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文档简介
§7.4空间直线、平面的平行
【课标要求】1.理解空间中直线与直线、直线与平面、平面与平面的平行关系,并加以证明2掌握直线与平
面、平面与平面平行的判定与性质,并会简单应用.
・落实主干知识・
1.线面平行的判定定理和性质定理
文字语言图形语言符号语言
如果平面外一条直线
与此平面内的i条直——a
判定定理/____b/bua}=a//a
线平行,那么该直线h____/a^_b)
与此平面平行
一条直线与一个平面
平行,如果过该直线
\=^a//b
性质定理的平面与此平面相
ar\p=b)
交,那么该直线与交
线平行
2.面面平行的判定定理和性质定理
文字语言图形语言符号语言
如果一个平面内
判auB)
的两条相交直线bu6
定
与另个平面平aC\b=P
定a〃a
行,那么这两个口
理b〃a,
平面平行
两个平面平行,
性
如果另一个平面a〃)、
质
与这两个平面担afly=a,=。〃b
定/?Ay=b
交,那么两条交严t
理
级平行
B自主诊断
1.判断下列结论是否正确.(请在括号中打“4”或“X”)
(1)若一条直线平行于一个平面内的一条直线,则这条直线平行于这个平面.(X)
(2)若直线。与平面。内无数条直线平行,则a〃a.(X)
(3)若直线au平面«,直线从=平面“,a//b,则a//p.(X)
(4)如果两个平面平行,那么分别在这两个平面内的两条直线也互相平行.(X)
2.如果直线a〃平面”,那么直线。与平面a内的()
A.—条直线不相交
B.两条直线不相交
C.无数条直线不相交
D.任意一条直线都不相交
答案D
解析因为直线。〃平面a,直线。与平面a无公共点,因此直线。与平面a内的任意一条直线都不相交.
3.设有两条不同的直线〃?,〃和两个不同的平面a,P,则下列命题正确的是()
A.若tn//a,n//af则m//n
B.若〃?〃a,/n〃£,则a〃/?
C.若m//〃,in//a,则n//a
D.若a//fifmc.a,则m//fi
答案D
解析若m//a,n//a,则in,n且以平行、相交或异面,故A错误;
若,m///i,则a〃夕或a/相交,故B错误;
若mi/n,m//a,则n//a或〃UQ,故C错误;
若a//p,mca,则m//p,故D正确.
4.如图是长方体被一平面截后得到的几何体,四边形ErG”为截面,则四边形的形状为.
答案平行四边形
解析,・,平面A8五石〃平面DCGH,
又平面平面ABFE=EF,
平面EFGHC平面DCGH=HG,
・・・石尸〃”6.同理工”〃尸6,
四边形EFGH是平行四边形.
回微点提醒
1.掌握三种平行关系的转化
________________性质定理
行一P一判定定理二KF一一定定理4工b一
线线叫FST线面叫面面平仃
2.灵活应用以下结论
⑴垂直于同一条直线的两个平面平行,即若川,则。〃佚
(2)平行于同一个平面的两个平面平行,即若a〃夕,p//y,则a〃y.
(3)垂直于同一个平面的两条直线平行,即。_1扇b上a,则。〃儿
(4)若a〃夕,aua,则4〃伙
---------------------------探究核心题型---------
题型一直线与平面平行的判定与性质
命题点1直线与平面平行的判定
例1如图,在四棱锥/MBCO中,底面A3CO为梯形,AB/7CD,AB=2,CD=4,E为PC的中点.
求证:BE〃平面PAD
证明方法一如图,取P。的中点尸,连接£7"£4.
由题意知E尸为△PQC的中位线,
C.EF//CD,且EF=1CD=2.
又•:AB〃CD,AB=2,CD=4,C.AB^EF,
・•・四边形尸为平行四边形,
:.BE//AF.
又AR=平面PAD,BEU平面PAD,
,8七〃平面PAD.
方法二如图,延长D4,相交于H,连接PH,
'JAB//CD,AB=2,CD=4,
•・HC~CD~2,
即8为的中点,
又E为PC的中点、:,BE"PH,
又跳五平面PAD,PHu平面PAD,
."E〃平面PAD.
方法三如图,取C。的中点〃,连接HE,
TE为PC的中点,
J.EH//PD,
又平面PAD,POu平面PAD,
••・E〃〃平面PAD,
又由题意知,
••・四边形A3”。为平行四边形、:.BH//AD,
又AOu平面PAD,平面PAD,
・・・8,〃平面PAD,
又BHCEH=H,BH,EHu平面BHE,
,平面BHE〃平面PAD,
又BEu平面BHE,.'.BE〃平面PAD.
命题点2直线与平面平行的性质
例2如图所示,在四棱锥RA8C。中,四边形A4C。是平行四边形,M是PC的中点,在。用上取一
点G,过G和PA作平面交BD于点H.
B
求证:PA//GH.
证明如图所示,连接AC交8。于点O,连接。例.
I
奉,
•・•四边形A8CQ是平行四边形,・・・。是AC的中点,
又M是尸C的中点,
:.PA//OM,
又OMu平面BMD,P4U平面BMD,
平面BMD,
又P4u平面PAHG,平面P4”Gn平面BMD=GH,,PA//GH.
思维升华(1)判断或证明线面平行的常用方法
①利用线面平行的定义(无公共点).
②利用线面平行的判定定理(。仁。,baa,a//b=>a//a).
③利用面面平行的性质S〃/y,au(i=a〃[,).
④利用面面平行的性质(a〃夕,a(tp,a//a=^a//p).
(2)应用线面平行的性质定理的关键是确定交线的位置,有时需要经过已知直线作辅助平面确定交线.
跟踪训练1如图,四边形A8CO为长方形,点E,厂分别为A。,QC的中点.设平面QDCn平面
PBE=l.
证明:
(1)。尸〃平面PBE;
(2)。尸〃/.
证明(I)取P8的中点G,连接FG,EG,
因为点尸为PC的中点,
所以FG//BC,FG=^BC,
因为四边形ABC。为长方形,
所以BC//AD,且BC=AD,
所以DE//FG,DE=FG,
所以四边形QEGF为平行四边形,
所以DF//GE,
因为平面PBE,GEu平面PBE,所以〃平面PBE.
⑵由(1)知〃平面PBE,
又OPu平面PDC,平面POCD平面PBE=l,
所以DF〃/.
题型二平面与平面平行的判定与性质
例3(1)如图,在三棱柱A3C-4&G中,D,E,尸分别是棱囱G,AC,8c的中点.证明:4。〃平面
C\EF
证明连接。D
因为E,产分别是棱AC,8C的中点,所以EF//AB.
因为ER=平面C\EF,ABU平面CiEF,
所以A8〃平面C\EF.
因为D,尸分别是棱巴G,8c的中点,所以BF7/GD,BF=C]D,
所以四边形BDGP是平行四边形,则BD//CxF.
因为GFu平面GEF,BQC平面CtEF,所以8。〃平面GEF.
因为ABCBD=B,AI3,"Ou平面ABD,
所以平面AA。〃平面CiEF,
因为AOu平面A8O,所以AO〃平面GEF.
(2)如图所示,A4,8%为圆台的两条不同的母线,。”。分别为圆台的上、下底面圆的圆心.求证:
AiBi/7AB.
证明•・•圆台可以看做是由平行于圆锥底面的平面去截圆锥而得到,
.••圆台的母线也就是生成这个圆台的圆锥相应母线的一部分.
・•・母线A4与母线881的延长线必交于一点,
,4,3,,四点共面.
;圆。i〃圆0,且平面ABBACY0尸48,平面ABBAC圆O=AB.
「・4向〃A8.
思维升华(1)证明面面平行的常用方法
①利用面面平行的判定定理.
②利用垂直于同一条直线的两个平面平行(/,/_L.=a〃0.
③利用面面平行的传递性,即两个平面同时平行于第三个平面,则这两个平面平行(。〃夕,
(2)当已知两平面平行时,可以得出线面平行,如果要得出线线平行,必须是与第三个平面的交线.
跟踪训练2如图所示,在三棱柱A8C-4BG中,过BC的平面与上底面48G交于GH(G”与SG
不重合).
(1)求证:BC//GH;
(2)若E,F,G分别是AB,AC,A向的中点,求证:平面E尸4〃平面8C”G.
证明(1)・・•在三棱柱中,
,平面ABC〃平面A山]G,
又•・•平面BCUGA平面ABC=BC,
且平面8C”Gn平面AiBiG=GH,
・•・由面面平行的性质定理得BC//GH.
⑵・・,E,尸分别为AB,AC的中点,
:.EF//BC,
BCHG,8Cu平面I3CHG,
・・・EF〃平面BCHG.
又G,E分别为4片,A8的中点
:.AxG^=EB,
J四边形4EBG是平行四边形,・・・AE〃G8.
•••AiEC平面BCHG,GBu平面BCHG,
・・・4E〃平面BCHG.
又〈AiECEF=E,A]E,石尸u平面EFA一
・•・平面EF4〃平面BCHG.
题型三平行关系的综合应用
例4如图,在斜三棱柱/WC-A出G中,D,。分别为AC,4G上的点.
用A\DiC\
B
⑴当当为何值时,8G〃平面ABQi;
(2)若平面8G。〃平面4E5,求竽I勺值.
解(1)当黑1=1时,〃平面A加。i.
如图,连接A山交八8于点。,连接0U.
由棱柱的性质知,四边形4AB历为平行四边形,
・••点。为A小的中点.
在△4BG中,O,。1分别为AxB,A1C1的中点,
:・OD、〃BC\.
又OQu平面ABiDi,8GC平面ABD,
・・・8G〃平面ABA.
,当黑1=1时,BG〃平面ABB.
01cl
(2)由已知,平面8GD〃平面ABIOI,且平面平面,平面48GCI平面A8Qi=OQ].
因此BG〃O。,同理AO/OG.
♦A[D]_Ai。i4[D[_DC
**DiCi~OB,-iCj4Z/
又黑=1,••考=1,即M:i.
OBADDC
思维升华解决面面平行问题的关键点
(1)在解决线面、面面平行的判定时,一般遵循从“线线平行”到“线面平行”,再到“面面平行”;而在
应用性质定理时,其顺序恰好相反,但也要注意,转化的方向总是由题目的具体条件而定,绝不可过于
“模式化”.
(2)解答探索性问题的基本策略是先假设,再严格证明,先猜想再证明是学习和研究的重要思想方法.
跟踪训练3如图,在四棱锥A-BCOEU」,N是8c的中点,四边形8CDE为平行四边形.试探究在线
段AE上是否存在点M,使得MN〃平面ACO?若存在,请确定M点的位置,并给予证明;若不存在,
请说明理由.
解在线段AE上存在点M,且M为AE的中点,使得MN〃平面ACD
证明如下:
取A0的中点G,连接CG,GM,如图.
因为M为AE的中点,
所以GM//DE,且GM=^DE.
因为“为的中点,且四边形BCDE为平行四边形,所以CN//DE,且CN=^DE,
所以GM//CN,且GM=CN,
所以四边形CNMG为平行四边形.
所以GC//MN.
因为GCu平面ACD,MNU平面ACD,
所以MN〃平面ACD
课时精练
[分值:90分]
I。知识过关
一、单项选择题(每小题5分,共30分)
1.已知两个不同的平面a,£和两条不同的直线/〃,小下面四个命题中,正确的是()
A.若in//〃,〃ua,则in//a
B.若〃7〃a,〃〃a且〃?u/?,则a〃夕
C.若〃z〃",〃u",则〃/〃〃
D.若inYa,m-L/i,则a//p
答案D
解析对于A,若m//n,〃ua,则in//a或mua,故A错误;
对于B,当m//a,n//a,mu”,nuQ且in与n相交时,a//P,故B错误;
对于C,若in//a,〃UQ,则用〃〃或m与n异面,故C错误;
对于D,由线面垂直的性质可以证得,故D正确.
2.如图,已知P为四边形48C。外一点,E,尸分别为8。,P。上的点,若E"〃平面P8C,贝小)
\.EF//PA
B.EF//PB
C.EF!/PC
D.以上均有可能
答案B
解析由线面平行的性质定理可知EV〃夕正
3.(2025・贵阳模拟)设/为直线,a为平面,则/〃"的一个充要条件是()
A.a内存在一条直线与/平行
B./平行a内无数条直线
C.垂直于a的直线都垂直于/
D.存在一个与a平行的平面经过/
答案D
解析对于A中,由。内存在一条直线与/平行,则/〃a或/ua,所以A不正确;
对于B中,由/平行a内无数条直线,则/〃a或/ua,所以B不正确;
对于C中,由垂直于a的直线都垂直于I,则/〃a或lua,所以C不正确;
对于D中,如图所示,由/〃a,在直线/上任取一点P作直线a,使得a//a,因为/fla=P且I,仁平面p,
所以a//p,即充分性成立;反之,若存在一个与a平行的平面经过/,根据面面平行的性质,可得l//u.,
即必要性成立,所以D正确.
4.已知P为△ABC所在平面外一点,平面a〃平面A8C,且Q分别交线段PA,PB,PC于点、A',方,C,
若PA':AA'=2:3,则Swsc:Sase等于()
A.2:3B.2:5
C.4:9D.4:25
答案D
解析•・•平面a〃平面A8C,
^A'CV/AC,A'BV/AB,BC//BC,
:SWBC::PA)2,
又PA':AAf=2:3,:,PA':PA=2:5,
SAABC':SA.A8c=4:25.
5.(2024•衡水模拟)如图,Q为平行四边形ABC。所在平面外一点,石为4。的中点,F为PC上一点、,当PA
〃平面E8F时,£等于()
答案D
解析连接AC交8E于点G,连接产G,因为PA〃平面EBF,PAu平面PAC,平面PACCl平面EBF=FG,
所以PA//FG,所以登二区又AO〃8C,E为4。的中点,
所以冷祟J所以会提
6.(2025・广州模拟)如图,在三棱柱A8C-A向G中,AM=2MAlfBN=2NBi,过MN作一平面分别交底面
△ABC的边8C,AC于点E,F,则(
\.MF〃EB
B.Ai&〃NE
C.四边形MNE/为平行四边形
D.四边形MNE/为梯形
答案D
解析由于8,E,尸三点共面,尸£平面BEF,
MC平面BEF,EB不过点尸,故加尸,E8为异面直线,故A错误;
由于当,N,E三点共面,田£平面8WE,A任平面8WE,NE不过点巴,故481,N£为异面直线,故B
错误;
•・•在平行四边形中,AM=2M4,
BN=2NB\,:・AM〃BN,AM=BN,
故四边形AMN8为平行四边形,.*MN〃A8.
又平面ABC,ABu平面ABC,
.'MN〃平面48c.
又MWu平面MNEF,平面MNE/n平面ABC=EF,:.MN//EF,:.EF//AB,
显然在△48。中,EFWAB,:.EFWMN,
・•・四边形MNE/为梯形,故C错误,D正确.
二、多项选择题(每小题6分,共12分)
7.下列说法不正确的有()
A.若两条直线和同一个平面所成的角相等,则这两条直线平行
B.若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等,则这两个平面平行
C.若一条直线平行于两个相交平面,则这条直线与这两个平面的交线平行
D.若两个平面都垂直于第三个平面,则这两个平面平行
答案ABD
解析若两条直线和同一平面所成的角相等,这两条直线可能立行,也可能异面,也可能相交,故A错误;
若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等,这两个平面可能平行,也可能相交,故B错误;由线面
平行的性质定理可知C正确;若两个平面垂直同一个平面,则两平面可以平行,也可以垂直,故D错误.
8.已知三棱台ABC-/T夕U,上、下底面边长之比为1:2,棱A8,BC,4c的中点分别为点M,P,N,则
下列结论错误的有()
A.A'N〃PC
B.A了与AC为异面直线
C.A8/平面AC了
D.平面AMN〃平面BCCB'
答案AC
解析对于A,因为4Nu平面A'C'CA,CW平面AVCA,PC平面A'C'CA,且CWA'N,所以ATV,PC是
异面直线,故A错误;
B
对于B,因为ACu平面ACCA,平面/VCC4,PC平面ACC4,且AqAC,所以4尸与AC为异面直
线,故B正确;
对于C,因为棱人8,8C的中点分别为点M,所以AC〃MP,因为AC//A'C,所以,可得
平面4cpM=M,故C错误;
对于D,因为A8,AC的中点分别为点M,N,所以MN//BC,因为MNC平面BCCB,ACu平面BCCB1,
所以WN〃平面BCCB',因为AC/ZA'C,A'C'=^AC=NC,所以四边形ACCN为平行四边形,可得A7V〃
CC,因为AMt平面BCCB,CCu平面BCCB',所以47V〃平面BCCE,因为MNCA'N=N,MN,A'Nu
平面/VMN,所以平面/TMN〃平面ACCE,故D正确.
三、填空题(每小题5分,共10分)
9.如图,a//p,△P48所在的平面与a,4分别交于CD,AB,若PC=2,CA=3,CD=1,则A8=.
答案|
解析、:a〃B,△PA8所在的平面与a,4分别交于CQ,/W,
J.CD//AB,贝IJ竺二殁,
PAAB
.iPAXCD5X15
..AD=---P-C-=--2--=-2.
10.如绍所示,在正四楂柱/WCO-ASG"中,E,F,G,”分别是棱CG,G。,0c的中点,N
是3c的中点,点M在四边形EFG〃及其内部运动,则M只需满足条件,就有MN
〃平面“由DOM注:请填上你认为正确的一个条件即可,不必考虑全部可能情况)
答案点M与点〃重合(点M在线段777上即可)
解析连接“N,尸“,RV(图略),
则EH//DDi,HN//BD,FHRHN=H,FH,HNu平面FHN,L)l)\,8Ou平面,
,平面/7/N〃平面BiBDDi,只需MSFH,
则MMz平面FHN,二MN〃平面&BDDi.
四、解答题(共28分)
11.(13分)如图,P为平行四边形ABC。所在平面外一点,M,N分别是A8,PC的中点.
AMB
(1)证明:MN〃平面PAD;(7分)
⑵若平面PAOn平面P8C”判断BC与/的位置关系,并证明你的结论.(6分)
⑴证明取C。中点。,连接M。,NQ.
因为M,N,。分别为48,PC,C。的中点,
故MQ〃A。,NQ//PD,
又M2c平面PAD,ADu平面PAD,
故M2〃平面PAD,同理NQ〃平面PAD.
又MQ,NQu平面MNQ,MQC\NQ=Q,
故平面MNQ〃平面PAD,
又MVu平面MNQ,故MN〃平面PAD.
(2)解BC//1,证明如下.
因为四边形A8C。为平行四边形,
H.AD//BC,
又BCU平面PAD,AOu平面PAD,
故8C〃平面PAD.
又平面P/Wn平面PBC=l,BCu平面PBC,
故BC〃l.
12.(15分)如图,在直四棱柱A8CQ-A出G。中,底面ABC如为正方形,E为棱的中点,48=2,44=3.
(1)求三棱锥4-BOE的体积;(6分)
⑵在。G上是否存在一点P,使得平面PAC〃平面E8D如果存在,请说明P点位置并证明;如果不存在,
请说明理由.(9分)
解⑴在直四棱柱A8CD-A囚G。中,44_1平面43。。,
所以P三棱椎八-/吸=丫三横锥E-ABD=-AE-S/.AHD
£«5
=-X-X-X2X2=l.
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