2.给定空间中的直线l及平面.条件“直线l与平面内无数条直线都垂直”是“直线l与平面垂直”的( C )
?A.充要条件? B.充分非必要条件?C.必要非充分条件 ? D.既非充分又非必要条件
1.下面命题中:①两平面相交,如果所成的二面角是直角,则这两个平面垂直;②一个平面经过另一个平面的一条垂线,则这两个平面一定垂直;③一直线与两平面中的一个平行与另一个垂直,则这两个平面垂直;④一平面与两平行平面中的一个垂直,则与另一个平面也垂直;⑤两平面垂直,经过第一个平面上一点垂直于它们交线的直线必垂直于第二个平面. 其中正确的命题有 ( C )
?A.2个? B.3个? C.4个? D.5个
五)典例分析
例1如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,M、N分别是BC和A1B1的中点.求证:MN∥平面AA1C1.
证明 设A1C1中点为F,连接NF,FC, ∵N为A1B1中点, ∴NF∥B1C1,且NF=B1C1,
又由棱柱性质知B1C1 BC,又M是BC的中点, ∴NF MC,
∴四边形NFCM为平行四边形.∴MN∥CF,又CF平面AA1C1, MN平面AA1C1, ∴MN∥平面AA1C1.
例2如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,侧面对角线AB1,BC1上分别有两点E,F,且B1E=C1F.求证:EF∥平面ABCD. 证明 方法一 分别过E,F作EM⊥AB于M,FN⊥BC于N,连接MN.
∵BB1⊥平面ABCD, ∴BB1⊥AB,BB1⊥BC, ∵EM∥BB1,FN∥BB1,
∴EM∥FN. 又∵B1E=C1F,∴EM=FN, 故四边形MNFE是平行四边形,
∴EF∥MN. 又MN平面ABCD,EF平面ABCD. 所以EF∥平面ABCD.
方法二 过E作EG∥AB交BB1于G, 连接GF,则, ∵B1E=C1F,B1A=C1B,
∴,∴FG∥B1C1∥BC, 又EG∩FG=G,AB∩BC=B,
∴平面EFG∥平面ABCD,而EF平面EFG, ∴EF∥平面ABCD.
例3如图,平面∥平面,A∈,C∈,B∈,D∈,点E,F分别在线段AB,CD上,且AE∶EB=CF∶FD.
(1)求证:EF∥; (2)若E,F分别是AB,CD的中点,AC=4,BD=6,且AC,BD所成的角为60°,求EF的长. 证明(1) ①当AB,CD在同一平面内时, 由∥,平面∩平面ABDC=AC, 平面∩平面ABDC=BD,
∴AC∥BD, ∵AE∶EB=CF∶FD,∴EF∥BD,又EF,BD,∴EF∥.
②当AB与CD异面时, 设平面ACD∩=DH,且DH=AC.
∵∥,∩平面ACDH=AC, ∴AC∥DH,∴四边形ACDH是平行四边形,在AH上取一点G,使AG∶GH=CF∶FD, 又∵AE∶EB=CF∶FD,∴GF∥HD,EG∥BH, 又EG∩GF=G,∴平面EFG∥平面.
∵EF平面EFG,∴EF∥.综上,EF∥.
(2)解 如图所示,连接AD,取AD的中点M,连接ME,MF.
∵E,F分别为AB,CD的中点, ∴ME∥BD,MF∥AC,且ME=BD=3,MF=AC=2,
∴∠EMF为AC与BD所成的角(或其补角), ∴∠EMF=60°或120°,∴在△EFM中由余弦定理得,
EF==,即EF=或EF=.
例4如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F、G、H分别是BC、CC1、C1D1、A1A的中点.求证:
(1)BF∥HD1; (2)EG∥平面BB1D1D; (3)平面BDF∥平面B1D1H.
证明 (1)如图所示,取BB1的中点M,易证四边形HMC1D1是平行四边形,∴HD1∥MC1.
又∵MC1∥BF,∴BF∥HD1.
(2)取BD的中点O,连接EO,D1O, 则OEDC, 又D1GDC,∴OED1G
∴四边形OEGD1是平行四边形,∴GE∥D1O. 又D1O平面BB1D1D,∴EG∥平面BB1D1D.
(3)由(1)知D1H∥BF,又BD∥B1D1,B1D1、HD1平面HB1D1,BF、BD平面BDF,且B1D1∩HD1=D1,
DB∩BF=B,∴平面BDF∥平面B1D1H.
四)课前热身
1.下列正确命题的个数是 ①若直线l上有无数个点不在平面内,则l∥;②若直线l与平面平行,则l与平面内的任意一条直线都平行;?③如果两条平行直线中的一条直线与一个平面平行,那么另一条直线也与这个平面平行;④若直线l与平面平行,则l与平面内的任意一条直线都没有公共点. ( B )
?A.0? B.1? C.2? D.3
2.下列条件中,能判断两个平面平行的是 ( D ) ?A.一个平面内的一条直线平行于另一个平面 ?B.一个平面内的两条直线平行于另一个平面
?C.一个平面内有无数条直线平行于另一个平面 ?D.一个平面内任何一条直线都平行于另一个平面
3.(2009·武昌调研)对于平面和共面的直线m、n,下列命题中真命题是 (C? )
?A.若m⊥,m⊥n,则n∥ ?B.若m∥,n∥,则m∥n
?C.若m,n∥,则m∥n ?D.若m、n与所成的角相等,则m∥n
4.已知直线a,b,平面,则以下三个命题: ①若a∥b,b,则a∥; ②若a∥b,a∥,则b∥; ③若a∥,b∥,则a∥b. 其中真命题的个数是 ( A )
?A.0 ?B.1 C.2 ? D.3
三)面面平行的性质
1.两个平面平行,其中一个面内的直线平行与另一个平面;2.若两个平行平面同时和第三个平面相交,则交线平行;
3.一条直线与平行平面中的一个相交,则与另一个平面相交;4.夹在平行平面之间的平行线段长度相等;
5.经过平面外一点有且只有一条直线与已知平面平行。
三)面面平行的判定:
1.判定定理:如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行.
2.垂直于同一条直线的两个平面平行; 3.平行于同一个平面的两个平面平行.
4.设、分别是平面、的法向量,若∥,则∥
二)直线与平面平行的判定和性质
1、线面平行的判定定理: 即线线平行线面平行
2、线面平行的性质定理: 即线面平行线线平行
3、线面平行的判定方法:①定义法;②反证法.③判定定理: ;
④(面面平行的性质) ;
4、向量:①②
一)直线与平面的位置 (3) 在平面内;记为,称为直线在平面内.
例1如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,M、N分别是BC和A1B1的中点.求证:MN∥平面AA1C1.
例2如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,侧面对角线AB1,BC1上分别有两点E,F,且B1E=C1F.求证:EF∥平面ABCD.
例3如图,平面∥平面,A∈,C∈,B∈,D∈,点E,F分别在线段AB,CD上,且AE∶EB=CF∶FD.
(1)求证:EF∥; (2)若E,F分别是AB,CD的中点,AC=4,BD=6,且AC,BD所成的角为60°,求EF的长.
例4如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F、G、H分别是BC、CC1、C1D1、A1A的中点.求证:
(1)BF∥HD1; (2)EG∥平面BB1D1D; (3)平面BDF∥平面B1D1H.
4.已知直线a,b,平面,则以下三个命题: ①若a∥b,b,则a∥; ②若a∥b,a∥,则b∥; ③若a∥,b∥,则a∥b. 其中真命题的个数是 ( )
?A.0 ?B.1 C.2 ? D.3
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