新高考数学一轮复习课件 第7章 §7.4 空间直线、平面的平行(含详解)
展开1.理解空间中直线与直线、直线与平面、平面与平面的平行关系,并加以证明.2.掌握直线与平面、平面与平面平行的判定与性质,并会简单应用.
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1.线面平行的判定定理和性质定理
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2.面面平行的判定定理和性质定理
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1.垂直于同一条直线的两个平面平行,即若a⊥α,a⊥β,则α∥β.2.平行于同一个平面的两个平面平行,即若α∥β,β∥γ,则α∥γ.3.垂直于同一个平面的两条直线平行,即a⊥α,b⊥α,则a∥b.4.若α∥β,a⊂α,则a∥β.
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若一条直线平行于一个平面内的两条直线,则这条直线平行于这个平面.( )(2)若直线a与平面α内无数条直线平行,则a∥α.( )(3)若直线a⊂平面α,直线b⊂平面β,a∥b,则α∥β.( )(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也相互平行.( )
1.平面α∥平面β的一个充分条件是A.存在一条直线a,a∥α,a∥βB.存在一条直线a,a⊂α,a∥βC.存在两条平行直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥αD.存在两条异面直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α
若α∩β=l,a∥l,a⊄α,a⊄β,则a∥α,a∥β,排除A;若α∩β=l,a⊂α,a∥l,则a∥β,排除B;若α∩β=l,a⊂α,a∥l,b⊂β,b∥l,则a∥β,b∥α,排除C.
2.(多选)已知α,β是两个不重合的平面,l,m是两条不同的直线,则下列说法正确的是A.若l∥m,l∥β,则m∥β或m⊂βB.若α∥β,m⊂α,l⊂β,则m∥lC.若m⊥α,l⊥m,则l∥αD.若m∥α,m⊂β,α∩β=l,则m∥l
对于A,若l∥m,l∥β,则m∥β或m⊂β,A正确;对于B,若α∥β,m⊂α,l⊂β,则m∥l或l,m异面,B错误;对于C,若m⊥α,l⊥m,则l∥α或l⊂α,C错误;对于D,由线面平行的性质知正确.
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___________.
∵平面ABFE∥平面DCGH,又平面EFGH∩平面ABFE=EF,平面EFGH∩平面DCGH=HG,∴EF∥HG.同理EH∥FG,∴四边形EFGH是平行四边形.
命题点1 直线与平面平行的判定例1 如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为梯形,AB∥CD,PD=AD=AB=2,CD=4,E为PC的中点.求证:BE∥平面PAD.
直线与平面平行的判定与性质
命题点2 直线与平面平行的性质例2 如图所示,在四棱锥P-ABCD中,四边形ABCD是平行四边形,M是PC的中点,在DM上取一点G,过G和PA作平面交BD于点H.求证:PA∥GH.
(1)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).④利用面面平行的性质(α∥β,a⊄β,a∥α⇒a∥β).(2)应用线面平行的性质定理的关键是确定交线的位置,有时需要经过已知直线作辅助平面确定交线.
跟踪训练1 如图,四边形ABCD为长方形,PD=AB=2,AD=4,点E,F分别为AD,PC的中点.设平面PDC∩平面PBE=l.证明:(1)DF∥平面PBE;
例3 如图,四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是正方形.(1)证明:平面A1BD∥平面CD1B1.
平面与平面平行的判定与性质
(2)若平面ABCD∩平面CD1B1=l,证明:B1D1∥l.
(1)证明面面平行的常用方法①利用面面平行的判定定理.②利用垂直于同一条直线的两个平面平行(l⊥α,l⊥β⇒α∥β).③利用面面平行的传递性,即两个平面同时平行于第三个平面,则这两个平面平行(α∥β,β∥γ⇒α∥γ).(2)当已知两平面平行时,可以得出线面平行,如果要得出线线平行,必须是与第三个平面的交线.
跟踪训练2 如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,过BC的平面与上底面A1B1C1交于GH(GH与B1C1不重合).(1)求证:BC∥GH;
(2)若E,F,G分别是AB,AC,A1B1的中点,求证:平面EFA1∥平面BCHG.
例4 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.
如图,在平面PCD内,过点E作EG∥CD交PD于点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EF∥AG.又AG⊂平面PAD,EF⊄平面PAD,所以EF∥平面PAD.所以点F即为所求的点.又PA⊥平面ABCD,所以PA⊥BC,
又BC⊥AB,PA∩AB=A,所以BC⊥平面PAB.所以PB⊥BC.所以PC2=BC2+PB2=BC2+AB2+PA2.
故点F是AB上靠近B点的一个三等分点.
解决面面平行问题的关键点(1)在解决线面、面面平行的判定时,一般遵循从“线线平行”到“线面平行”,再到“面面平行”;而在应用性质定理时,其顺序恰好相反,但也要注意,转化的方向总是由题目的具体条件而定,绝不可过于“模式化”.(2)解答探索性问题的基本策略是先假设,再严格证明,先猜想再证明是学习和研究的重要思想方法.
跟踪训练3 如图,在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,D,D1分别为AC,A1C1上的点.
如图,连接A1B交AB1于点O,连接OD1.由棱柱的性质知,四边形A1ABB1为平行四边形,∴点O为A1B的中点.在△A1BC1中,O,D1分别为A1B,A1C1的中点,∴OD1∥BC1.
又OD1⊂平面AB1D1,BC1⊄平面AB1D1,∴BC1∥平面AB1D1.
由已知,平面BC1D∥平面AB1D1,且平面A1BC1∩平面BC1D=BC1,平面A1BC1∩平面AB1D1=OD1.因此BC1∥OD1,同理AD1∥DC1.
1.如图,已知P为四边形ABCD外一点,E,F分别为BD,PD上的点,若EF∥平面PBC,则A.EF∥PAB.EF∥PBC.EF∥PCD.以上均有可能
2.已知三条互不相同的直线l,m,n和三个互不相同的平面α,β,γ,现给出下列三个命题:①若l与m为异面直线,l⊂α,m⊂β,则α∥β;②若α∥β,l⊂α,m⊂β,则l∥m;③若α∩β=l,γ∩β=m,γ∩α=n,l∥γ,则m∥n.其中真命题的个数为A.3 B.2 C.1 D.0
3.在如图所示的三棱柱ABC-A1B1C1中,过A1B1的平面与平面ABC交于DE,则DE与AB的位置关系是A.异面B.平行C.相交D.以上均有可能
4.设α,β,γ为三个不同的平面,m,n是两条不同的直线,在命题“α∩β=m,n⊂γ,且________,则m∥n”中的横线处填入下列三组条件中的一组,使该命题为真命题.①α∥γ,n⊂β;②m∥γ,n∥β;③n∥β,m⊂γ.可以填入的条件有A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
5.(多选)(2022·济宁模拟)如图,在下列四个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,D,E,F为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面DEF平行的是
6.(2023·广州模拟)如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AM=2MA1,BN=2NB1,过MN作一平面分别交底面△ABC的边BC,AC于点E,F,则A.MF∥EBB.A1B1∥NEC.四边形MNEF为平行四边形D.四边形MNEF为梯形
7.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.
过点D作直线AB的平行线分别交平面β与平面γ于点M,N,连接AD,BM,CN,ME,NF,如图所示,所以AD∥BM∥CN,ME∥NF,
因为AB=2 cm,DE=4 cm,EF=3 cm,
8.如图所示,CD,AB均与平面EFGH平行,E,F,G,H分别在BD,BC,AC,AD上,且CD⊥AB.则四边形EFGH的形状为_______.
9.如图,四边形ABCD与四边形ADEF均为平行四边形,M,N,G分别是AB,AD,EF的中点.求证:(1)BE∥平面DMF;
如图,设DF与GN的交点为O,连接AE,则AE必过点O,连接MO,则MO为△ABE的中位线,所以BE∥MO,又BE⊄平面DMF,MO⊂平面DMF,所以BE∥平面DMF.
(2)平面BDE∥平面MNG.
因为N,G分别为平行四边形ADEF的边AD,EF的中点,所以DE∥GN,又DE⊄平面MNG,GN⊂平面MNG,所以DE∥平面MNG.又M为AB的中点,所以MN为△ABD的中位线,所以BD∥MN,又MN⊂平面MNG,BD⊄平面MNG,所以BD∥平面MNG,又DE,BD⊂平面BDE,DE∩BD=D,所以平面BDE∥平面MNG.
10.如图所示,在等腰梯形ABCD中,已知BC∥AD,BP⊥AD,垂足为P,将△ABP沿BP折起,使平面ABP⊥平面PBCD,连接AD,AC,M为棱AD的中点,连接CM.
试分别在BP,CD上确定点E,F,使平面MEF∥平面ABC.
11.(多选)如图,向透明塑料制成的长方体容器ABCD-A1B1C1D1内灌进一些水,固定容器底面一边BC于地面上,再将容器倾斜,随着倾斜度的不同,有下面四个结论,其中正确的是A.没有水的部分始终呈棱柱形B.水面EFGH所在四边形的面积为定值C.棱A1D1始终与水面所在的平面平行D.当容器倾斜如图所示时,BE·BF是定值
12.如图所示,在四棱锥P-ABCD中,AB⊥AD,BC∥AD,PA=AD=4,AB=BC=2,PA⊥平面ABCD,点E是线段AB的中点,点F在线段PA上,且EF∥平面PCD,直线PD与平面CEF交于点H,则线段CH的长度为
∵PD与平面CEF交于点H,∴平面CEF∩平面PCD=CH.∵EF∥平面PCD,∴EF∥CH,过点H作HM∥PA交AD于点M,连接CM,如图所示.∵EF∩AP=F,CH∩HM=H,∴平面AEF∥平面CHM.
13.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,A1B1与截面AD1C的位置关系是______,A1B与平面DD1C1C的位置关系是______.
14.如图,在四面体ABCD中,M,N分别是平面△ACD,△BCD的重心,则四面体的四个面中与MN平行的是___________________.
平面ABC,平面ABD
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,
又AB⊂平面ABC,AB⊂平面ABD,MN⊄平面ABC,MN⊄平面ABD,因此,MN∥平面ABC且MN∥平面ABD.
15.如图所示,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,点E,F分别是棱BC,CC1的中点,P是侧面BCC1B1内一点,若A1P∥平面AEF,则线段A1P长度的取值范围是
16.如图,矩形ABCD所在平面与以BC为直径的圆所在平面垂直,O为BC中点,M是圆周上一点,且∠CBM=30°,AB=1,BC=2.
(1)求异面直线AO与CM所成角的余弦值;
(2)设点P是线段AM上的点,且满足AP=λPM,若直线CM∥平面BPD,求实数λ的值.
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