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- 2021-06-15 发布
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9.3 平行关系
核心考点·精准研析
考点一 直线、平面平行的基本问题
1.如图,P 为平行四边形 ABCD 所在平面外一点,Q 为 PA 的中点,O 为 AC 与 BD 的交点,下面说法错误的是
( )
A.OQ∥平面 PCD B.PC∥平面 BDQ
C.AQ∥平面 PCD D.CD∥平面 PAB
2.已知 a,b 表示直线,α,β,γ表示平面,则下列推理正确的是 ( )
A.α∩β=a,b α⇒a∥b
B.α∩β=a,a∥b⇒b∥α且 b∥β
C.a∥β,b∥β,a α,b α⇒α∥β
D.α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b⇒a∥b
3.如图是长方体被一平面所截得的几何体,四边形 EFGH 为截面,则四边形 EFGH 的形状为 .
【解析】1.选 C.因为 O 为平行四边形 ABCD 对角线的交点,所以 AO=OC,又 Q 为 PA 的中点,所以 QO∥PC.由线
面平行的判定定理,可知 A、B 正确,又四边形 ABCD 为平行四边形,所以 AB∥CD,故 CD∥平面 PAB,故 D 正确.
2.选 D.选项 A 中,α∩β=a,b α,则 a,b 可能平行也可能相交,故 A 不正确;
选项 B 中,α∩β=a,a∥b,则可能 b∥α且 b∥β,也可能 b 在平面α或β内,故 B 不正确;
选项 C 中,a∥β,b∥β,a α,b α,根据面面平行的判定定理,再加上条件 a∩b=A,才能得出α∥β,
故 C 不正确;
选项 D 为面面平行性质定理的符号语言.
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3.因为平面 ABFE∥平面 CDHG,
又平面 EFGH∩平面 ABFE=EF,
平面 EFGH∩平面 CDHG=HG,
所以 EF∥HG.同理 EH∥FG,所以四边形 EFGH 是平行四边形.
答案:平行四边形
直线、平面间平行的判定方法
(1)关注是否符合判定定理与性质定理,并注意定理中易忽视的条件.
(2)结合题意构造或绘制图形,结合图形作出判断.
(3)利用实物进行空间想象,比较判断.
(4)熟记一些常见结论,如垂直于同一条直线的两个平面平行等.
【秒杀绝招】
直接法解 T1,因为 Q 是 AP 的中点,故 AQ∩平面 PCD =P,所以 AQ∥平面 PCD 是错误的.
考点二 直线、平面平行的判定与性质
【典例】1.在三棱锥 S-ABC 中,△ABC 是边长为 6 的正三角形,SA=SB=SC=15,平面 DEFH 分别与 AB,BC,SC,SA
交于 D,E,F,H.D,E 分别是 AB,BC 的中点,如果直线 SB∥平面 DEFH,那么四边形 DEFH 的面积为 .
2.在直三棱柱 ABC-A1B1C1 中,△ABC 为正三角形,点 D 在棱 BC 上,且 CD=3BD,点 E,F 分别为棱 AB,BB1 的中点.
求证:A1C∥平面 DEF.
【解题导思】
序号 联想解题
1 由直线 SB∥平面 DEFH,联想到利用线面平行的性质,判定四边形 DEFH 的形状,进而得到其面积.
2
求证 A1C∥平面 DEF,只要设法在平面 DEF 上找到与 A1C 平行的直线即可,因为 CD=3BD,故联想到连
接 A1B,在△BA1C 中由比例关系证明平行关系.
【解析】1.取 AC 的中点 G,连接 SG,BG.
易知 SG⊥AC,BG⊥AC,SG∩BG=G,
故 AC⊥平面 SGB,所以 AC⊥SB.
因为 SB∥平面 DEFH,SB 平面 SAB,平面 SAB∩平面 DEFH=HD,则 SB∥HD.同理 SB∥FE.
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又 D,E 分别为 AB,BC 的中点,
则 H,F 也为 AS,SC 的中点,
从而得 HF∥ AC∥DE,且 HF= AC=DE,
所以四边形 DEFH 为平行四边形.
又 AC⊥SB,SB∥HD,DE∥AC,所以 DE⊥HD,
所以四边形 DEFH 为矩形,
其面积 S=HF·HD= · = .
答案:
2.如图,连接 AB1,A1B,交于点 H,A1B 交 EF 于点 K,连接 DK,
因为 ABB1A1 为矩形,所以 H 为线段 A1B 的中点,因为点 E,F 分别为棱 AB,BB1 的中点,所以点 K 为线段 BH 的中
点,所以 A1K=3BK,
又因为 CD=3BD,所以 A1C∥DK,又 A1C⊈ 平面 DEF,DK 平面 DEF,所以 A1C∥平面 DEF.
1.利用判定定理判定直线与平面平行,关键是找平面内与已知直线平行的直线.可先直观判断平面内是否
已有,若没有,则需作出该直线,常考虑三角形的中位线、平行四边形的对边或过已知直线作一平面找其交
线.
2.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⊈ α,b α,a∥b⇒a∥α).
(3)利用面面平行的性质(α∥β,a α⇒a∥β;α∥β,a⊈ β,a∥α⇒a∥β).
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1.如图所示,在正方体 ABCD-A1B1C1D1 中,AB=2,点 E 为 AD 的中点,点 F 在 CD 上.若 EF∥平面 AB1C,则线段 EF
的长度为 .
【解析】在正方体 ABCD-A1B1C1D1 中,AB=2,
所以 AC=2 .
又 E 为 AD 中点,EF∥平面 AB1C,EF 平面 ADC,平面 ADC∩平面 AB1C=AC,
所以 EF∥AC,所以 F 为 DC 中点,
所以 EF= AC= .
答案:
2.如图所示,已知四棱锥 P-ABCD,BC∥AD,PC=AD=2DC=2CB,E 为 PD 的中点.
证明:CE∥平面 PAB.
【证明】设 PA 的中点为 F,连接 EF,FB.
因为 E,F 分别为 PD,PA 的中点,所以 EF∥AD,且 EF= AD.
又因为 BC∥AD,BC= AD,所以 EF∥BC,且 EF=BC,所以四边形 BCEF 为平行四边形,所以 CE∥BF,又 BF 平
面 PAB,CE⊈ 平面 PAB,所以 CE∥平面 PAB.
【一题多解微课】
解决本题还可以采用
以下方法:扫码听名师讲解
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方法一:分别延长 AB,DC 交于点 F,连接 PF,BC= AD,则 FC=CD,又 ED=EP,则 EC∥
PF,因为 EC⊈ 平面 PAB,PF 平面 PAB,所以 EC∥平面 PAB.
方法二:取 AD 的中点 M,连接 EM,CM,EM∥PA,
EM⊈ 平面 PAB,PA 平面 PAB,EM∥平面 PAB,又 BC AD=AM,四边形 ABCM 为平行四边形,
则 CM∥AB.CM⊈ 平面 PAB,AB 平面 PAB.
CM∥平面 PAB,EM∩CM=M,
则平面 ECM∥平面 PAB,因为 CE 平面 ECM,所以 CE∥平面 PAB.
考点三 面面平行的判定与性质及平行的综合问题
命
题
精
解
读
1.考什么:(1)考查面面平行的判定与性质定理的应用.(2)考查直线、平面平行的综合问
题.(3)考查直观想象、逻辑推理、数学运算的核心素养.
2.怎么考:以柱、锥等几何体为载体,考查证明线线、线面、面面平行.
3.新趋势:考查作已知几何体的截面或求截面面积问题.
学
霸
好
方
法
1.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”的性质相互转化.
2.交汇问题:常联系柱、锥等几何体命题,考查平行、垂直或空间角.
面面平行的判定与性质
【典例】1.如图所示,在三棱柱 ABC-A1B1C1 中,E,F,G,H 分别是 AB,AC,A1B1,A1C1 的中点,求证:
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(1)B,C,H,G 四点共面.
(2)平面 EFA1∥平面 BCHG.
【证明】(1)因为 G,H 分别是 A1B1,A1C1 的中点,
所以 GH 是△A1B1C1 的中位线,所以 GH∥B1C1.
又因为 B1C1∥BC,所以 GH∥BC,
所以 B,C,H,G 四点共面.
(2)因为 E,F 分别是 AB,AC 的中点,所以 EF∥BC.
因为 EF⊈ 平面 BCHG,BC 平面 BCHG,
所以 EF∥平面 BCHG.
又 G,E 分别为 A1B1,AB 的中点,A1B1∥AB 且 A1B1=AB,所以 A1G∥EB,A1G=EB,
所以四边形 A1EBG 是平行四边形,所以 A1E∥GB.
又因为 A1E⊈ 平面 BCHG,GB 平面 BCHG,
所以 A1E∥平面 BCHG.
又因为 A1E∩EF=E,A1E,EF 平面 EFA1,
所以平面 EFA1∥平面 BCHG.
2.如图,在三棱柱 ABC-A1B1C1 中,∠B1A1A=∠C1A1A,AA1=AC,P,Q 分别为棱 AA1,AC 的中点.在平面 ABC 内过点 A
作 AM∥平面 PQB1 交 BC 于点 M,写出作图步骤,但不要求证明.
【解析】如图,在平面 ABB1A1 内,过点 A 作 AN∥B1P 交 BB1 于点 N,连接 BQ,在△BB1Q 中,作 NH∥B1Q 交 BQ 于点
H,连接 AH 并延长交 BC 于点 M,则 AM 为所求作的直线.
平行关系的综合应用
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【典例】如图所示,四棱锥 P-ABCD 的底面是边长为 a 的正方形,侧棱 PA⊥底面 ABCD,在侧面 PBC 内,有 BE
⊥PC 于 E,且 BE= a,试在 AB 上找一点 F,使 EF∥平面 PAD.
【解析】在平面 PCD 内,过 E 作 EG∥CD 交 PD 于 G,连接 AG,
在 AB 上取点 F,使 AF=EG,
因为 EG∥CD∥AF,EG=AF,
所以四边形 FEGA 为平行四边形,所以 FE∥AG.
又 AG 平面 PAD,FE⊈ 平面 PAD,所以 EF∥平面 PAD.
所以 F 即为所求的点.又 PA⊥平面 ABCD,所以 PA⊥BC,
又 BC⊥AB,所以 BC⊥平面 PAB.所以 PB⊥BC.
所以 PC2=BC2+PB2=BC2+AB2+PA2.
设 PA=x 则 PC= ,由 PB·BC=BE·PC 得: ·a= · a,
所以 x=a,即 PA=a,所以 PC= a.
又 CE= = a,
所以 = ,所以 = = ,
即 GE= CD= a,所以 AF= a.
故点 F 是 AB 上靠近 B 点的一个三等分点.
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1.如图,平面α∥平面β∥平面γ,两条直线 a,b 分别与平面α,β,γ相交于点 A,B,C 和点D,E,F.已知 AB=2
cm,DE=4 cm,EF=3 cm,则 AC 的长为 cm.
【解析】因为平面α∥平面β∥平面γ,两条直线 a,b 分别与平面α,β,γ相交于点 A,B,C 和点 D,E,F,过
D 作直线平行于 a 交β于 M,交γ于 N.连接 AD,BM,CN,ME,NF,所以 AD∥BM∥CN,ME∥NF,
所以 = = ,
因为 AB=2 cm,DE=4 cm,EF=3 cm,
所以 = ,解得 BC= cm,
所以 AC=AB+BC=2+ = (cm).
答案:
2.如图,已知点 P 是平行四边形 ABCD 所在平面外一点,点 M,N 分别是 AB,PC 的中点.
(1)求证:MN∥平面 PAD.
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(2)在 PB 上确定一个点 Q,使平面 MNQ∥平面 PAD.
【解析】(1)如图,取 PD 的中点 H,连接 AH,NH,由点 N 是 PC 的中点,知 NH∥DC,NH= DC.
由点 M 是 AB 的中点,知 AM∥DC,AM= DC,
所以 NH∥AM,NH=AM,即四边形 AMNH 是平行四边形.
所以 MN∥AH.
又因为 MN⊈ 平面 PAD,AH 平面 PAD,所以 MN∥平面 PAD.
(2)若平面 MNQ∥平面 PAD,则应有 MQ∥PA,
因为点 M 是 AB 中点,所以点 Q 是 PB 的中点.
在四面体 ABCD 中,M,N 分别是面△ACD、△BCD 的重心,则四面体的四个面中与 MN 平行的是
________________.
【解析】如图,连接 AM 并延长交 CD 于 E,连接 BN 并延长交 CD 于 F,由重心性质可知,E,F 重合为一点,且该
点为 CD 的中点 E,由 = = ,得 MN∥AB,因此,MN∥平面 ABC 且 MN∥平面 ABD.
答案:平面 ABC、平面 ABD
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