2022年高中数学-人教A版--第二章知识点总结 .pdf
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1、名师总结精品知识点年级高一学科数学版本人教新课标A 版课程标题必修 2 第二章第 1节 空间点、直线、平面之间的位置关系编稿老师一校二校审核一、学习目标:1. 掌握平面的表示法及水平放置的直观图;掌握平面的基本性质、作用及公理1-3;2. 了解空间中两条直线的位置关系;理解异面直线的概念、画法,理解并掌握公理4;理解并掌握等角定理;异面直线所成角的定义、范围及应用3. 了解空间中直线与平面的位置关系;了解空间中平面与平面的位置关系。二、重点、难点:重点:平面的概念及表示;平面的基本性质,公理1-3 中的图形语言及符号语言;异面直线的概念;公理4 及等角定理;空间直线与平面、平面与平面之间的位置
2、关系难点:平面基本性质的掌握与运用;异面直线所成角的计算;用图形表达直线与平面、平面与平面的位置关系三、考点分析:考纲对这部分知识的要求是:理解空间点、 直线和平面的位置关系,掌握平面的基本特性,直线与直线、直线与平面、平面与平面的位置关系。在考试中对点、线、面位置关系的考查经常出现在选择题中,求异面直线所成的角经常出现在选择题和解答题中。1. 平面的含义、画法及表示2. 点和面的位置关系点 A 在平面 内,记作: A 点 B 在平面 外,记作: B3. 公理 13 (1)公理 1:如果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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归
3、纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 36 页名师总结精品知识点符号语言表示为:AlBllABlBA公理 1 作用:判断直线是否在平面内(2)公理 2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面符号语言表示为:A、B、C 三点不共线有且只有一个平面 ,使 A 、B 、C 公理 2 作用:确定一个平面的依据推论 1:过一条直线和直线外一点,有且只有一个平面。推论 2:过两条相交直线,有且只有一个平面。推论 3:过两条平行直线,有且只有一个平面。(3)公理3:如果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符号语言表示为:P = l 且 Pl公理 3 作用:判定两个
4、平面是否相交的依据4. 空间中的两条直线的位置关系异面直线:不同在任何一个平面内,没有公共点5. 公理 4:平行于同一条直线的两条直线互相平行符号表示为:设a、 b、c 是三条直线cabcba/公理 4 作用:判断空间两条直线平行的依据6. 异面直线所成的角(1)已知异面直线a、b,经过空间中任一点O 作直线aa、bb,我们把a与 b所成的锐角(或直角)叫异面直线a 与 b 所成的角(夹角) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 36 页名师总结精品知识点(2)注意: a与 b所成的角的大小只由a、b 的相互位置关系来确定,与
5、O 点的选择无关,为了简便,点 O 一般取在两直线中的一条上; 两条异面直线所成的角 (0,2 当两条异面直线所成的角是直角时,我们就说这两条异面直线互相垂直,记作 a b; 两条直线互相垂直,有共面垂直与异面垂直两种情形; 计算中,通常把两条异面直线所成的角转化为两条相交直线所成的角7. 直线与平面的位置关系(1)直线在平面内有无数个公共点(2)直线与平面相交有且只有一个公共点(3)直线与平面平行没有公共点直线与平面相交或平行的情况统称为直线在平面外,可用a来表示aa =A a 8. 两个平面的位置关系(1)两个平面平行 没有公共点(2)两个平面相交有且只有一条公共直线用类比的方法, 可使学
6、生快速地理解与掌握新内容,这两种位置关系用图形语言表示为l = l 知识点一:确定平面例 1. 空间四点可以确定几个平面?三条直线两两相交可确定几个平面?空间四条平行直线可以确定几个平面?一条直线和直线外不在同一条直线上的三点可确定多少个平面?思路分析 :利用公理2 可以解决确定平面的问题解答过程: 1. 空间四点可以确定0 个、 1 个、 4 个平面。三点确定一个平面,讨论第四个点是否在平面上。2. 三条直线两两相交可确定1 个或 3 个平面。3. 空间四条平行直线可以确定1 个、 4 个、 6 个平面。4. 一条直线和直线外不在同一条直线上的三点可确定1 个、 3 个、 4 个平面。解题后
7、的思考:对于空间中点、线的位置关系要全面分析,不要遗漏。知识点二:点、线共面例 2. 如图,正方体ABCD 1111DCBA中 E、F 为1AA、1CC中点。求证:1D、E、F、B 四点共面。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 36 页名师总结精品知识点思路分析 :利用公理1 和 2 可解决点共面的问题,从而解决确定平面的问题。解答过程: 连接ED1交 DA 延长线于M E 为AA1中点 MA=AD 同理,连接FD1交 DC 延长线于N,CN=CD 正方体 ABCD 1111DCBA MA=AB=BC=CN 45MBA,90
8、ABC,45CBN180MBN M、 B、N 三点共线llD1,1D、l确定平面D1、E、M、B、N、F 六点共面,从而 D1、E、F、 B 四点共面解题后的思考:将几个公理结合起来使用是解决问题的关键例 3. 如图,正方体1111DCBAABCD,E、 F、G、H、 M、N 为各棱中点, 求证:EFGHMN为正六边形。AFBEDNHGMCA1D1C1B1思路分析 :要想证明EFGHMN 为正六边形,首先应解决这些点共面的问题解答过程: 显然 EF=FG=GH=HM=MN=NE E、F为棱 AD 、AB 中点, EF/BD 11/ DDBB1111/DBBDDDBBBDNGBBDDGNDBBD
9、/1111中点、为棱、 EF/NG ,确定平面同理, FG/EH,确定平面与有三个不在同一条直线上的三点E、F、G 、重合 E、F、G、H、N 五点共面同理 E、F、G、H、M、N 六点共面且 EF/MH 、FG/NM 、EN/GH 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 36 页名师总结精品知识点 EFGHMN 是正六边形解题后的思考:证明共面问题有以下两个方法:(1)先确定一个平面,再证明其余元素均在这个平面上(2)先证明这些元素分别在几个平面上,再证明这些平面重合例 4. 如图所示, ABCD A1B1C1D1是正方体,
10、画出图中阴影部分的平面与平面ABCD 的交线,并给出证明。思路分析: 确定两个平面的交线,就是找两个平面的两个公共点,本题中已经给出一个公共点,只需利用分别在两个平面内且相交的直线来确定另一个交点。解答过程: 如图,过点 E 作 ENCD 于点 N,连结 NB 并延长, 交 EF 的延长线于点M,连结 AM ,因为直线EN/BF ,所以 B、N、E、F 四点共面。因此 EF 与 BN 相交,交点为M,因为EFM,且NBM,而EF平面 AEF,NB平面 ABCD ,所以 M 是平面 ABCD 与平面 AEF 的公共点,又因为点 A 是平面 AEF 和平面 ABCD 的公共点,所以 AM 为这两平
11、面的交线。知识点三:异面直线所成的角例 5. 正方体1111DCBAABCD的棱长为a,对角线CA1长为a3。求:异面直线1BA与1CC所成的角。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 36 页名师总结精品知识点异面直线BA1与CB1所成的角。异面直线BA1与1AC所成的角。M、N 为11CD、11BC中点, MN 与 AC 所成角。H 为 BC 中点,HC1与BD1所成角的余弦值。思路分析 :利用异面直线的定义,构造三角形利用余弦定理求解解答过程: 11/ CCBB1BA与1BB所成锐角即为两条异面直线所成的角4511BBA。
12、DACB11/,BDA1为等边三角形BA1与CB1所成的角为60延长 DC 至 E 使 CE=CD ,ECCDBA111/1AEC中,aCAAC311,aEC21,ADERt中, DE=a2,AD=a AEa5,由余弦定理901EACMN/BD BDAC所成角为90F 为 AD 中点,FDHC11/,FBD1中,aBD31,aFD251aBF25,BDFDBFBDFDBFD112212112cosaaaaa253245453222515153 所成角的余弦值为515解题后的思考: “平移找角” , “补形法”是求异面直线所成角的基本方法例 6. 四面体 ABCD ,棱长均为a(正四面体)求 A
13、C 、BD 所成的角。E、 F 为 BC、AD 中点,求AE、CF 所成角的余弦值。思路分析 :利用异面直线的定义,构造三角形利用余弦定理求解解答过程: H 为 CD 中点精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 36 页名师总结精品知识点EH/BD , EH=2a,FH/AC 2aFH,EHF为两条异面直线AC、 BD 所成角或其补角0cos EHF90EHFK 为 DE 中点,连结FK,FK/AE CF 与 FK 所夹锐角为异面直线AE、CF 所成角aCF23,aAEFK4321aEKCECK47223243232167163
14、43cos2222aaaaCFK 所成角的余弦值为32解题后的思考:在封闭几何体中求异面直线所成角,经常利用中位线的平行关系进行平移找角。一、预习新知请同学们预习必修 2 第二章第 2 节 直线、平面平行的判定及其性质二、预习点拨通过预习,请回答下列问题:1. 直线与平面平行的判定定理,两个平面平行的判定定理的内容是什么?2. 直线与平面平行的性质定理,两个平面平行的性质定理的内容是什么?(答题时间: 50分钟)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 36 页名师总结精品知识点一、选择题:1. 已知,为平面, A、B、M、 N
15、为点, a 为直线,下列推理错误的是()A. aBaBAaA,B. MNNNMM,C. AAA,D. 重合、不共线、,且、MBAMBAMBA,2. 在正方体ABCD A1B1C1D1中,已知棱长为a,则异面直线A1B 与 B1C 所成角的大小为()A. 30 B. 45 C. 60 D. 90 3. 设 P是异面直线a、b 外的一点,则过P 点且与 a、b 都平行的平面()A. 有且只有一个B. 恰有两个C. 没有或只有一个D. 有无数个4. 若三个平面把空间分成6 个部分,那么这三个平面的位置关系是()A. 三个平面共线B. 有两个平面平行且都与第三个平面相交C. 三个平面共线,或两个平面平
16、行且都与第三个平面相交D. 三个平面两两相交二、填空题:5. 用符号语言表示下列语句:(1)点 A 在平面内,但在平面外;(2)直线 a 经过平面外一点 M ;(3)直线 a 在平面内,又在平面内,即平面和相交于直线a 。6.分别与两条异面直线都相交的两条直线的位置关系是7. 在四面体A-BCD 中, AD=BC ,且BCAD,E,F 分别是 AB,CD 的中点,则EF与 BC 所成的角为三、解答题:8. 证明:已知ba/c/,Ala,Blb,Clc,求证:cba、l、四线共面。9. 正方体1AC中, E、F 为 AB 、BB1中点,求EA1、FC1所成的角的余弦值。精选学习资料 - - -
17、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 36 页名师总结精品知识点一、选择题:1. C 解析:选项A 反映的是公理1,选项 B 反映的是公理3,选项 D 反映的是两平面重合的条件,选项C 中与相交,点 A 在交线上,故选项C 表述错误。2. C 解析:如图,连接A1D,BD, A1D/B1C, BA1D 为所求,在A1DB 中,A1D=BD=A1B, DA1B=60 。3. C 解析:设点P 与直线 a 确定的平面为,当 b 平行于 a时,过点P 且与 a、b 都平行的平面不存在;当b 不平行于a时,过点P 且与 a、b 都平行的平面有且只有一个。4.
18、C二、填空题:5. (1)AA且(2)aMM,(3)aaa,即且6. 相交或异面7. 解析:如图所示,取BD 的中点 G,连接 EG,GF,则 EFG 为异面直线EF 与 BC 所成的角。因为BCADGFEGBCADBCGFADEG。因为,所以且,21,21,EG/AD ,GF/BC ,所以 EGGF,所以 EGF 为等腰直角三角形,所以EFG=45 。三、解答题:8. 证明:ba/确定平面A、Bl,bcb/确定平面同理lbBlb过两条相交直线l、b有且仅有一个平面、重合cba、l、四线共面精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共
19、 36 页名师总结精品知识点9. 证明: H 在11BA上,11141BAHBM 为11BA中点HFBMEA/1HF 与FC1所成角等于异面直线EA1、FC1所成的角设棱长为aaHFaFC45,251aHC4171FHC1中,52cos1FHCEA1、FC1所成角的余弦值为52精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 36 页名师总结精品知识点年级高一学科数学版本人教新课标A 版课程标题必修 2 第二章第 2节 直线、平面平行的判定及其性质编稿老师一校二校审核一、学习目标:1. 理解并掌握直线与平面平行的判定定理;理解并掌握两平
20、面平行的判定定理2. 掌握直线与平面平行的性质定理及其应用;掌握两个平面平行的性质定理及其应用二、重点、难点:重点: 直线与平面平行的判定定理及其应用;两个平面平行的判定;直线与平面平行的性质定理及其应用;两个平面平行的性质定理。难点:线面平行的判定定理和性质定理的应用。三、考点分析:立体几何中的平行关系是一种很重要的关系,在高考中的选择题、 填空题几乎每年都考,难度适中。解答题以多面体为载体往往与其他考点考察,以中档题为主。1. 直线与平面平行的判定定理:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行简记为:线线平行,则线面平行符号表示:/abaab2. 两个平面平行的判定定理
21、:一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行符号表示:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 36 页名师总结精品知识点/ababPab推论 1. /,/,/QbaPbabababbaa推论 2. /3. 直线与平面平行的性质定理:一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行简记为:线面平行,则线线平行符号表示:/aaabb作用:利用该定理可解决直线间的平行问题4. 两个平面平行的性质定理:如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行符号表示:/aabb作用:可以由平面与
22、平面平行得出直线与直线平行。推论:/aa知识点一:线面平行的判定例 1. 如图所示,在正方体ABCD A1B1C1D1中,点 M 是棱 DD1的中点。求证:BD1/面MAC 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 36 页名师总结精品知识点思路分析 :利用线面平行的判定定理“线线平行,则线面平行”进行解答。解答过程:证明:设直线AC 与 BD 交于点 N,连结 MN 。则在 BDD1中,因为M,N 分别为边DD1,BD 的中点,所以 MN/BD1。又直线 MN面 MAC ,BD1面 MAC ,所以 BD1/面 MAC 。解题
23、后的思考:要证线面平行,可先证线线平行,这是解决此类问题的基本思想。同时,在使用线面平行的判定定理时,要特别注意一个细节:在说明或证明的过程中务必要体现一个“内”,一个“外”,此点亦是定理的核心所在。例 2. 如图,两个全等的正方形ABCD 和 ABEF 所在平面相交于AB ,FBNACM,,且 AM=FN ,求证: MN/ 面 BCE。思路分析 :利用线面平行的判定定理,在平面BCE 中找到与MN 平行的直线,进而求证。解答过程: 证明:作MG BC 于 G, NQBE 于 Q,连结 GQ,则 MG/AB , NQ/AB MG/NQ BFBNEFNQCACMABMG,而BNFNBFAMACC
24、MEFNQABMG MG=NQ 四边形MGQN 为平行四边形MN/GQ MN面 BCE,GQ面 BCE MN/ 面 BCE 解题后的思考:证明线面平行可以通过“过线作面找交线”, “线线平行,则线面平行”的方法、定理来解决。知识点二:线面平行的性质例 3. 求证:如果一条直线和两个相交平面都平行,那么这条直线和它们的交线平行。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 36 页名师总结精品知识点思路分析 :可以考虑用线面平行的性质定理来证明线线平行。解答过程:已知:l,/,/aa,求证:la/证明:过a作面交面于b/aba/同理,
25、过a作c/aca/cb/又cb,/b又面过b交于llb/ba/la/解题后的思考:可利用“线面平行,则线线平行”的判定定理来解答。知识点三:面面平行的判定例 4. 如图所示,点P 是 ABC 所在平面外一点,A 、B 、C 分别是 PBC、 PCA、PAB 的重心,求证:(1)平面 ABC/平面 ABC 。(2)AB=31AB 。思路分析 :由三角形重心易联想到三角形的中线交点,且交点分中线的比为2:1,在图中取AB 、BC、CA 的中点 M、N、Q,连结后即可证明。解答过程:证明:( 1)如上图所示,取AB 、BC、CA 的中点 M、N、Q,连结 PM、PN、PQ、MN 、NQ、QM ,由
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