《(新課改省份專用)2022年高考數(shù)學一輪復習 第七章 立體幾何 第三節(jié) 直線、平面平行的判定與性質(zhì)講義(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(新課改省份專用)2022年高考數(shù)學一輪復習 第七章 立體幾何 第三節(jié) 直線、平面平行的判定與性質(zhì)講義(含解析)(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、(新課改省份專用)2022年高考數(shù)學一輪復習 第七章 立體幾何 第三節(jié) 直線、平面平行的判定與性質(zhì)講義(含解析)
直線與平面平行的判定定理和性質(zhì)定理
文字語言
圖形語言
符號語言
判定定理
平面外一條直線與此平面內(nèi)的一條直線平行,則該直線與此平面平行(線線平行?線面平行)
l∥a,a?α,l?α?l∥α
性質(zhì)定理
一條直線與一個平面平行,則過這條直線的任一平面與此平面的交線與該直線平行(線面平行?線線平行)
l∥α,l?β,
α∩β=b?l∥b
一、判斷題(對的打“√”,錯的打“×”)
(1)若一條直線和平面內(nèi)一條直線平行,那么這條直線和這個平面平
2、行.( )
(2)若直線a∥平面α,P∈α,則過點P且平行于直線a的直線有無數(shù)條.( )
(3)空間四邊形ABCD中,E,F(xiàn)分別是AB,AD的中點,則EF∥平面BCD.( )
答案:(1)× (2)× (3)√
二、填空題
1.若兩條直線都與一個平面平行,則這兩條直線的位置關(guān)系是________________.
答案:平行、相交或異面
2.若直線a∩直線b=A,a∥平面α,則b與α的位置關(guān)系是____________________.
解析:因為a∥α,∴a與平面α沒有公共點,若b?α,則A∈α,
又A∈a,此種情況不可能.∴b∥α或b與α相交.
答案:b∥α或b與
3、α相交
3.如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E為DD1的中點,則BD1與平面AEC的位置關(guān)系為________.
答案:平行
考法一 線面平行的判定
[例1] 如圖,空間幾何體ABCDFE中,四邊形ADFE是梯形,且EF∥AD,P,Q分別為棱BE,DF的中點.求證:PQ∥平面ABCD.
[證明] 法一:如圖,取AE的中點G,連接PG,QG.
在△ABE中,PB=PE,AG=GE,所以PG∥BA,
又PG?平面ABCD,BA?平面ABCD,
所以PG∥平面ABCD.
在梯形ADFE中,DQ=QF,AG=GE,所以GQ∥AD,
又GQ?平面
4、ABCD,AD?平面ABCD,
所以GQ∥平面ABCD.
因為PG∩GQ=G,PG?平面PQG,GQ?平面PQG,
所以平面PQG∥平面ABCD.
又PQ?平面PQG,所以PQ∥平面ABCD.
法二:如圖,連接EQ并延長,與AD的延長線交于點H,連接BH.
因為EF∥DH,所以∠EFQ=∠HDQ,
又FQ=QD,∠EQF=∠DQH,
所以△EFQ≌△HDQ,所以EQ=QH.
在△BEH中,BP=PE,EQ=QH,所以PQ∥BH.
又PQ?平面ABCD,BH?平面ABCD,
所以PQ∥平面ABCD.
考法二 線面平行性質(zhì)定理的應(yīng)用
[例2] 如圖所示,四邊形ABC
5、D是平行四邊形,點P是平面ABCD外一點,M是PC的中點,在DM上取一點G,過G和AP作平面交平面BDM于GH.
求證:AP∥GH.
[證明] 如圖所示,連接AC交BD于點O,連接MO,
∵四邊形ABCD是平行四邊形,
∴O是AC的中點,
又M是PC的中點,∴AP∥MO.
又MO?平面BMD,AP?平面BMD,
∴AP∥平面BMD.
∵平面PAHG∩平面BMD=GH,
且AP?平面PAHG,
∴AP∥GH.
線面平行問題的解題關(guān)鍵
(1)證明直線與平面平行的關(guān)鍵是設(shè)法在平面內(nèi)找到一條與已知直線平行的直線,解題的思路是利用幾何體的特征,合理利用中位線定理、線面平行的性
6、質(zhì),或者構(gòu)造平行四邊形、尋找比例式證明兩直線平行.
(2)應(yīng)用線面平行性質(zhì)定理的關(guān)鍵是確定交線的位置,有時需要經(jīng)過已知直線作輔助平面來確定交線.
1.在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=4,CB=2,AA1=2,∠ACB=60°,E,F(xiàn)分別是A1C1,BC的中點.證明:C1F∥平面ABE.
證明:取AC的中點M,連接C1M,F(xiàn)M,
在△ABC中,F(xiàn)M∥AB,
而FM?平面ABE,AB?平面ABE,
∴FM∥平面ABE,
在矩形ACC1A1中,E,M都是中點,
∴C1M∥AE,
而C1M?平面ABE,AE?平面ABE,
∴C1M∥平面ABE,
∵C1M∩FM=M,
7、
∴平面ABE∥平面FMC1,
又C1F?平面FMC1,
故C1F∥平面ABE.
2.如圖,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,E為線段AD上的任意一點(不包括A,D兩點),平面CEC1與平面BB1D交于FG.
證明:FG∥平面AA1B1B.
證明:在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,BB1∥CC1,BB1?平面BB1D,CC1?平面BB1D,
所以CC1∥平面BB1D.
又CC1?平面CEC1,平面CEC1與平面BB1D交于FG,
所以CC1∥FG.
因為BB1∥CC1,所以BB1∥FG.
而BB1?平面AA1B1B,F(xiàn)G?平面AA1B1B,
所以FG∥平面AA1
8、B1B.
突破點二 平面與平面平行的判定與性質(zhì)
平面與平面平行的判定定理和性質(zhì)定理
文字語言
圖形語言
符號語言
判定定理
一個平面內(nèi)的兩條相交直線與另一個平面平行,則這兩個平面平行(線面平行?面面平行)
a∥β,b∥β,a∩b=P,a?α,b?α?α∥β
性質(zhì)定理
如果兩個平行平面同時和第三個平面相交,那么它們的交線平行
α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b?a∥b
一、判斷題(對的打“√”,錯的打“×”)
(1)如果一個平面內(nèi)的兩條直線平行于另一個平面,那么這兩個平面平行.( )
(2)若一個平面內(nèi)有無數(shù)條直線與另一個平面平行,則這兩個平
9、面平行.( )
(3)如果兩個平面平行,那么分別在這兩個平面內(nèi)的兩條直線平行或異面.( )
(4)若兩個平面平行,則一個平面內(nèi)的直線與另一個平面平行.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√
二、填空題
1.設(shè)α,β,γ為三個不同的平面,a,b為直線,給出下列條件:
①a?α,b?β,a∥β,b∥α;②α∥γ,β∥γ;③α⊥γ,β⊥γ.
其中能推出α∥β的條件是________.(填上所有正確的序號)
答案:②
2.已知平面α∥β,直線a?α,有下列命題:
①a與β內(nèi)的所有直線平行;
②a與β內(nèi)無數(shù)條直線平行;
③a與β內(nèi)的任意一條直線都不垂直.
其
10、中真命題的序號是________.
解析:由面面平行和線面平行的性質(zhì)可知,過a與β相交的平面與β的交線才與a平行,故①錯誤;②正確;平面β內(nèi)的直線與直線a平行,異面均可,其中包括異面垂直,故③錯誤.
答案:②
3.如圖,α∥β,△PAB所在的平面與α,β分別交于CD,AB,若PC=2,CA=3,CD=1,則AB=________.
解析:∵α∥β,∴CD∥AB,則=,
∴AB===.
答案:
[典例] 如圖,ABCD是邊長為3的正方形,DE⊥平面ABCD,AF⊥平面ABCD,DE=3AF=3.
證明:平面ABF∥平面DCE.
[證明] 法一:應(yīng)用面面平行的判定定理證明
11、因為DE⊥平面ABCD,AF⊥平面ABCD,
所以DE∥AF,因為AF?平面DCE,DE?平面DCE,所以AF∥平面DCE,
因為四邊形ABCD是正方形,所以AB∥CD,因為AB?平面DCE,所以AB∥平面DCE,
因為AB∩AF=A,AB?平面ABF,AF?平面ABF,所以平面ABF∥平面DCE.
法二:利用兩個平面內(nèi)的兩條相交直線分別平行證明
因為DE⊥平面ABCD,AF⊥平面ABCD,
所以DE∥AF,
因為四邊形ABCD為正方形,所以AB∥CD.
又AF∩AB=A,DE∩DC=D,
所以平面ABF∥平面DCE.
法三:利用垂直于同一條直線的兩個平面平行證明
因為D
12、E⊥平面ABCD,
所以DE⊥AD,在正方形ABCD中,AD⊥DC,
又DE∩DC=D,
所以AD⊥平面DEC.
同理AD⊥平面ABF.
所以平面ABF∥平面DCE.
[方法技巧]
判定面面平行的4種方法
(1)利用定義:即證兩個平面沒有公共點(不常用).
(2)利用面面平行的判定定理(主要方法).
(3)利用垂直于同一條直線的兩平面平行(客觀題可用).
(4)利用平面平行的傳遞性,即兩個平面同時平行于第三個平面,則這兩個平面平行(客觀題可用).
[針對訓練]
1.(2019·南昌模擬)如圖,在四棱錐P-ABCD中,∠ABC=∠ACD=90°,∠BAC=∠CAD=
13、60°,PA⊥平面ABCD,PA=2,AB=1.設(shè)M,N分別為PD,AD的中點.
(1)求證:平面CMN∥平面PAB;
(2)求三棱錐P-ABM的體積.
解:(1)證明:∵M,N分別為PD,AD的中點,
∴MN∥PA.
∵MN?平面PAB,PA?平面PAB,
∴MN∥平面PAB.
在Rt△ACD中,∠CAD=60°,CN=AN,∴∠ACN=60°.
又∠BAC=60°,∴CN∥AB.
∵CN?平面PAB,AB?平面PAB,
∴CN∥平面PAB.
又CN∩MN=N,
∴平面CMN∥平面PAB.
(2)由(1)知,平面CMN∥平面PAB,
∴點M到平面PAB的距離等于點
14、C到平面PAB的距離.
由AB=1,∠ABC=90°,∠BAC=60°,
∴BC=,
∴三棱錐P-ABM的體積V=VM-PAB=VC-PAB=VP-ABC=××1××2=.
2.(2019·西安調(diào)研)如圖,在多面體ABCDEF中,AD∥BC,AB⊥AD,F(xiàn)A⊥平面ABCD,F(xiàn)A∥DE,且AB=AD=AF=2BC=2DE=2.
(1)若M為線段EF的中點,求證:CM∥平面ABF;
(2)求多面體ABCDEF的體積.
解:(1)證明:取AD的中點N,連接CN,MN,
∵AD∥BC且AD=2BC,
∴AN∥BC且AN=BC,
∴四邊形ABCN為平行四邊形,
∴CN∥AB.
∵M是EF的中點,∴MN∥AF.
又CN∩MN=N,AB∩AF=A,
∴平面CMN∥平面ABF.
又CM?平面CMN,∴CM∥平面ABF.
(2)∵FA⊥平面ABCD,∴FA⊥AB.
又AB⊥AD,且FA∩AD=A,
∴AB⊥平面ADEF,即CN⊥平面ADEF.
連接AC,則多面體ABCDEF的體積VABCDEF=VF-ABC+VC-ADEF=××2×1×2+××(1+2)×2×2=.