592. 直线上有两点到平面α的距离相等,这条直线和平面α的位置如何?
解析:(1)若直线上的两点到平面α的距离都等于0,这时直线在平面α内(如图)
(2)若直线上的两点在平面α的两侧,且到平面α的距离相等,这时直线与平面α相交(如图).
(3)若直线l上的两点在平面α的同一侧,且到平面α的距离相等(如图).
∵AA1⊥α于点A1,BB1⊥α于点B1.又 A、B均在l上,且在α的同侧.∴AA1 BB1
∴AA1BB1为一平行四边形.∴AB∥A1B1 ∴这时直线l与平面α平行.
想一想:若直线l上各点到平面α的距离都相等,那么直线l和平面α的位置关系又怎样?
591. 两个惟一性定理.
(1)过一点有且只有一条直线和一已知平面垂直
(2)过一点有且只有一个平面和一已知直线垂直
过点A垂直于直线a的所有直线都在过点A,且垂直于直线a的平面内,试证之.
已知:A∈α,a⊥α于点O,AB⊥a.求证:
证明:假AB不在平面α内,连结AO.
∵a⊥α∴a⊥AO.又a⊥AB,且AO∩AB=A.
∴a垂直于相交直AO、AB所确定的平面β.
说明: 关于直线和平面垂直的问题中,有两个基本作图:
(1)过一点有且只有一条直线和一个平面垂直.(2)过一点有且只有一个平面和一条直线垂直.
这两个基本作图可作为公理直接使用.
590. 空间四边形ABCD中,P、Q、R分别AB、AD、CD 的中点,平面PQR交BC于S , 求证:四边形PQRS为平行四边形。
证明:∵PQ为AB、AD中点 ∴PQ‖BD
又PQ平面BCD ,BD平面BCD ∴ PQ‖平面BCD
又平面PQR∩平面BCD=RS , PQ平面RQR ∴ PQ‖RS
∵R为DC中点,∴ S为BC中点,∴PQ RS ∴ PQRS 为平行四边形
评述:灵活运用线面平行的判定定理和性质定理,“线线平行 线面平行”是证平行关系的常用方法。
变式题:如图,在四面体ABCD中,截面EFGH是平行四边形.求证:AB∥平面EFG.
证明 ∵面EFGH是截面.∴点E,F,G,H分别在BC,BD,DA,AC上.∴EH 面ABC,GF 面ABD,由已知,EH∥GF.∴EH∥面ABD.又 ∵EH 面BAC,面ABC∩面ABD=AB∴EH∥AB.
∴AB∥面EFG.
589. 已知直线a∥b,c∩a=A,c∩b=B。求证:a、b、c在同一平面内。
证明:∵a∥b
∴经过a、b可确定一个平面α
∵c∩a=A,∴A∈a,而aα
∴A∈α,同理B∈α
则ABα,即c α
∴a、b、c在同一平面α内
点评:利用a∥b,可确定平面α,易证c α。若利用c∩a=A,也可确定平面α,但证bα就较困难。因此,选择恰当的点或线确定平面是非常重要的。
588. 在四面体ABCD中,已知点M,N,P分别在棱AD,BD,CD上,点S在平面ABC内,画出线段SD与过点M,N,P的截面的交点O。
解析:图中,SD与平面MNP的交点O点画在△MNP内的任何位置好象都“象”,即直观上不能直接看出画在何处才是准确的。采用上一题的思想方法,找出经过直线SD的平面,如平面ASD(平面CSD…),作出它与平面MNP的交线。
解:连接AS交BC于E,连ED交NP于F,连MF。
∵M∈AD,AD平面AED,
∴M∈平面AED
∵F∈ED,ED平面AED,
∴F∈平面AED
又M∈平面MNP,F∈平面MNP,
∴平面AED∩平面MNP=MF
∵O∈SD,SD平面AED,
∴O∈平面AED,又O∈平面MNP
则O∈MF
即O为MF与SD的交点。
587. 四面体ABCD中,AB=CD,AC=BD,AD=BC,则∠BAC+∠CAD+∠DAB= 。
解析:180°
四个三角形均是全等的三角形,故所求三个角即其中任一三角形的三个内角
586. 正方体的12条面对角线所在的直线中,互相异面的直线共有 对。
解析:30
面对角线中,与AC相交的有5条,平行的有1条,(自身为1条)故与AC异面的直线有12-5-1-1=5(条)。
则共有12×5×=30(对
585. 空间两个角α和β,若α和β的两边对应平行,当α=50°时,β= 。
解析:50°或130°
β与α相等或互补
584. 下面的三个命题:①四边相等的四边形是菱形;②两组对边分别相等的四边形是平行四边形;③若四边形有一组对角都是直角,则这个四边形是圆的内接四边形。
其中正确命题的个数是:( )
A、1个 B、2个 C、3个 D、0个
解析:D
均不能保证它们是平面图形,故均不正确,选D
583. 如图,α∩β=C,aα,a∩c=A,bβ,b∩c=B,A、B为不同点。则a与b的位置关系为( )
A、平行
B、异面
C、平行、异面均可能
D、平行、相交、异面均可能
解析:B
符合两条异面直线的判定,选B
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