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- 2021-06-16 发布
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第三节 空间点、直线、平面之间的位置关系
[考纲传真] (教师用书独具)1.理解空间直线、平面位置关系的定义.2.了解可以作为推理依据的公理和定理.3.能运用公理、定理和已获得的结论证明一些空间位置关系的简单命题.
(对应学生用书第97页)
[基础知识填充]
1.平面的基本性质
(1)公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内.
(2)公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.
(3)公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线.
(4)公理2的三个推论
推论1 经过一条直线和这条直线外的一点,有且只有一个平面.
推论2 经过两条相交直线,有且只有一个平面.
推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面.
2.空间点、直线、平面之间的位置关系
直线与直线
直线与平面
平面与平面
平行
关系
图形语言
符号语言
a∥b
a∥α
α∥β
相交
关系
图形语言
符号语言
a∩b=A
a∩α=A
α∩β=l
独有
关系
图形语言
符号语言
a,b是异面直线
a⊂α
3. 平行公理(公理4)和等角定理
平行公理:平行于同一条直线的两条直线互相平行.
等角定理:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.
4.异面直线所成的角
(1)定义:设a,b是两条异面直线,经过空间中任一点O作直线a′∥a,b′∥b,把a′与b′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a与b所成的角.
(2)范围:.
[知识拓展]
异面直线的判定定理
经过平面内一点的直线与平面内不经过该点的直线互为异面直线.
[基本能力自测]
1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)两个平面α,β有一个公共点A,就说α,β相交于过A点的任意一条直线.( )
(2)两两相交的三条直线最多可以确定三个平面.( )
(3)如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.( )
(4)若直线a不平行于平面α,且a⊄α,则α内的所有直线与a异面.( )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)×
2.(教材改编)如图731所示,在正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F分别是AB,AD的中点,则异面直线B1C与EF所成的角的大小为( )
图731
A.30° B.45°
C.60° D.90°
C [连接B1D1,D1C,则B1D1∥EF,故∠D1B1C为所求的角,又B1D1=B1C=D1C,∴∠D1B1C=60°.]
3.在下列命题中,不是公理的是( )
A.平行于同一个平面的两个平面相互平行
B.过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面
C.如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在此
平面内
D.如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的
公共直线
A [A不是公理,是个常用的结论,需经过推理论证;B,C,D是平面的基本性质公理.]
4.(2016·山东高考)已知直线a,b分别在两个不同的平面α,β内,则“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β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
A [由题意知a⊂α,b⊂β,若a,b相交,则a,b有公共点,从而α,β有公共点,可得出α,β相交;反之,若α,β相交,则a,b的位置关系可能为平行、相交或异面.因此“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的充分不必要条件.故选A.]
5.若直线a⊥b,且直线a∥平面α,则直线b与平面α的位置关系是________.
b与α相交或b⊂α或b∥α
(对应学生用书第98页)
平面的基本性质
(1)以下命题中,正确命题的个数是( )
①不共面的四点中,其中任意三点不共线;
②若点A,B,C,D共面,点A,B,C,E共面,则A,B,C,D,E共面;
③若直线a,b共面,直线a,c共面,则直线b,c共面;
④依次首尾相接的四条线段必共面.
A.0 B.1 C.2 D.3
(2)如图732,正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F分别是AB和AA1的中点.求证:
①E,C,D1,F四点共面;
②CE,D1F,DA三线共点.
图732
(1)B [①中若有三点共线,则四点共面,不合题意,故①正确;②中若点A,B,C在同一条直线上,则A,B,C,D,E不一定共面,故②错误;③中,直线b,c可能是异面直线,故③错误;④中,当四条线段构成空间四边形时,四条线段不共面,故④错误.]
(2)①如图,连接EF,CD1,A1B.
∵E,F分别是AB,AA1的中点,
∴EF∥BA1.
又∵A1B∥D1C,∴EF∥CD1,
∴E,C,D1,F四点共面.
②∵EF∥CD1,EF