2022年点线面位置关系知识点梳理及经典例题带解析.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师总结 优秀学问点【学问梳理】(1)四个公理公理 1:假如一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内;符号语言:Al Bl,且A,Bl;公理 2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面;三个推论: 经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面 经过两条相交直线,有且只有一个平面 经过两条平行直线,有且只有一个平面它给出了确定一个平面的依据;公理 3:假如两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线(两个平面的交线);符号语言:P , 且 P l P l;公理 4:(平行线的传递性)平行与同始终线的两条直线相
2、互平行;符号语言:a/ ,且b/la/b;(2)空间中直线与直线之间的位置关系1. 概念 异面直线及夹角:把不在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线;已知两条异面直线 a b ,经过空间任意一点 O 作直线 a / a b / b ,我们把 a 与 b 所成的角(或直角)叫异面直线 a b 所成的夹角; (易知:夹角范畴 0 90)定理:空间中假如一个角的两边分别与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补;(留意:会画两个角互补的图形)2. 位置关系:共面直线相交直线:同一平面内,有且只有一个公共点;平行直线:同一平面内,没有公共点;异面直线:不同在任何一个平面内,没有公共点(3)空间中
3、直线与平面之间的位置关系直线与平面的位置关系有三种:直线在平面内(l)有很多个公共点A)有且只有一个公共点直线在平面外直线与平面相交(l直线与平面平行(l/ /)没有公共点(4)空间中平面与平面之间的位置关系平面与平面之间的位置关系有两种:两个平面平行(/ /)没有公共点第 1 页,共 29 页两个平面相交(l)有一条公共直线名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师总结 优秀学问点直线、平面平行的判定及其性质1. 内容归纳总结(1)四个定理定理定理内容a/符号表示a/bb分析解决问题的常用方法直线与平面平面外的一条直线与平面,b,且在已知平
4、面内“ 找出” 一条直线与已知内的一条直线平行,就该直直线平行就可以判定直线与平面平行;平行的判定a/线与此平面平行即将“ 空间问题” 转化为“ 平面问题”平面与平面一个平面内的两条相交直a,b,b/判定的关键: 在一个已知平面内 “ 找出”两条相交直线与另一平面平行;即将abP a/,线与另一个平面平行,就这平行的判定“ 面面平行问题” 转化为“ 线面平行问两个平面平行/题”直线与平面一条直线与一个平面平行,a,a,就过这条直线的任一平面a/b平行的性质与此平面的交线与该直线平行平面与平面假如两个平行平面同时和/,baa,第三个平面相交, 那么它们平行的性质/b的交线平行直线、平面平垂直的判
5、定及其性质1. 内容归纳总结(一)基本概念1. 直线与平面垂直:假如直线l 与平面内的任意一条直线都垂直,我们就说直线l 与平面垂直,记作 l;直线 l 叫做平面的垂线,平面叫做直线 l 的垂面;直线与平面的公共点P 叫做垂足;2. 直线与平面所成的角:角的取值范畴:090 ;这条直线叫做二面角的棱,这两个半平面叫做二3. 二面角: 从一条直线动身的两个半平面所组成的图形叫做二面角;面角的面;二面角的记法:二面角的取值范畴:0180两个平面垂直:直二面角;(二)四个定理定理定理内容m、n,符号表示P ,(满分析解决问题的常用方法直线与平面一条直线与一个平面内的,mn在已知平面内“ 找出” 两条
6、相交直线与已知直线垂直就可以判定直线两条相交直线垂直,就该直且am an垂直的判定与平面垂直;即将“ 线面垂直” 转线与此平面垂直;a化为“ 线线垂直”平面与平面一个平面过另一平面的垂aa判定的关键: 在一个已知平面内 “ 找名师归纳总结 第 2 页,共 29 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 垂直的判定线,就这两个平面垂直;名师总结优秀学问点出” 两条相交直线与另一平面平行;足条件与垂直的平面即将“ 面面平行问题” 转化为“ 线直线与平面同垂直与一个平面的两条有很多个)a/b,面平行问题”a,b垂直的性质直线平行;平面与平面两个平面垂直, 就一个平
7、面,l a解决问题时,常添加的帮助线是在内垂直与交线的直线与另垂直的性质ala一个平面内作两平面交线的垂线一个平面垂直;【经典例题】典型例题一例 1 简述以下问题的结论,并画图说明:(1)直线 a 平面,直线 b a A,就 b 和 的位置关系如何?(2)直线 a,直线 b / a,就直线 b 和 的位置关系如何?分析:(1)由图( 1)可知: b 或 b A;(2)由图( 2)可知:b / 或 b说明: 此题是考查直线与平面位置关系的例题,要留意各种位置关系的画法与表示方法典型例题二例 2 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
8、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: 如下列图,连结AC ,交 BD 于点 O ,且 OQ 是APC 的中位四边形 ABCD 是平行四边形AOCO,连结 OQ ,就 OQ 在平面 BDQ 内,线,PC /OQ PC 在平面 BDQ 外,名师归纳总结 PC/平面 BDQ 第 3 页,共 29 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师总结 优秀学问点说明: 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,怎样找这始终线呢?由于两条直线第一要保证共面,因此常常设法过已知直线作一平面
9、与已知平面相交,假如能证明已知直线和交线平行,那么就能够立刻得到结论这一个证明线面平行的步骤可以总结为:过直线作平面,得交线,如线线平行,就线面平行典型例题三例 3 经过两条异面直线a , b 之外的一点 P ,可以作几个平面都与a , b 平行?并证明你的结论a ,分析: 可考虑 P 点的不同位置分两种情形争论解:(1)当 P 点所在位置使得a , P (或 b , P )本身确定的平面平行于b(或a)时,过P点再作不出与b都平行的平面;(2)当 P 点所在位置 a ,P(或 b , P )本身确定的平面与于 a , b 异面,就 a , b 不重合且相交于 P 由于 a b Pa /,b
10、/可作一个平面都与 a , b 平行故应作“0 个或 1 个” 平面b(或 a )不平行时, 可过点P作 a / a,b / b由, a , b 确定的平面,就由线面平行判定定理知:说明: 此题解答简单忽视对P 点的不同位置的争论,漏掉第 (1)种情形而得出可作一个平面的错误结论可见,考虑问题必需全面,应区分不怜悯形分别进行分类争论典型例题四例 4 平面外的两条平行直线中的一条平行于这个平面,那么另一条直线也平行于这个平面已知: 直线 a / b,a / 平面, b求证:b /证明: 如下列图,过 a 及平面 内一点 A 作平面设 c ,a /,a / c又a / b,b / c b, c,b
11、 /说明: 依据判定定理,只要在 内找一条直线 c / b,依据条件 a /,为了利用直线和平面平行的性质定理,可以过 a 作平面 与 相交,我们常把平面 称为帮助平面,它可以起到桥梁作用,把空间问题向平面问题转化和平面几何中添置帮助线一样,在构造帮助平面时,第一要确认这个平面是存在的,例如,本例中就是以“ 直线及直线外一点确定一个平面” 为依据来做出帮助平面的典型例题五名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师总结优秀学问点例 5已知四周体SABC的全部棱长均为a 求:(1)异面直线SC、AB的公垂线段 EF 及 E
12、F 的长;(2)异面直线 EF 和 SA所成的角分析: 依异面直线的公垂线的概念求作异面直线SC、AB的公垂线段,进而求出其距离;对于异面直线所成的角可实行平移构造法求解解:(1)如图, 分别取SC、AB的中点E、F,连结SF、CF由已知,得SABCAB SFCF, E 是 SC的中点,EFSC同理可证EFAB EF 是SC、AB的公垂线段在RtSEF中,SF3a,SE1a22EFSF22 SE3a212 a2a442(2)取 AC 的中点 G ,连结 EG ,就EG /SA EF 和 GE 所成的锐角或直角就是异面直线EF 和 SA所成的角连结 FG ,在RtEFG中,EG1a,GF1a,E
13、F2a222由余弦定理,得cosGEFEG2EF2GF21a212a221a224442EGEF22aaGEF4522故异面直线 EF 和 SA所成的角为 45 说明: 对于立体几何问题要留意转化为平面问题来解决,同时要将转化过程简要地写出来,然后再求值典型例题六名师归纳总结 例 6 假如一条直线与一个平面平行,那么过这个平面内的一点且与这条直线平行的直线必在这个平面内第 5 页,共 29 页已知: 直线a/, B,Bb,b/a求证: b- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师总结优秀学问点外,不存在过B 与 a 平行分析: 由于过点 B 与 a 平行的
14、直线是惟一存在的,因此,此题就是要证明,在平面的直线,这是否定性命题,所以使用反证法证明: 如下列图,设 b,过直线 a 和点 B 作平面,且b a/,b/b 和b 同时平行于直线a ,与平行公理冲突这样过 B 点就有两条直线 b 必在内说明: 1 本例的结论可以直接作为证明问题的依据2 本例仍可以用同一法来证明,只要转变一下表达方式如上图,过直线 a 及点 B 作平面,设 b a /,b /这样,b 与 b 都是过 B 点平行于 a 的直线,依据平行公理,这样的直线只有一条, b 与 b 重合b, b典型例题七例 7 以下命题正确的个数是()要留意直线1 如直线 l 上有很多个点不在平面内,
15、就l/;2 如直线 l 平行于平面内的很多条直线,就l/;3 如直线 l 与平面平行,就 l 与平面内的任始终线平行;4 如直线 l 在平面外,就l/A 0 个B1 个C 2 个D 3 个分析: 此题考查的是空间直线与平面的位置关系对三种位置关系定义的精确懂得是解此题的关键和平面的位置关系除了依据直线和平面公共点的个数来分类,仍可以依据直线是否在平面内来分类解: 1 直线 l 上有很多个点不在平面 内,并没有说明是所在点都不在平面 内,因而直线可能与平面平行亦有可能与直线相交解题时要留意“ 很多” 并非“ 全部” 2 直线 l 虽与 内很多条直线平行,但 l有可能在平面内,所以直线 l 不肯定
16、平行3 这是初学直线与平面平行的性质常常见错误,借助教具我们很简单看到当 l /时,如 m 且 m/ l,就在平面 内,除了与 m 平行的直线以外的每一条直线与 l都是异面直线 4 直线l在平面外,应包括两种情形:l / 和 l 与 相交,所以 l 与 不肯定平行应选 A说明: 假如题中判定两条直线与一平面之间的位置关系,解题时更要留意分类要完整,考虑要全面如直线l、的位置第 6 页,共 29 页m 都平行于,就 l 与 m 的位置关系可能平行,可能相交也有可能异面;再如直线l /m、 /,就 m 与名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 关系
17、可能是平行,可能是m 在内名师总结优秀学问点典型例题八例 8 如图,求证:两条平行线中的一条和已知平面相交,就另一条也与该平面相交已知: 直线 a / b,a 平面 P求证:直线 b与平面 相交分析: 利用 a / b 转化为平面问题来解决,由 a / b 可确定一帮助平面,这样可以把题中相关元素集中使用,既制造了新的线面关系,又将三维降至二维,使得平几学问能够运用解: a / b, a 和 b 可确定平面a P,平面 和平面 相交于过点 P 的直线 l 在平面 内 l 与两条平行直线 a 、 b 中一条直线 a 相交, l 必定与直线 b 也相交,不妨设 b l Q,又由于 b 不在平面 内
18、(如 b 在平面 内,就 和 都过相交直线 b 和 l ,因此 与 重合, a 在 内,和已知冲突) 所以直线 b 和平面 相交说明: 证明直线和平面相交的常用方法有:证明直线和平面只有一个公共点;否定直线在平面内以及直线和平面平行;用此结论:一条直线假如经过平面内一点,又经过平面外一点,就此直线必与平面相交(此结论可用反证法证明)典型例题九例 9 如图,求证:经过两条异面直线中的一条,有且仅有一个平面与另一条直线平行已知: a 与 b 是异面直线求证:过b 且与 a 平行的平面有且只有一个分析: 此题考查存在性与唯独性命题的证明方法解题时要懂得 “ 有且只有”的含义“ 有”就是要证明过直线
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