8.平行平面的性质定理:如果两个平行平面同时与第三个平面相交.那么它们的交线平行. 推理模式:. 9面面平行的另一性质:如果两个平面平行.那么其中一个平面内的直线平行于另一个平面. 推理模式:. 题型讲解 例1 如下图.两个全等的正方形ABCD和ABEF所在平面相交于AB.M∈AC.N∈FB且AM=FN.求证:MN∥平面BCE 证法一:过M作MP⊥BC.NQ⊥BE.P.Q为垂足.连结PQ ∵MP∥AB.NQ∥AB.∴MP∥NQ 又NQ= BN=CM=MP. ∴MPQN是平行四边形 ∴MN∥PQ.PQ平面BCE 而MN平面BCE. ∴MN∥平面BCE 证法二:过M作MG∥BC.交AB于点G.连结NG ∵MG∥BC.BC平面BCE. MG平面BCE. ∴MG∥平面BCE 又==. ∴GN∥AF∥BE. 同样可证明GN∥平面BCE 又面MG∩NG=G. ∴平面MNG∥平面BCE 又MN平面MNG∴MN∥平面BCE 点评:证明直线和平面的平行通常采用如下两种方法:①利用直线和平面平行的判定定理.通过“线线 平行.证得“线面 平行,②利用两平面平行的性质定理.通过“面面 平行.证得“线面 平行 例2 如下图.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 证法一:分别过E.F作EM⊥AB于点M.FN⊥BC于点N.连结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在平面ABCD中. ∴EF∥平面ABCD 证法二:过E作EG∥AB交BB1于点G.连结GF.则= ∵B1E=C1F.B1A=C1B.∴= ∴FG∥B1C1∥BC 又∵EG∩FG=G.AB∩BC=B. ∴平面EFG∥平面ABCD而EF在平面EFG中. ∴EF∥平面ABCD 点评:证明线面平行的常用方法是:证明直线平行于平面内的一条直线,证明直线所在的平面与已知平面平行 例3 已知正四棱锥P-ABCD的底面边长及侧棱长均为13.M.N分别是PA.BD上的点.且PM∶MA=BN∶ND=5∶8 (1)求证:直线MN∥平面PBC, (2)求直线MN与平面ABCD所成的角 (1)证明:∵P-ABCD是正四棱锥.∴ABCD是正方形连结AN并延长交BC于点E.连结PE ∵AD∥BC.∴EN∶AN=BN∶ND 又∵BN∶ND=PM∶MA. ∴EN∶AN=PM∶MA ∴MN∥PE 又∵PE在平面PBC内.∴MN∥平面PBC 知MN∥PE.∴MN与平面ABCD所成的角就是PE与平面ABCD所成的角 设点P在底面ABCD上的射影为O.连结OE.则∠PEO为PE与平面ABCD所成的角 由正棱锥的性质知PO== 由(1)知.BE∶AD=BN∶ND=5∶8. ∴BE= 在△PEB中.∠PBE=60°.PB=13.BE=. 根据余弦定理.得PE= 在Rt△POE中.PO=.PE=. ∴sin∠PEO== 故MN与平面ABCD所成的角为arcsin 点评:证线面平行.一般是转化为证线线平行求直线与平面所成的角一般用构造法.作出线与面所成的角本题若直接求MN与平面ABCD所成的角.计算困难.而平移转化为PE与平面ABCD所成的角则计算容易可见平移是求线线角.线面角的重要方法当然.也可以建立坐标系.用向量法求角.后面有专门的介绍 例4 如下图.设a.b是异面直线.AB是a.b的公垂线.过AB的中点O作平面α与a.b分别平行.M.N分别是a.b上的任意两点.MN与α交于点P.求证:P是MN的中点 证明:连结AN.交平面α于点Q.连结PQ ∵b∥α.b平面ABN.平面ABN∩α=OQ. ∴b∥OQ又O为AB的中点. ∴Q为AN的中点 ∵a∥α.a平面AMN且平面AMN∩α=PQ. ∴a∥PQ∴P为MN的中点 点评:本题重点考查直线与平面平行的性质 例5 在直三棱柱ABC-A1B1C1中.AB1⊥BC1.AB=CC1=a.BC=b (1)设E.F分别为AB1.BC1的中点. 求证:EF∥平面ABC, (2)求证:A1C1⊥AB, (3)求点B1到平面ABC1的距离 (1)证明:∵E.F分别为AB1.BC1的中点. ∴EF∥A1C1∵A1C1∥AC.∴EF∥AC ∴EF∥平面ABC (2)证明:∵AB=CC1.∴AB=BB1 又三棱柱为直三棱柱. ∴四边形ABB1A1为正方形连结A1B.则A1B⊥AB1 又∵AB1⊥BC1.∴AB1⊥平面A1BC1 ∴AB1⊥A1C1 又A1C1⊥AA1.∴A1C1⊥平面A1ABB1 ∴A1C1⊥AB (3)解:∵A1B1∥AB.∴A1B1∥平面ABC1 ∴A1到平面ABC1的距离等于B1到平面ABC1的距离 过A1作A1G⊥AC1于点G. ∵AB⊥平面ACC1A1. ∴AB⊥A1G从而A1G⊥平面ABC1. 故A1G即为所求的距离.即A1G= 评述:本题(3)也可用等体积变换法或向量法求解 例6 如图.正方形ABCD.ABEF的边长都是1.而且平面ABCD.ABEF互相垂直.点M在直线AC上移动.点N在BF上移动.若CM=BN=a.(0<a<) ⑴求证: MN∥平面CBE ⑵求MN的长度 ⑶当a为何值时.MN的长度最小 分析:证明直线与平面平行的基本方法是. 在平面内找一条直线与平面外的已知直线平行 证明(1):作MP∥AB交BC于P.作NQ∥AB交BE于Q.连结PQ.依题意易证△CMP≌△BNQ.所以MP∥NQ.从而MNPQ是平行四边形. MN∥PQ.从而得MN∥平面CBE 知MN=PQ=. 由CM=BN=a,CB=AB=BE=1.得AC=BF=.CP=.BQ=. MN=PQ= 有:MN= 所以.当a=时.MN取最小值(即M.N分别在AC.BF的中点时.MN的长度最小) 另解:(1)建立空间直角坐标系如图.则 M( ∴ 又∵平面CBE的一个法向量 ∴ ∴ 又点M平面CBE.∥平面CBE (2)由两点距离公式得 | 例7 如图.在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中.E.F.G.M.N.Q分别是棱A1A.A1B1.A1D1.CB.CC1.CD的中点. 求证:平面EFG∥平面MNQ 分析:只要证明平面EFG内的两条相交直线EF.FG分别与平面MNQ内的两条直线QN和MQ平行即可 证法一:由已知EF∥AB1.AB1∥DC1.DC1∥QN. EF∥QN.同理FG∥MQ 所以.面EFG∥MNQ 证法二:建立空间直角坐标系.如图.设正方体的棱长为2. 则E. G. N =. =. =. =. EF∥QN.FG∥MQ.又EF∩FG=F.QN∩MQ=Q. 所以.平面EFG∥平面MNQ 小结: 1证明两直线平行的常用的方法有(1)定义法.即证两线共面且无公共点(2)证明两直线都与第三条直线平行(3)同一法.即先过一直线上的一点作另一条直线的平行线.然后证明所作直线与第一条直线重合 (4)应用两平面平行的性质定理.设法使两直线成为两平行平面与第三个平面的交线 2证明直线与平面平行的常用方法有:(1)根据定义.用反证法证明(2)证明直线在平面外且与平面内的某一条直线平行(3)证明直线在与已知平面平行的平面内(4)向量法.证明直线的一个方向向量.能用已知平面内的一个基底表示, 或与平面的法向量垂直 3证明两平面平行的常用方法有:(1)根据定义用反证法证明(2)证明一平面内的两相交直线与另一平面平行(或与另一平面内的两条相交直线平行)(3)证明两平面都垂直于同一条直线 4解题中.要注意灵活地实施下面的转化.使立体几何问题转化为平面几何问题.从而使问题简化 学生练习 1设有平面α.β和直线m.n.则m∥α的一个充分条件是 Aα⊥β且m⊥β Bα∩β=n且m∥n Cm∥n且n∥α Dα∥β且mβ 答案:D 2设m.n是两条不同的直线.α.β.γ是三个不同的平面给出下列四个命题.其中正确命题的序号是 ①若m⊥α.n∥α.则m⊥n ②若α∥β.β∥γ.m⊥α.则m⊥γ ③若m∥α.n∥α.则m∥n ④若α⊥γ.β⊥γ.则α∥β A①② B②③ C③④ D①④ 解析:①②显然正确③中m与n可能相交或异面④考虑长方体的顶点.α与β可以相交 答案:A 3一条直线若同时平行于两个相交平面.那么这条直线与这两个平面的交线的位置关系是 A异面 B相交 C平行 D不能确定 解析:设α∩β=l.a∥α.a∥β. 过直线a作与α.β都相交的平面γ. 记α∩γ=b.β∩γ=c. 则a∥b且a∥c. ∴b∥c 又bα.α∩β=l.∴b∥l∴a∥l 答案:C 4两条直线a.b满足a∥b.bα.则a与平面α的关系是 Aa∥α Ba与α相交 Ca与α不相交 Daα 答案:C 5a.b是两条异面直线.A是不在a.b上的点.则下列结论成立的是 A过A有且只有一个平面平行于a.b B过A至少有一个平面平行于a.b C过A有无数个平面平行于a.b D过A且平行a.b的平面可能不存在 解析:过点A可作直线a′∥a.b′∥b.则a′∩b′=A ∴a′.b′可确定一个平面.记为α 如果aα.bα.则a∥α.b∥α 由于平面α可能过直线a.b之一.因此.过A且平行于a.b的平面可能不存在 答案:D 6设平面α∥平面β.A.C∈α.B.D∈β.直线AB与CD交于点S.且AS=8.BS=9.CD=34.①当S在α.β之间时.SC= .②当S不在α.β之间时.SC= 解析:∵AC∥BD.∴△SAC∽△SBD.①SC=16.②SC=272 答案:①16 ②272 7设D是线段BC上的点.BC∥平面α.从平面α外一定点A(A与BC分居平面两侧)作AB.AD.AC分别交平面α于E.F.G三点.BC=a.AD=b.DF=c.则EG= 解析:解法类同于上题 答案: 8已知Rt△ABC的直角顶点C在平面α内.斜边AB∥α.AB=2.AC.BC分别和平面α成45°和30°角.则AB到平面α的距离为 解:分别过A.B向平面α引垂线AA′.BB′.垂足分别为A′.B′ 设AA′=BB′=x.则AC2=()2=2x2. BC2=()2=4x2 又AC2+BC2=AB2.∴6x2=(2)2.x=2 答案:2 9在四面体ABCD中.M.N分别是面△ACD.△BCD的重心.则四面体的四个面中与MN平行的是 解析:连结AM并延长.交CD于E.连结BN并延长交CD于F.由重心性质可知.E.F重合为一点.且该点为CD的中点E.由==得MN∥AB. 因此.MN∥平面ABC且MN∥平面ABD 答案:平面ABC.平面ABD 10已知a.b为不垂直的异面直线.α是一个平面.则a.b在α上的射影有可能是①两条平行直线,②两条互相垂直的直线,③同一条直线,④一条直线及其外一点 在上面结论中.正确结论的编号是 (写出所有正确结论的编号) 解析:A1D与BC1在平面ABCD上的射影互相平行, AB1与BC1在平面ABCD上的射影互相垂直, DD1与BC1在平面ABCD上的射影是一条直线及其外一点 答案:①②④ 11如下图.四棱锥P-ABCD的底面是边长为a的正方形.侧棱PA⊥底面ABCD.侧面PBC内有BE⊥PC于E.且BE= a.试在AB上找一点F.使EF∥平面PAD 解:在面PCD内作EG⊥PD于G.连结AG ∵PA⊥平面ABCD.CD⊥AD. ∴CD⊥PD∴CD∥EG 又AB∥CD.∴EG∥AB 若有EF∥平面PAD.则EF∥AG. ∴四边形AFEG为平行四边形.得EG=AF ∵CE==a.△PBC为直角三角形. ∴BC2=CE·CPCP=a.==== 故得AF∶FB=2∶1时.EF∥平面PAD 12如下图.设P为长方形ABCD所在平面外一点.M.N分别为AB.PD上的点.且=.求证:直线MN∥平面PBC 分析:要证直线MN∥平面PBC.只需证明MN∥平面PBC内的一条直线或MN所在的某个平面∥平面PBC 证法一:过N作NR∥DC交PC于点R.连结RB.依题意得 ==== NR=MB ∵NR∥DC∥AB. ∴四边形MNRB是平行四边形∴MN∥RB 又∵RB平面PBC.∴直线MN∥平面PBC 证法二:过N作NQ∥AD交PA于点Q.连结QM. ∵==.∴QM∥PB又NQ∥AD∥BC. ∴平面MQN∥平面PBC∴直线MN∥平面PBC 证法三:过N作NR∥DC交PC于点R.连结RB. 依题意有==. ∴=.=+ + = ∴MN∥RB又∵RB平面PBC. ∴直线MN∥平面PBC 13在空间直角坐标系中.已知A, C F,求证:平面ABC∥平面EFG 【查看更多】

 

题目列表(包括答案和解析)

某同学用《几何画板》研究抛物线的性质:打开《几何画板》软件,绘制某抛物线,在抛物线上任意画一个点,度量点的坐标,如图.

(Ⅰ)拖动点,发现当时,,试求抛物线的方程;

(Ⅱ)设抛物线的顶点为,焦点为,构造直线交抛物线于不同两点、,构造直线、分别交准线于、两点,构造直线、.经观察得:沿着抛物线,无论怎样拖动点,恒有.请你证明这一结论.

(Ⅲ)为进一步研究该抛物线的性质,某同学进行了下面的尝试:在(Ⅱ)中,把“焦点”改变为其它“定点”,其余条件不变,发现“与不再平行”.是否可以适当更改(Ⅱ)中的其它条件,使得仍有“”成立?如果可以,请写出相应的正确命题;否则,说明理由.

 

查看答案和解析>>

某同学用《几何画板》研究抛物线的性质:打开《几何画板》软件,绘制某抛物线,在抛物线上任意画一个点,度量点的坐标,如图.

(Ⅰ)拖动点,发现当时,,试求抛物线的方程;
(Ⅱ)设抛物线的顶点为,焦点为,构造直线交抛物线于不同两点、,构造直线、分别交准线于、两点,构造直线、.经观察得:沿着抛物线,无论怎样拖动点,恒有.请你证明这一结论.
(Ⅲ)为进一步研究该抛物线的性质,某同学进行了下面的尝试:在(Ⅱ)中,把“焦点”改变为其它“定点”,其余条件不变,发现“与不再平行”.是否可以适当更改(Ⅱ)中的其它条件,使得仍有“”成立?如果可以,请写出相应的正确命题;否则,说明理由.

查看答案和解析>>

某同学用《几何画板》研究抛物线的性质:打开《几何画板》软件,绘制某抛物线,在抛物线上任意画一个点,度量点的坐标,如图.

(Ⅰ)拖动点,发现当时,,试求抛物线的方程;
(Ⅱ)设抛物线的顶点为,焦点为,构造直线交抛物线于不同两点、,构造直线、分别交准线于、两点,构造直线、.经观察得:沿着抛物线,无论怎样拖动点,恒有.请你证明这一结论.
(Ⅲ)为进一步研究该抛物线的性质,某同学进行了下面的尝试:在(Ⅱ)中,把“焦点”改变为其它“定点”,其余条件不变,发现“与不再平行”.是否可以适当更改(Ⅱ)中的其它条件,使得仍有“”成立?如果可以,请写出相应的正确命题;否则,说明理由.

查看答案和解析>>

某同学用《几何画板》研究抛物线的性质:打开《几何画板》软件,绘制某抛物线,在抛物线上任意画一个点,度量点的坐标,如图.

(Ⅰ)拖动点,发现当时,,试求抛物线的方程;

(Ⅱ)设抛物线的顶点为,焦点为,构造直线交抛物线于不同两点、,构造直线、分别交准线于、两点,构造直线、.经观察得:沿着抛物线,无论怎样拖动点,恒有.请你证明这一结论.

(Ⅲ)为进一步研究该抛物线的性质,某同学进行了下面的尝试:在(Ⅱ)中,把“焦点”改变为其它“定点”,其余条件不变,发现“与不再平行”.是否可以适当更改(Ⅱ)中的其它条件,使得仍有“”成立?如果可以,请写出相应的正确命题;否则,说明理由.

查看答案和解析>>

某同学用《几何画板》研究抛物线的性质:打开《几何画板》软件,绘制某抛物线,在抛物线上任意画一个点,度量点的坐标,如图.

(Ⅰ)拖动点,发现当时,,试求抛物线的方程;

(Ⅱ)设抛物线的顶点为,焦点为,构造直线交抛物线于不同两点、,构造直线、分别交准线于、两点,构造直线、.经观察得:沿着抛物线,无论怎样拖动点,恒有.请你证明这一结论.

(Ⅲ)为进一步研究该抛物线的性质,某同学进行了下面的尝试:在(Ⅱ)中,把“焦点”改变为其它“定点”,其余条件不变,发现“与不再平行”.是否可以适当更改(Ⅱ)中的其它条件,使得仍有“”成立?如果可以,请写出相应的正确命题;否则,说明理由.

查看答案和解析>>


同步练习册答案