定在同一平面内 解答 解已知 a b c l a a l b b l c c 求证 a b c和l共面 证明 如图 a b a与b确定一个平面 l a a l b b a b 又 a l b l l b c b与c确定一个平面 同理l 平面 与 都包含l和b 且b l b 由推论2知 经过两条相交直线有且只有一个平面 平面 与平面 重合 a b c和l共面 反思与感悟证明多线共面的两种方法 1 纳入法 先由部分直线确定一个平面 再证明其他直线在这个平面内 2 重合法 先说明一些直线在一个平面内 另一些直线也在另一个平面内 再证明两个平面重合 跟踪训练2已知 如图所示 l1 l2 a l2 l3 b l1 l3 c 求证 直线l1 l2 l3在同一平面内 证明 证明方法一 纳入平面法 l1 l2 a l1和l2确定一个平面 l2 l3 b b l2 又 l2 b 同理可证c b l3 c l3 l3 直线l1 l2 l3在同一平面内 方法二 辅助平面法 l1 l2 a l1和l2确定一个平面 l2 l3 b l2 l3确定一个平面 a l2 l2 a a l2 l2 a 同理可证b b c c 不共线的三个点a b c既在平面 内 又在平面 内 平面 和 重合 即直线l1 l2 l3在同一平面内 命题角度2点共线与线共点问题例3如图所示 在正方体abcd a1b1c1d1中 e为ab的中点 f为aa1的中点 求证 ce d1f da三线交于一点 证明 证明如图 连接ef d1c a1b e为ab的中点 f为aa1的中点 e f d1 c四点共面 d1f与ce相交 设交点为p 又d1f 平面a1d1da ce 平面abcd p为平面a1d1da与平面abcd的公共点 又平面a1d1da 平面abcd da 根据基本性质3 可得p da 即ce d1f da相交于一点 反思与感悟 1 点共线 证明多点共线通常利用基本性质3 即两相交平面交线的唯一性 通过证明点分别在两个平面内 证明点在相交平面的交线上 也可选择其中两点确定一条直线 然后证明其他点也在其上 2 三线共点 证明三线共点问题可把其中一条作为分别过其余两条直线的两个平面的交线 然后再证两条直线的交点在此直线上 此外还可先将其中一条直线看作某两个平面的交线 证明该交线与另两条直线分别交于两点 再证点重合 从而得三线共点 跟踪训练3已知 abc在平面 外 其三边所在的直线满足ab p bc q ac r 如图所示 求证 p q r三点共线 证明 证明方法一 ab p p ab p 平面 又ab 平面abc p 平面abc 由基本性质3可知 点p在平面abc与平面 的交线上 同理可证q r也在平面abc与平面 的交线上 p q r三点共线 方法二 ap ar a 直线ap与直线ar确定平面apr 又 ab p ac r 平面apr 平面 pr b 平面apr c 平面apr bc 平面apr q bc q 平面apr 又q q pr p q r三点共线 类型三异面直线的判定 解答 例4如图是一个正方体的展开图 如果将它还原为正方体 那么nc de af bm这四条线段所在的直线是异面直线的有多少对 试以其中一对为例进行证明 解将展开图还原为正方体 如图 nc与de nc与af nc与bm de与af de与bm af与bm 都是异面直线 共有6对 以nc与af是异面直线为例证明如下 方法一连接be 若nc af 则由nc be 可知af be 这与af与be相交矛盾 故nc与af不平行 若nc与af相交 则平面abfe与平面cdnm有公共点 这与正方体的性质矛盾 故nc与af不相交 所以nc与af异面 方法二连接be 如图 因为直线nc 平面bcne 直线af 平面bcne o o 直线nc 所以nc与af异面 反思与感悟判定两条直线是异面直线的方法 1 证明两条直线既不平行又不相交 2 重要结论 连接平面内一点与平面外一点的直线 和这个平面内不经过此点的直线是异面直线 用符号语言可表示为a b l b l ab与l是异面直线 如图 跟踪训练4分别在两个相交平面内的两条直线间的位置关系是a 异面b 平行c 相交d 以上都有可能 解析 解析如图 1 所示 直线a与b互相平行 如图 2 所示 直线a与b相交 如图 3 所示 直线a与b异面 答案 达标检测 答案 1 若a 平面 b 平面 c 直线ab 则a c b c c ab d ab c 1 2 3 4 5 解析 解析因为a 平面 b 平面 所以ab 又因为c 直线ab 所以c 2 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 3b 4c 5d 6 1 2 3 4 5 答案 解析 解析如图 用列举法知符合要求的棱为 bc cd c1d1 bb1 aa1 故选c 1 2 3 3 如图所示 在长方体abcd a1b1c1d1中 与aa1异面的是a abb bb1c dd1d b1c1 4 5 答案 解析 解析由异面直线的定义知 与aa1异面的直线应为b1c1 1 2 3 4 5 4 线段ab在平面 内 则直线ab与平面 的位置关系是 答案 解析 解析由基本性质1知直线ab在平面 内 直线ab 1 2 3 4 5 5 如图 已知d e分别是 abc的边ac bc上的点 平面 经过d e两点 若直线ab与平面 的交点是p 则点p与直线de的位置关系是 答案 解析 解析因为p ab ab 平面abc 所以p 平面abc 又p 平面abc 平面 de 所以p 直线de p 直线de 1 解决立体