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少年易学老难成,一寸光阴不可轻 - 百度文库
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2018 版高考数学大一轮复习 第八章 立体几何 空间图形的基本关
系与公理教师用书 文 北师大版
1.四个公理
公理 1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在这个平面内(即
直线在平面内).
公理 2:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面(即可以确定一个平面).
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通过这个点的公共直
线.
公理 4:平行于同一条直线的两条直线平行.
2.直线与直线的位置关系
(1)位置关系的分类
共面直线
平行直线
相交直线
异面直线:不同在任何一个平面内,没有公共点
(2)异面直线所成的角
①定义:过空间任意一点 P 分别引两条异面直线 a,b 的平行线 l1,l2(a∥l1,b∥l2),这两
条相交直线所成的锐角(或直角)叫作异面直线 a,b 所成的角(或夹角).
②范围:
0,π
2 .
3.直线与平面的位置关系有直线在平面内、直线与平面相交、直线与平面平行三种情况.
4.平面与平面的位置关系有平行、相交两种情况.
5.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.
【知识拓展】
1.唯一性定理
(1)过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行.
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(2)过直线外一点有且只有一个平面与已知直线垂直.
(3)过平面外一点有且只有一个平面与已知平面平行.
(4)过平面外一点有且只有一条直线与已知平面垂直.
2.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.
【思考辨析】
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)如果两个不重合的平面α,β有一条公共直线 a,就说平面α,β相交,并记作α∩β=
a.( √ )
(2)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.( × )
(3)两个平面 ABC 与 DBC 相交于线段 BC.( × )
(4)经过两条相交直线,有且只有一个平面.( √ )
(5)没有公共点的两条直线是异面直线.( × )
1.下列命题正确的个数为( )
①梯形可以确定一个平面;
②若两条直线和第三条直线所成的角相等,则这两条直线平行;
③两两相交的三条直线最多可以确定三个平面;
④如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.
A.0 B.1 C.2 D.3
答案 C
解析 ②中两直线可以平行、相交或异面,④中若三个点在同一条直线上,则两个平面相交,
①③正确.
2.(2016·浙江)已知互相垂直的平面α,β交于直线 l.若直线 m,n 满足 m∥α,n⊥β,则
( )
A.m∥l B.m∥n
C.n⊥l D.m⊥n
答案 C
解析 由已知,α∩β=l,∴l β,又∵n⊥β,∴n⊥l,C 正确.
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3.已知 a,b 是异面直线,直线 c 平行于直线 a,那么 c 与 b( )
A.一定是异面直线 B.一定是相交直线
C.不可能是平行直线 D.不可能是相交直线
答案 C
解析 由已知得直线 c 与 b 可能为异面直线也可能为相交直线,但不可能为平行直线,若
b∥c,则 a∥b,与已知 a、b 为异面直线相矛盾.
4.(教材改编)如图所示,已知在长方体 ABCD-EFGH 中,AB=2 3,AD=2 3,AE=2,则 BC
和 EG 所成角的大小是______,AE 和 BG 所成角的大小是________.
答案 45° 60°
解析 ∵BC 与 EG 所成的角等于 EG 与 FG 所成的角即∠EGF,tan∠EGF=EF
FG
=2 3
2 3
=1,∴∠EGF
=45°,
∵AE 与 BG 所成的角等于 BF 与 BG 所成的角即∠GBF,tan∠GBF=GF
BF
=2 3
2
= 3,∴∠GBF=
60°.
5.如图,正方体的底面与正四面体的底面在同一平面α上,且 AB∥CD,则直线 EF 与正方体
的六个面所在的平面相交的平面个数为________.
答案 4
解析 EF 与正方体左、右两侧面均平行.所以与 EF 相交的侧面有 4 个.
题型一 平面基本性质的应用
例 1 (1)(2016·山东)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
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C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
答案 A
解析 若直线 a 和直线 b 相交,则平面α和平面β相交;若平面α和平面β相交,那么直线
a 和直线 b 可能平行或异面或相交,故选 A.
(2)已知空间四边形 ABCD(如图所示),E、F 分别是 AB、AD 的中点,G、H 分别是 BC、CD 上的
点,且 CG=1
3
BC,CH=1
3
DC.求证:
①E、F、G、H 四点共面;
②三直线 FH、EG、AC 共点.
证明 ①连接 EF、GH,如图所示,
∵E、F 分别是 AB、AD 的中点,
∴EF∥BD.
又∵CG=1
3
BC,CH=1
3
DC,
∴GH∥BD,∴EF∥GH,
∴E、F、G、H 四点共面.
②易知 FH 与直线 AC 不平行,但共面,
∴设 FH∩AC=M,∴M∈平面 EFHG,M∈平面 ABC.
又∵平面 EFHG∩平面 ABC=EG,
∴M∈EG,∴FH、EG、AC 共点.
思维升华 共面、共线、共点问题的证明
(1)证明点或线共面问题的两种方法:①首先由所给条件中的部分线(或点)确定一个平面,然
后再证其余的线(或点)在这个平面内;②将所有条件分为两部分,然后分别确定平面,再证
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两平面重合.
(2)证明点共线问题的两种方法:①先由两点确定一条直线,再证其他各点都在这条直线上;
②直接证明这些点都在同一条特定直线上.
(3)证明线共点问题的常用方法是:先证其中两条直线交于一点,再证其他直线经过该点.
如图,正方体 ABCD—A1B1C1D1 中,E,F 分别是 AB 和 AA1 的中点.求证:
(1)E、C、D1、F 四点共面;
(2)CE,D1F,DA 三线共点.
证明 (1)如图,
连接 EF,CD1,A1B.
∵E,F 分别是 AB,AA1 的中点,∴EF∥A1B.
又 A1B∥D1C,∴EF∥CD1,
∴E、C、D1、F 四点共面.
(2)∵EF∥CD1,EF
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