浙江省20届高考数学一轮 第8章 8.4 直线、平面平行的判定与性质
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1、8.4 直线、平面平行的判定与性质最新考纲 考情考向分析理解空间线面平行、面面平行的判定定理和性质定理.直线、平面平行的判定及其性质是高考中的重点考查内容,涉及线线平行、线面平行、面面平行的判定及其应用等内容题型主要以解答题的形式出现,解题要求有较强的推理论证能力,广泛应用转化与化归的思想.1线面平行的判定定理和性质定理文字语言 图形语言 符号语言判定定理平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行(简记为“线线平行线面平行”)Error!l性质定理一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行(简记为“ 线面平行线线平行”)Error!lb2.面面平
2、行的判定定理和性质定理文字语言 图形语言 符号语言判定定理一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行( 简记为“线面平行面面平行 ”)Error!性质定理如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行Error!ab概念方法微思考1一条直线与一个平面平行,那么它与平面内的所有直线都平行吗?提示 不都平行该平面内的直线有两类,一类与该直线平行,一类与该直线异面2一个平面内的两条相交直线与另一个平面内的两条相交直线分别对应平行,那么这两个平面平行吗?提示 平行可以转化为“一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行” ,这就是面面平行的判定定理题组一 思考辨析1判断下列结论是
3、否正确(请在括号中打 “”或“”)(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( )(2)平行于同一条直线的两个平面平行( )(3)如果一个平面内的两条直线平行于另一个平面,那么这两个平面平行( )(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平行或异面( )(5)若直线 a 与平面 内无数条直线平行,则 a.( )(6)若 ,直线 a,则 a.( )题组二 教材改编2P58 练习 T3平面 平面 的一个充分条件是( )A存在一条直线 a,a,aB存在一条直线 a,a,aC存在两条平行直线 a,b, a,b ,a,bD存在两条异面直线 a,b, a,b,a,b
4、答案 D解析 若 l,al,a,a, 则 a,a,故排除 A.若 l, a,al ,则a,故排除 B.若 l,a ,al ,b, bl, 则 a,b ,故排除 C.故选 D.3P62A 组 T3如图,在正方体 ABCDA 1B1C1D1 中,E 为 DD1 的中点,则 BD1 与平面AEC 的位置关系为_答案 平行解析 连接 BD,设 BDACO ,连接 EO,在BDD 1 中,E 为 DD1 的中点, O 为 BD 的中点,所以 EO 为BDD 1 的中位线 ,则 BD1EO,而 BD1平面 ACE,EO平面 ACE,所以 BD1平面 ACE.题组三 易错自纠4对于空间中的两条直线 m,n
5、和一个平面 ,下列命题是真命题的是( )A若 m ,n,则 mn B若 m,n,则 mnC若 m,n,则 mn D若 m ,n,则 mn答案 D解析 对 A,直线 m,n 可能平行、异面或相交,故 A 错误;对 B,直线 m 与 n 可能平行,也可能异面,故 B 错误;对 C,m 与 n 垂直而非平行,故 C 错误;对 D,垂直于同一平面的两直线平行,故 D 正确5若平面 平面 ,直线 a平面 ,点 B,则在平面 内且过 B 点的所有直线中( )A不一定存在与 a 平行的直线B只有两条与 a 平行的直线C存在无数条与 a 平行的直线D存在唯一与 a 平行的直线答案 A解析 当直线 a 在平面
6、内且过 B 点时,不存在与 a 平行的直线,故选 A.6设 , 为三个不同的平面,a,b 为直线,给出下列条件:a,b, a ,b; , ; , ;a,b,ab.其中能推出 的条件是_ (填上所有正确的序号)答案 解析 在条件或条件中, 或 与 相交;由 , ,条件满足;在中,a,abb,又 b,从而 ,满足题型一 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 (2018绍兴模拟)如图,在直三棱柱 ABCA1B1C1 中,BAC90,ABAC2,点M,N 分别为 A1C1,AB 1 的中点(1)证明:MN平面 BB1C1C;(2)若 CMMN,求三棱锥 MNAC 的体积(1
7、)证明 连接 A1B,BC1,点 M,N 分别为 A1C1,A1B 的中点,所以 MN 为A 1BC1 的一条中位线,所以 MNBC 1,又 MN平面 BB1C1C,BC1平面 BB1C1C,所以 MN平面 BB1C1C.(2)解 设点 D,E 分别为 AB,AA1 的中点,AA 1a, 连接 ND,CD,则 CM2a 21,MN 21 ,CN2 5 ,a2 44 a2 84 a24 a2 204由 CMMN,得 CM2MN 2 CN2,解得 a ,2又 NE平面 AA1C1C,NE1 ,V 三棱锥 MNACV 三棱锥 NAMC SAMC NE13 2 1 .13 12 2 23所以三棱锥 M
8、NAC 的体积为 .23命题点 2 直线与平面平行的性质例 2 在如图所示的几何体中,四边形 ABCD 是正方形,PA平面 ABCD,E,F 分别是线段AD,PB 的中点,PAAB1.(1)证明:EF平面 PDC;(2)求点 F 到平面 PDC 的距离(1)证明 取 PC 的中点 M,连接 DM,MF,M,F 分别是 PC,PB 的中点,MFCB,MF CB,12E 为 DA 的中点,四边形 ABCD 为正方形,DECB,DE CB,12MFDE ,MFDE,四边形 DEFM 为平行四边形,EFDM ,EF平面 PDC,DM平面 PDC,EF平面 PDC.(2)解 EF平面 PDC,点 F 到
9、平面 PDC 的距离等于点 E 到平面 PDC 的距离PA平面 ABCD,PADA ,在 Rt PAD 中,PAAD 1,DP ,2PA平面 ABCD,PACB,CBAB,PAABA,PA ,AB平面 PAB,CB平面 PAB,CBPB,则 PC ,3PD 2DC 2PC 2,PDC 为直角三角形,其中 PDCD,S PDC 1 ,12 2 22连接 EP,EC,易知 VEPDC V CPDE ,设 E 到平面 PDC 的距离为 h,CDAD,CDPA,ADPAA,AD,PA平面 PAD,CD平面 PAD,则 h 1 1,13 22 13 12 12h ,24F 到平面 PDC 的距离为 .2
10、4思维升华 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( a,b, aba) (3)利用面面平行的性质(,aa )(4)利用面面平行的性质(,a, aa)跟踪训练 1 (2019崇左联考) 如图,在四棱锥 PABCD 中,平面 PAC平面 ABCD,且PAAC,PA AD2,四边形 ABCD 满足 BCAD,AB AD ,ABBC1.点 E,F 分别为侧棱 PB,PC 上的点,且 (0) PEPB PFPC(1)求证:EF平面 PAD;(2)当 时,求点 D 到平面 AFB 的距离12(1)证明 (0), EFBC .PEPB PFPCBCA
11、D,EF AD.又 EF平面 PAD,AD平面 PAD,EF平面 PAD.(2)解 ,F 是 PC 的中点,12在 Rt PAC 中,PA2,AC ,2PC ,PA2 AC2 6PF PC .12 62平面 PAC平面 ABCD,且平面 PAC平面 ABCDAC,PAAC, PA平面 PAC,PA平面 ABCD,PABC .又 ABAD ,BCAD,BC AB,又 PAABA,PA,AB 平面 PAB,BC平面 PAB,BCPB,在 RtPBC 中,BF PC .12 62连接 BD,DF,设点 D 到平面 AFB 的距离为 d,在等腰三角形 BAF 中,BF AF ,AB1,62S ABF
12、,54又 SABD 1,点 F 到平面 ABD 的距离为 1,由 VFABD V DAFB ,得 11 d ,13 13 54解得 d ,455即点 D 到平面 AFB 的距离为 .455题型二 平面与平面平行的判定与性质例 3 如图所示,在三棱柱 ABCA 1B1C1 中,E ,F,G,H 分别是 AB,AC,A 1B1,A 1C1 的中点,求证:(1)B,C,H,G 四点共面;(2)平面 EFA1平面 BCHG.证明 (1)G,H 分别是 A1B1,A1C1 的中点,GH 是A 1B1C1 的中位线,GHB 1C1.又B 1C1BC,GHBC,B,C,H,G 四点共面(2)E,F 分别是
13、AB,AC 的中点,EFBC .EF平面 BCHG,BC平面 BCHG,EF平面 BCHG.又 G,E 分别为 A1B1,AB 的中点, A1B1AB 且 A1B1AB,A 1GEB,A 1GEB,四边形 A1EBG 是平行四边形,A 1EGB .又A 1E平面 BCHG,GB平面 BCHG,A 1E平面 BCHG.又A 1EEFE,A 1E,EF平面 EFA1,平面 EFA1平面 BCHG.引申探究1在本例中,若将条件“E,F, G,H 分别是 AB,AC,A1B1,A1C1 的中点”变为“D 1,D 分别为 B1C1,BC 的中点” ,求证:平面 A1BD1平面 AC1D.证明 如图所示,
14、连接 A1C,AC1,交于点 M,四边形 A1ACC1 是平行四边 形,M 是 A1C 的中点,连接 MD,D 为 BC 的中点,A 1BDM .A 1B平面 A1BD1,DM平面 A1BD1,DM 平面 A1BD1,又由三棱柱的性质知,D 1C1 BD 且 D1C1BD ,四边形 BDC1D1为平行四边 形,DC 1BD 1.又 DC1平面 A1BD1,BD1平面 A1BD1,DC 1平面 A1BD1,又 DC1DMD,DC 1,DM 平面 AC1D,因此平面 A1BD1平面 AC1D.2在本例中,若将条件“E,F, G,H 分别是 AB,AC,A1B1,A1C1 的中点”变为“点 D,D1
15、 分别是 AC,A1C1 上的点,且平面 BC1D平面 AB1D1”,试求 的值ADDC解 连接 A1B,AB1,交于点 O,连接 OD1.由平面 BC1D平面 AB1D1,且平面 A1BC1平面 BC1DBC 1,平面 A1BC1平面 AB1D1D 1O,所以 BC1D 1O,则 1.A1D1D1C1 A1OOB同理,AD 1C 1D,又 ADC 1D1,所以四边形 ADC1D1 是平行四 边形,所以 ADD 1C1,又 ACA 1C1,所以 ,A1D1D1C1 DCAD所以 1,即 1.DCAD ADDC思维升华 证明面面平行的方法(1)面面平行的定义(2)面面平行的判定定理(3)垂直于同
16、一条直线的两个平面平行(4)两个平面同时平行于第三个平面,那么这两个平面平行(5)利用“线线平行” 、“线面平行” 、“面面平行”的相互转化跟踪训练 2 如图,在多面体 ABCDEF 中,四边形 ABCD 是正方形,BF平面ABCD,DE 平面 ABCD,BFDE,M 为棱 AE 的中点(1)求证:平面 BDM平面 EFC;(2)若 AB1,BF2,求三棱锥 ACEF 的体积(1)证明 如图, 设 AC 与 BD 交于点 N,则 N 为 AC 的中点,连接 MN,又 M 为棱 AE 的中点,MNEC.MN平面 EFC,EC平面 EFC,MN平面 EFC.BF平面 ABCD,DE平面 ABCD,
17、且 BFDE,BFDE 且 BFDE,四边形 BDEF 为平行四边形,BDEF.BD平面 EFC,EF平面 EFC,BD平面 EFC.又 MNBDN,MN,BD平面 BDM,平面 BDM平面 EFC.(2)解 连接 EN,FN.在正方形 ABCD 中,ACBD,又 BF平面 ABCD,BFAC .又 BFBD B,BF,BD平面 BDEF,AC平面 BDEF,又 N 是 AC 的中点,V 三棱锥 ANEF V 三棱锥 CNEF ,V 三棱锥 ACEF 2V 三棱锥 ANEF2 ANSNEF132 2 ,13 22 12 2 23三棱锥 ACEF 的体积为 .23题型三 平行关系的综合应用例 4
18、 如图所示,四边形 EFGH 为空间四边形 ABCD 的一个截面,若截面为平行四边形(1)求证:AB平面 EFGH,CD平面 EFGH;(2)若 AB4,CD6,求四边形 EFGH 周长的取值范围(1)证明 四边形 EFGH 为平行四边形,EFHG.HG平面 ABD,EF平面 ABD,EF平面 ABD.又EF平面 ABC,平面 ABD平面 ABCAB,EFAB,又AB平面 EFGH,EF平面 EFGH,AB平面 EFGH.同理可证,CD平面 EFGH.(2)解 设 EFx(0x 4),EFAB, FGCD, ,则 1 .CFCB x4 FG6 BFBC BC CFBC x4FG6 x.32四边
19、形 EFGH 为平行四边形,四边形 EFGH 的周长 l2 12x .(x 6 32x)又0x4,8l12,即四边形 EFGH 周长的取值范围是(8,12)思维升华 利用线面平行的性质,可以 实现与线线平行的 转化,尤其在截面 图的画法中,常用来确定交线的位置,对于最值问题 ,常用函数思想来解决跟踪训练 3 如图,E 是正方体 ABCDA 1B1C1D1 的棱 DD1 的中点,过 A,C,E 三点作平面 与正方体的面相交(1)画出平面 与正方体 ABCDA 1B1C1D1 各面的交线;(2)求证:BD 1 平面 .(1)解 如图,交线即为 EC,AC,AE,平面 即为平面 AEC.(2)证明
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