1.空间两个平面的位置关系(有交点的是相交;没交点的是平行).
7.如图,已知平行六面体ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是菱形,且
(1) 证明C1C;
(2) 当的值为多少时,能使A1C平面C1BD?请给出证明.
§6.3平面与平面之间的位置关系
6.已知两个全等的矩形ABCD 和ABEF 不在同一平面内,M 、N 分别在它们的对角线AC ,BF 上,且CM=BN ,
求证:MN∥ 平面BCE .
5.点P 、Q 、R 、S 分别是空间四边形ABCD 四边的中点,则:当AC 时,四边形PQRS 是______形;当AC=BD 时,四边形PQRS 是____形.
4.空间四边形的边AB 、BC 、CD 、DA 的中点分别是E 、F 、G 、H ,若两条对角线BD 、AC 的长分别为2和4,则EG2+HF2 的值( ).
A.5 B.10 C.20 D.40
3.若一直线和一个平面平行,夹在直线和平面间的两条线段相等,那么这两条线段的位置关系是( ).
A.平行 B.相交 C.异面 D.平行、相交或异面
2.一个面截空间四边形的四边得到四个交点,如果该空间四边形仅有一条对角线与这个截面平行,那么此四个交点围成的四边形是( ).
A.梯形 B.任意四边形 C.平行四边形 D.菱形
1.设a ,b 是空间两条垂直的直线,且b∥平面 .则在“a∥平面 ”、“a ”、“a与相交”这三种情况中,能够出现的情况有( ).
A.0个 B.1 C.2个 D.3个
[例1]已知平面∥平面,直线平面,点P直线,平面、间的距离为8,则在内到点P的距离为10,且到的距离为9的点的轨迹是( )
A.一个圆 B.四个点 C.两条直线 D .两个点
错解:A.
错因:学生对点线距离、线线距离、面面距离的关系掌握不牢.
正解:B.
[例2] a和b为异面直线,则过a与b垂直的平面( ).
A.有且只有一个 B.一个面或无数个
C.可能不存在 D.可能有无数个
错解:A.
错因:过a与b垂直的平面条件不清.
正解:C.
[例3]由平面外一点P引平面的三条相等的斜线段,斜足分别为A,B,C,O为⊿ABC的外心,求证:.
错解:因为O为⊿ABC的外心,所以OA=OB=OC,又因为PA=PB=PC,PO公用,所以⊿POA,⊿POB,⊿POC都全等,所以POA=POB=POC=,所以.
错因:上述解法中POA=POB=POC=RT,是对的,但它们为什么是直角呢?这里缺少必要的证明.
正解:取BC的中点D,连PD、OD,
[例4]如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=3,AA1=4,M为AA1的中点,P是BC上一点,且由P沿棱柱侧面经过棱CC1到M点的最短路线长为,设这条最短路线与C1C的交点为N,
求: (1)该三棱柱的侧面展开图的对角线长;
(2)PC和NC的长;
(3)平面NMP和平面ABC所成二面角(锐角)的大小(用反三角函数表示)
错因:(1)不知道利用侧面BCC1 B1展开图求解,不会找 的线段在哪里;(2)不会找二面角的平面角.
正解:(1)正三棱柱ABC-A1B1C1的侧面展开图是一个长为9,宽为4的矩形,其对角线长为
(2)如图,将侧面BC1旋转使其与侧面AC1在同一平面上,点P运动到点P1的位置,连接MP1 ,则MP1就是由点P沿棱柱侧面经过CC1到点M的最短路线.
设PC=,则P1C=,
在
(3)连接PP1(如图),则PP1就是平面NMP与平面ABC的交线,作NH于H,又CC1平面ABC,连结CH,由三垂线定理的逆定理得,.
[例5] P是平行四边形ABCD 所在平面外一点,Q 是PA 的中点,求证:PC∥ 平面BDQ .
分析:要证明平面外的一条直线和该平面平行,只要在该平面内找到一条直线和已知直线平行就可以了.
证明:如图所示,连结AC ,交BD 于点O ,
∵四边形ABCD 是平行四边形.
∴AO=CO ,连结OQ ,则OQ 在平面BDQ 内,且OQ 是 的中位线,∴PC∥OQ .
∵PC 在平面BDQ 外,∴PC∥平面BDQ .
点 评:应用线面平行的判定定理证明线面平行时,关键是在平面内找一条直线与已知直线平行.
[例6] 在正方体A1B1C1D1-ABCD中,E、F分别是棱AB、BC的中点,O是底面ABCD的中点.求证:EF垂直平面BB1O.
证明 : 如图,连接AC、BD,则O为AC和BD的交点.
∵E、F分别是AB、BC的中点,
∴EF是△ABC的中位线,∴EF∥AC.
∵B1B⊥平面ABCD,AC平面ABCD
∴AC⊥B1B,由正方形ABCD知:AC⊥BO,
又BO与BB1是平面BB1O上的两条相交直线,
∴AC⊥平面BB1O(线面垂直判定定理)
∵AC∥EF,
∴ EF⊥平面BB1O.
[例7]如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1 中,E 是BB1 的中点,O 是底面正方形ABCD 的中心,求证:OE 平面ACD1 .
分析:本题考查的是线面垂直的判定方法.根据线面垂直的判定方法,要证明OE 平面ACD1 ,只要在平面ACD1 内找两条相交直线与OE 垂直.
证明:连结B1D 、A!D 、BD ,在△B1BD 中,
∵E,O 分别是B1B 和DB 的中点,
∴EO∥B1D .
∵B1A1 面AA1D1D ,
∴DA1 为DB1 在面AA1D1D 内的射影.
又∵AD1A1D ,
∴AD1DB1 .
同理可证B1DD1C .
又∵AD1,AD1,D1C 面ACD1 ,
∴B1D 平面ACD1 .
∵B1D∥OE ,
∴OE 平面ACD1 .
点 评:要证线面垂直可找线线垂直,这是立体几何证明线面垂直时常用的转化方法.在证明线线垂直时既要注意三垂线定理及其逆定理的应用,也要注意有时是从数量关系方面找垂直,即勾股定理或余弦定理的应用.
[例8].如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,点N在BD上, 点M在B1C上,且CM=DN,求证:MN∥平面AA1B1B.
证明:
证法一.如图,作ME∥BC,交BB1于E,作NF∥AD,交AB于F,连EF则EF平面AA1B1B.
ME=NF
又ME∥BC∥AD∥NF,MEFN为平行四边形,
MN∥EF. MN∥平面AA1B1B.
证法二.如图,连接并延长CN交BA延长线于点P,连B1P,则B1P平面AA1B1B.
∽,
又CM=DN,B1C=BD,
∥B1P.
B1P平面AA1B1B, MN∥平面AA1B1B.
证法三.如图,作MP∥BB1,交BC于点P,连NP.
MP∥BB1,
BD=B1C,DN=CM,
NP∥CD∥AB.面MNP∥面AA1B1B.
MN∥平面AA1B1B.
4.直线与平面的距离一般是利用直线上某一点到平面的距离.“如果在平面的同一侧有两点到平面的距离(大于0)相等,则经过这两点的直线与这个平面平行.”要注意“同一侧”、“距离相等”.
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