2020版高考数学大一轮复习 第八章 立体几何 8.3 平面的基本性质与推论课件 文 新人教A版

1、8.3平面的基本性质与推论 第八章立体几何 NEIRONGSUOYIN 内容索引 基础知识 自主学习 题型分类 深度剖析 课时作业 1基础知识 自主学习 PART ONE 1.平面的基本性质及推论 知识梳理 ZHISHISHULIZHISHISHULI (1)平面的基本性质 基本性质1：如果一条直线上的 在一个平面内，那么这条直线上的所有点 都在这个平面内. 基本性质2：经过 的三点，有且只有一个平面. 基本性质3：如果不重合的两个平面有一个公共点，那么它们_ 过这个点的公共直线. 两点 不在同一直线上 有且只有一条 (2)平面基本性质的推论 推论1：经过一条直线和 的一点，有且只有一个平面.

2、 推论2：经过两条 ，有且只有一个平面. 推论3：经过两条 ，有且只有一个平面. 2.直线与直线的位置关系 直线外 相交直线 平行直线 (1)位置关系的分类 异面直线：既不 又不 的直线 平行 相交 共面直线 平行相交 (2)判断两直线异面：与一平面相交于一点的直线与_ 的直线是异面直线. 3.直线与平面的位置关系有 、 、_ 三种情况. 4.平面与平面的位置关系有 、 两种情况. 这个平面内不经过交点 直线在平面内直线与平面相交直线与平面 平行 平行相交 分别在两个不同平面内的两条直线为异面直线吗？ 提示不一定.因为异面直线不同在任何一个平面内.分别在两个不同平面内 的两条直线可能平行或相交

3、. 【概念方法微思考】 题组一思考辨析 1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“”或“”) (1)如果两个不重合的平面，有一条公共直线a，就说平面，相交，并记作 a.() (2)两个平面，有一个公共点A，就说，相交于过A点的任意一条直线. () (3)如果两个平面有三个公共点，则这两个平面重合.() (4)经过两条相交直线，有且只有一个平面.() 基础自测 JICHUZICEJICHUZICE 12345 6 (5)没有公共点的两条直线是异面直线.() (6)若a，b是两条直线，是两个平面，且a，b，则a，b是异面直线. () 12345 6 题组二教材改编 2.如图所示，在正方体ABCDA1

4、B1C1D1中，E，F分别是AB，AD的中点，则 异面直线B1C与EF所成角的大小为 A.30 B.45 C.60 D.90 12345 解析连接B1D1，D1C，则B1D1EF， 故D1B1C即为所求的角.又B1D1B1CD1C， B1D1C为等边三角形，D1B1C60. 6 12345 3.如图，在三棱锥ABCD中，E，F，G，H分别是棱AB，BC，CD，DA的中 点，则 (1)当AC，BD满足条件_时，四边形EFGH为菱形； ACBD 解析四边形EFGH为菱形， EFEH，ACBD. 解析四边形EFGH为正方形，EFEH且EFEH， ACBD且ACBD. (2)当AC，BD满足条件_时，

5、四边形EFGH为正方形. ACBD且ACBD 6 4.是一个平面，m，n是两条直线，A是一个点，若m ，n，且Am， A，则m，n的位置关系不可能是 A.垂直 B.相交 C.异面 D.平行 12345 题组三易错自纠 解析依题意，mA，n， m与n可能异面、相交(垂直是相交的特例)，一定不平行. 6 12345 5.如图，l，A，B，C，且C l，直线ABlM，过A，B，C 三点的平面记作，则与的交线必通过 A.点A B.点B C.点C但不过点M D.点C和点M 解析AB，MAB，M. 又l，Ml，M. 根据公理3可知，M在与的交线上. 同理可知，点C也在与的交线上. 6 12345 6.如图

6、为正方体表面的一种展开图，则图中的四条线段AB，CD，EF，GH 在原正方体中互为异面的对数为_. 解析平面图形的翻折应注意翻折前后相对位置的变化， 则AB，CD，EF和GH在原正方体中， 显然AB与CD，EF与GH，AB与GH都是异面直线， 而AB与EF相交，CD与GH相交，CD与EF平行. 故互为异面的直线有且只有3对. 3 6 2题型分类深度剖析 PART TWO 题型一平面基本性质的应用 例1如图所示，在正方体ABCDA1B1C1D1中，E，F分别是AB和AA1的中点. 求证： (1)E，C，D1，F四点共面； 师生共研师生共研 证明如图，连接EF，CD1，A1B. E，F分别是AB，

7、AA1的中点， EFBA1. 又A1BD1C，EFCD1， E，C，D1，F四点共面. (2)CE，D1F，DA三线共点. 证明EFCD1，EFCD1， CE与D1F必相交， 设交点为P，如图所示. 则由PCE，CE平面ABCD，得P平面ABCD. 同理P平面ADD1A1. 又平面ABCD平面ADD1A1DA， P直线DA，CE，D1F，DA三线共点. 共面、共线、共点问题的证明 (1)证明共面的方法：先确定一个平面，然后再证其余的线(或点)在这个 平面内；证两平面重合. (2)证明共线的方法：先由两点确定一条直线，再证其他各点都在这条直 线上；直接证明这些点都在同一条特定直线上. (3)证明

8、线共点问题的常用方法是：先证其中两条直线交于一点，再证其他 直线经过该点. 思维升华 跟踪训练1如图，在空间四边形ABCD中，E，F分别是AB，AD的中点，G， H分别在BC，CD上，且BGGCDHHC12. (1)求证：E，F，G，H四点共面； 证明E，F分别为AB，AD的中点， EFBD. GHBD，EFGH. E，F，G，H四点共面. (2)设EG与FH交于点P，求证：P，A，C三点共线. 证明EGFHP，PEG，EG平面ABC， P平面ABC.同理P平面ADC. P为平面ABC与平面ADC的公共点. 又平面ABC平面ADCAC， PAC，P，A，C三点共线. 题型二判断空间两直线的位置

9、关系 例2(1)若直线l1和l2是异面直线，l1在平面内，l2在平面内，l是平面与平 面的交线，则下列命题正确的是 A.l与l1，l2都不相交 B.l与l1，l2都相交 C.l至多与l1，l2中的一条相交 D.l至少与l1，l2中的一条相交 师生共研师生共研 解析由直线l1和l2是异面直线可知l1与l2不平行，故l1，l2中至少有一条与l相 交.故选D. (2)如图，在正方体ABCDA1B1C1D1中，点E，F分别在A1D，AC上，且A1E 2ED，CF2FA，则EF与BD1的位置关系是 A.相交但不垂直 B.相交且垂直 C.异面 D.平行 解析连接D1E并延长，与AD交于点M， 由A1E2E

10、D，可得M为AD的中点， 连接BF并延长，交AD于点N， 因为CF2FA，可得N为AD的中点， 所以M，N重合，所以EF和BD1共面， 所以EFBD1. 空间中两直线位置关系的判定，主要是异面、平行和垂直的判定.异面直线可 采用直接法或反证法；平行直线可利用三角形(梯形)中位线的性质及线面平 行与面面平行的性质定理；垂直关系往往利用线面垂直或面面垂直的性质来 解决. 思维升华 跟踪训练2(1)已知直线a，b分别在两个不同的平面，内，则“直线a和 直线b相交”是“平面和平面相交”的 A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 解析若直线a和直线b相交，则平面和

11、平面相交； 若平面和平面相交，那么直线a和直线b可能平行或异面或相交，故选A. (2)如图所示，正方体ABCDA1B1C1D1中，M，N分别为棱C1D1，C1C的中点， 有以下四个结论： 直线AM与CC1是相交直线； 直线AM与BN是平行直线； 直线BN与MB1是异面直线； 直线AM与DD1是异面直线. 其中正确的结论为_.(注：把你认为正确的结论序号都填上) 解析因为点A在平面CDD1C1外，点M在平面CDD1C1内，直线CC1在平面 CDD1C1内，CC1不过点M，所以AM与CC1是异面直线，故错； 取DD1中点E，连接AE，则BNAE，但AE与AM相交，故错； 因为B1与BN都在平面BC

12、C1B1内，M在平面BCC1B1外，BN不过点B1，所以BN 与MB1是异面直线，故正确； 同理正确，故填. 题型三求两条异面直线所成的角 师生共研师生共研 例3(2019盘锦模拟)如图，在底面为正方形，侧棱垂直于底面的四棱 柱ABCDA1B1C1D1中，AA12AB2，则异面直线A1B与AD1所成角的 余弦值为 解析连接BC1，易证BC1AD1， 则A1BC1即为异面直线A1B与AD1所成的角. 连接A1C1，由AB1，AA12， 引申探究 AB1，AA1t. 用平移法求异面直线所成的角的三个步骤 (1)一作：根据定义作平行线，作出异面直线所成的角； (2)二证：证明作出的角是异面直线所成的

13、角； (3)三求：解三角形，求出所作的角. 思维升华 解析如图，因为ABCD， 所以AE与CD所成角为EAB. 在RtABE中，设AB2， 直观想象是指借助几何直观和空间想象感知事物的形态与变化，利用空 间形式特别是图形，理解和解决数学问题. 核心素养之直观想象 HEXINSUYANGZHIZHIGUANXIANGXIANGHEXINSUYANGZHIZHIGUANXIANGXIANG 立体几何中的线面位置关系 (1)证明：四边形BCHG是平行四边形； 证明由已知FGGA，FHHD， GHBC且GHBC， 四边形BCHG为平行四边形. (2)C，D，F，E四点是否共面？为什么？ BEFG且BE

14、FG， 四边形BEFG为平行四边形，EFBG. 由(1)知BGCH. EFCH，EF与CH共面. 又DFH，C，D，F，E四点共面. 素养提升平面几何和立体几何在点线面的位置关系中有很多的不同，借助 确定的几何模型，利用直观想象讨论点线面关系在平面和空间中的差异. 3课时作业 PART THREE 1.四条线段顺次首尾相连，它们最多可确定的平面个数为 A.4 B.3 C.2 D.1 12345678910111213141516 基础保分练 解析首尾相连的四条线段每相邻两条确定一个平面，所以最多可以确定 四个平面. 2.a，b，c是两两不同的三条直线，下面四个命题中，真命题是 A.若直线a，b

15、异面，b，c异面，则a，c异面 B.若直线a，b相交，b，c相交，则a，c相交 C.若ab，则a，b与c所成的角相等 D.若ab，bc，则ac 12345678910111213141516 解析若直线a，b异面，b，c异面，则a，c相交、平行或异面； 若a，b相交，b，c相交，则a，c相交、平行或异面； 若ab，bc，则a，c相交、平行或异面； 由异面直线所成的角的定义知C正确.故选C. 3.如图所示，平面平面l，A，B，ABlD，C，C l，则 平面ABC与平面的交线是 A.直线ACB.直线AB C.直线CDD.直线BC 12345678910111213141516 解析由题意知，Dl，

16、l，所以D， 又因为DAB，所以D平面ABC， 所以点D在平面ABC与平面的交线上. 又因为C平面ABC，C， 所以点C在平面与平面ABC的交线上， 所以平面ABC平面CD. 12345678910111213141516 4.如图所示，ABCDA1B1C1D1是长方体，O是B1D1的中点，直线A1C交平面 AB1D1于点M，则下列结论正确是 A.A，M，O三点共线 B.A，M，O，A1不共面 C.A，M，C，O不共面 D.B，B1，O，M共面 12345678910111213141516 解析连接A1C1，AC，则A1C1AC， A1，C1，A，C四点共面， A1C平面ACC1A1， MA

17、1C，M平面ACC1A1， 又M平面AB1D1， M在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上， 同理A，O在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上. A，M，O三点共线. 5.(2017全国)已知直三棱柱ABCA1B1C1中，ABC120，AB2，BC CC11，则异面直线AB1与BC1所成角的余弦值为 12345678910111213141516 12345678910111213141516 解析将直三棱柱ABCA 1B1C1补形为直四棱柱ABCD A1B1C1D1，如图所示，连接AD1，B1D1，BD. 由题意知ABC120，AB2，BCCC11， 在ABD中，由余弦定理知BD2A

18、B2AD22ABADcosDAB2212 221cos 603， 又AB1与AD1所成的角即为AB1与BC1所成的角， 图 12345678910111213141516 6.正方体AC1中，与面ABCD的对角线AC异面的棱有_条. 解析如图，在正方体AC1中，与面ABCD的对角线AC异面的棱有BB1，DD1， A1B1，A1D1，D1C1，B1C1，共6条. 6 12345678910111213141516 7.(2019东北三省三校模拟)若直线l平面，平面平面，则直线l与平面 的位置关系为_. l或l 解析直线l平面，平面平面， 直线l平面，或者直线l平面. 12345678910111

19、213141516 8.在三棱锥SABC中，G1，G2分别是SAB和SAC的重心，则直线G1G2与 BC的位置关系是_. 平行 12345678910111213141516 解析如图所示，连接SG1并延长交AB于M，连接SG2并延长交 AC于N，连接MN. G1G2MN， 易知MN是ABC的中位线，MNBC， G1G2BC. 12345678910111213141516 9.如图，已知圆柱的轴截面ABB1A1是正方形，C是圆柱下底面弧AB的中点， C1是圆柱上底面弧A1B1的中点，那么异面直线AC1与BC所成角的正切值为_. 12345678910111213141516 解析取圆柱下底面

20、弧AB的另一中点D，连接C1D，AD， 因为C是圆柱下底面弧AB的中点， 所以ADBC，所以直线AC1与AD所成的角即为异面直线 AC1与BC所成的角，因为C1是圆柱上底面弧A1B1的中点， 所以C1D垂直于圆柱下底面，所以C1DAD. 12345678910111213141516 10.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，GH与EF平行；BD与MN为异面直线； GH与MN成60角；DE与MN垂直. 以上四个命题中，正确命题的序号是_. 12345678910111213141516 解析还原成正四面体ADEF，其中H与N重合，A

21、，B，C三点重合. 易知GH与EF异面，BD与MN异面. 连接GM，GMH为等边三角形， GH与MN成60角， 易证DEAF，又MNAF，MNDE. 因此正确命题的序号是. 12345678910111213141516 11.如图所示，A是BCD所在平面外的一点，E，F分别是BC，AD的中点. (1)求证：直线EF与BD是异面直线； 证明假设EF与BD不是异面直线， 则EF与BD共面，从而DF与BE共面， 即AD与BC共面， 所以A，B，C，D在同一平面内， 这与A是BCD所在平面外的一点相矛盾. 故直线EF与BD是异面直线. 12345678910111213141516 (2)若ACBD

22、，ACBD，求EF与BD所成的角. 解取CD的中点G，连接EG，FG，则ACFG，EGBD， 所以相交直线EF与EG所成的角， 即为异面直线EF与BD所成的角. 又因为ACBD，则FGEG. 在RtEGF中，由EGFG AC，求得FEG45， 即异面直线EF与BD所成的角为45. (1)三棱锥PABC的体积； 12345678910111213141516 12345678910111213141516 (2)异面直线BC与AD所成角的余弦值. 12345678910111213141516 解如图，取PB的中点E，连接DE，AE，则EDBC， 所以ADE(或其补角)是异面直线BC与AD所成的

23、角 13.平面过正方体ABCDA1B1C1D1的顶点A，平面CB1D1，平面 ABCDm，平面ABB1A1n，则m，n所成角的正弦值为 12345678910111213141516 技能提升练 12345678910111213141516 解析如图所示，设平面CB1D1平面ABCDm1， 平面CB1D1，则m1m， 又平面ABCD平面A1B1C1D1， 平面CB1D1平面A1B1C1D1 B1D1，B1D1m1， B1D1m，同理可得CD1n. 故m，n所成角的大小与B1D1，CD1所成角的大小相等，即CD1B1的大小. 又B1CB1D1CD1(均为面对角线)， 14.一个正方体纸盒展开后如图所示，在原正方体纸盒中有如下结论： 12345678910111213141516 ABEF；AB与CM所成的角为60；EF与MN是异面直线；MNCD. 以上四个命题中，正确命题的序号是_. 解析如图，ABEF，正确； 显然ABCM，所以不正确； EF与MN是异面直线，所以正确； MN与CD异面，并且垂直，所以不正确，则正确的是. 12345678910111213141516 12345678910111213141516 15.如图，正方形ACDE与等腰直角三角形A