2020年高考数学一轮复习第七章第4节【直线、平面平行的判定及其性质】教学案及考题练
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直线、平面平行的判定与性质学习目标目标分解一:理解并应用线面平行的判定与性质目标分解二:理解并应用面面平行的判定与性质目标分解三:熟练进行平行关系的综合应用重难点合作探究课堂设计学生随堂手记1.直线与平面平行的判定定理和性质定理文字语言图形语言符号语言判定定理平面外一条直线与这个平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行(线线平行⇒线面平行)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⇒线线平行”)2.平面与平面平行的判定定理和性质定理文字语言图形语言符号语言判定定理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(简记为“线面平行⇒面面平行”)三个平面相交,那么它们的交线平行4.若平面α∥平面β,直线a∥平面α,点B∈β,则在平面β内过B点的所有直线中( ) A.不一定存在与a平行的直线B.只有两条与a平行的直线C.存在无数条与a平行的直线D.存在唯一一条与a平行的直线5.过三棱柱ABCA1B1C1任意两条棱的中点作直线,其中与平面ABB1A1平行的直线共有________条.6.教材习题改编在正方体ABCDA1B1C1D1中,E是DD1的中点,则BD1与平面ACE的位置关系为________.【课堂互动探究区】【目标分解一】线面平行的判定与性质判断或证明线面平行的常用方法(1)利用线面平行的定义(无公共点);(2)利用线面平行的判定定理(a⊄α,b⊂α,a∥b⇒a∥α);(3)利用面面平行的性质定理(α∥β,a⊂α⇒a∥β);(4)利用面面平行的性质(α∥β,a⊄α,a⊄β,a∥α⇒a∥β).【例1】2016·高考全国卷丙)如图,四棱锥PABCD中,PA⊥底面ABCD,AD∥BC,AB=AD=AC=3,PA=BC=4,M为线段AD上一点,AM=2MD,N为PC的中点.(1)证明MN∥平面PAB;(2)求四面体NBCM的体积.【对点训练】【我会做】1.在正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,E 是DD 1的中点,则BD 1与平面ACE 的位置关系为________.【我会做】2.(2015·高考四川卷节选)一个正方体的平面展开图及该正方体的直观图的示意图如图所示.在正方体中,设BC 的中点为M ,GH 的中点为N .(1)请将字母F ,G ,H 标记在正方体相应的顶点处(不需说明理由);(2)证明:直线MN ∥平面BDH .【我会做】3.如图,四边形ABCD 是平行四边形,点P 是平面ABCD 外一点,M 是PC 的中点,在DM 上取一点G ,过G 和AP 作平面交平面BDM 于GH .求证:AP ∥GH .★【我能做对】4.如图,四棱锥P ABCD 中AD ∥BC ,AB =BC =12AD ,E ,F ,H 分别为线段AD ,PC ,CD 的中点,AC 与BE 交于O 点,G 是线段OF 上一点.(1)求证:AP ∥平面BEF ; (2)求证:GH ∥平面PAD .【目标分解二】面面平行的判定与性质判定面面平行的方法(1)利用定义,即证两个平面没有公共点(不常用);(2)利用面面平行的判定定理(主要方法);(3)利用垂直于同一条直线的两平面平行(客观题可用);(4)利用平面平行的传递性,即两个平面同时平行于第三个平面,则这两个平面平行(客观题可用).【例2】如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,E,F,G,H分别是AB,AC,A1B1,A1C1的中点,求证:(1)B,C,H,G四点共面;(2)平面EFA1∥平面BCHG.★(3)线段BC1上是否存在一点M使得EM∥平面A1ACC1?【对点训练】【我会做】1. 一个正方体的平面展开图及该正方体的直观图的示意图如图所示.(1)请将字母F,G,H标记在正方体相应的顶点处(不需说明理由);(2)判断平面BEG与平面ACH的位置关系,并证明你的结论.★★【我要挑战】2.已知平面α∥β,P∉α且P∉β,过点P的直线m与α,β分别交于A,C,过点P的直线n 与α,β分别交于B,D,且PA=6,AC=9,PD=8,则BD的长为________.【目标分解三】【例3】(2017·洛阳月考)如图,ABCD与ADEF为平行四边形,M,N,G分别是AB,AD,EF的中点.(1)求证:BE∥平面DMF;(2)求证:平面BDE∥平面MNG.【对点训练】【我会做】1.如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,S是B1D1的中点,E、F、G分别是BC、DC、SC 的中点,求证:(1)直线EG∥平面BDD1B1;(2)平面EFG∥平面BDD1B1.★【我能做对】2.如图,四棱锥P ABCD 中,AB ∥CD ,AB =2CD ,E 为PB 的中点. (1)求证:CE ∥平面PAD ;(2)在线段AB 上是否存在一点F ,使得平面PAD ∥平面CEF ?若存在,证明你的结论,若不存在,请说明理由.【课后分层巩固区】1.已知直线a ,b ,平面α,则以下三个命题: ①若a ∥b ,b ⊂α,则a ∥α; ②若a ∥b ,a ∥α,则b ∥α; ③若a ∥α,b ∥α,则a ∥b . 其中真命题的个数是( ) A .0 B .1 C .2D .32.(2015·高考北京卷)设α,β是两个不同的平面,m 是直线且m ⊂α,“m ∥β”是“α∥β”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件3.如图,AB ∥平面α∥平面β,过A ,B 的直线m ,n 分别交α,β于C ,E 和D ,F ,若AC =2,CE =3,BF =4,则BD 的长为( )A.65 B .75 C.85 D .954.(2017·江西赣中南五校模拟)已知m ,n 是两条不同的直线,α,β,γ是三个不同的平面,则下列命题中正确的是( )A .若α⊥γ,α⊥β,则γ∥βB .若m ∥n ,m ⊂α,n ⊂β,则α∥βC .若m ∥n ,m ⊥α,n ⊥β,则α∥βD .若m ∥n ,m ∥α,则n ∥α5.如图所示,在空间四边形ABCD 中,E ,F 分别为边AB ,AD 上的点,且AE ∶EB =AF ∶FD =1∶4,又H ,G 分别为BC ,CD 的中点,则( )A .BD ∥平面EFGH ,且四边形EFGH 是矩形B .EF ∥平面BCD ,且四边形EFGH 是梯形C .HG ∥平面ABD ,且四边形EFGH 是菱形 D .EH ∥平面ADC ,且四边形EFGH 是平行四边形6.如图,透明塑料制成的长方体容器ABCD A 1B 1C 1D 1内灌进一些水,固定容器底面一边BC 于地面上,再将容器倾斜,随着倾斜度的不同,有下面四个命题:①没有水的部分始终呈棱柱形; ②水面EFGH 所在四边形的面积为定值; ③棱A 1D 1始终与水面所在平面平行; ④当容器倾斜如图所示时,BE ·BF 是定值. 其中正确的个数是( ) A .1 B .2 C .3D .47.如图,在空间四边形ABCD 中,M ∈AB ,N ∈AD ,若AM MB =ANND ,则直线MN 与平面BDC 的位置关系是__________.8.如图,已知ABCD A 1B 1C 1D 1是棱长为3的正方体,点E 在AA 1上,点F 在CC 1上,G 在BB 1上,且AE =FC 1=B 1G =1,H 是B 1C 1的中点.(1)求证:E ,B ,F ,D 1四点共面; (2)求证:平面A 1GH ∥平面BED 1F .9.如图,一个侧棱长为l 的直三棱柱ABC A 1B 1C 1容器中盛有液体(不计容器厚度).若液面恰好分别过棱AC ,BC ,B 1C 1,A 1C 1的中点D ,E ,F ,G .(1)求证:平面DEFG ∥平面ABB 1A 1; (2)当底面ABC 水平放置时,求液面的高.★★【我要挑战】10.如图,斜三棱柱ABC A 1B 1C 1中,点D ,D 1分别为AC ,A 1C 1上的点.(1)当A 1D 1D 1C 1等于何值时,BC 1∥平面AB 1D 1? (2)若平面BC 1D ∥平面AB 1D 1,求ADDC 的值.。
直线与平面平行的判定定理教学设计(教案)一、教学目标1. 让学生理解直线与平面平行的概念。
2. 引导学生掌握直线与平面平行的判定定理。
3. 培养学生的空间想象能力和逻辑思维能力。
二、教学内容1. 直线与平面平行的定义。
2. 直线与平面平行的判定定理。
三、教学重点与难点1. 教学重点:直线与平面平行的判定定理及其证明。
2. 教学难点:直线与平面平行的判定定理的证明和应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生探究直线与平面平行的判定定理。
2. 利用几何模型和动画,直观展示直线与平面平行的判定过程。
3. 设计典型例题,培养学生运用判定定理解决问题的能力。
五、教学过程1. 导入新课:通过生活中的实例,引导学生思考直线与平面之间的关系。
2. 讲解直线与平面平行的定义,让学生明确直线与平面平行的概念。
3. 引导学生探究直线与平面平行的判定定理,讲解定理的证明过程。
4. 利用几何模型和动画,直观展示直线与平面平行的判定过程,加深学生理解。
5. 设计典型例题,引导学生运用判定定理解决问题,巩固所学知识。
6. 课堂小结:总结本节课的主要内容和知识点。
7. 布置作业:布置一些有关直线与平面平行的判定定理的练习题,巩固所学知识。
这五个章节的内容是教案的核心部分,后续的章节可以根据这五个章节的内容进行扩展和延伸。
希望这个教案能对你有所帮助!六、教学评估1. 课堂提问:通过提问了解学生对直线与平面平行判定定理的理解程度。
2. 作业批改:检查学生作业,了解学生对直线与平面平行判定定理的掌握情况。
3. 课堂练习:设计一些有关直线与平面平行的判定定理的练习题,让学生当堂练习,及时了解学生学习效果。
七、教学策略的调整1. 根据学生掌握情况,对直线与平面平行判定定理的讲解进行调整,使之更易于学生理解。
2. 对于学习有困难的学生,提供个别辅导,帮助他们理解直线与平面平行的判定定理。
3. 对于理解较深刻的学生,提供一些拓展性的问题,激发他们的思维。
第四节 直线、平面平行的判定及其性质1.直线与平面平行的判定与性质(1)a ⊥α,b ⊥α⇒a ∥b . (2)a ⊥α,a ⊥β⇒α∥β.1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若一条直线和平面内一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行.( )(2)若直线a∥平面α,P∈α,则过点P且平行于直线a的直线有无数条.( )(3)若一个平面内有无数条直线与另一个平面平行,则这两个平面平行.( )(4)若两个平面平行,则一个平面内的直线与另一个平面平行.( )[答案](1)×(2)×(3)×(4)√2.(教材改编)下列命题中,正确的是( )A.若a,b是两条直线,且a∥b,那么a平行于经过b的任何平面B.若直线a和平面α满足a∥α,那么a与α内的任何直线平行C.若直线a,b和平面α满足a∥α,b∥α,那么a∥bD.若直线a,b和平面α满足a∥b,a∥α,b⊄α,则b∥αD[根据线面平行的判定与性质定理知,选D.]3.设α,β是两个不同的平面,m,n是平面α内的两条不同直线,l1,l2是平面β内的两条相交直线,则α∥β的一个充分不必要条件是( )A.m∥β且l1∥αB.m∥β且n∥l2C.m∥β且n∥βD.m∥l1且n∥l2D[m∥l1且n∥l2⇒α∥β,但α∥βD/⇒m∥l1且n∥l2,∴“m∥l1且n∥l2”是“α∥β”的一个充分不必要条件.]4.在正方体ABCDA1B1C1D1中,E是DD1的中点,则BD1与平面ACE的位置关系是________.平行[如图所示,连接BD交AC于F,连接EF,则EF是△BDD1的中位线,∴EF∥BD1,又EF⊂平面ACE,BD1⊄平面ACE,∴BD1∥平面ACE.]5.(2017·杭州二中质检)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:①若m⊂α,n∥α,则m∥n;②若α∥β,β∥γ,m⊥α,则m⊥γ;③若α∩β=n,m∥n,m∥α,则m∥β;④若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β.其中是真命题的是________(填上序号).②[①,m∥n或m,n异面,故①错误;易知②正确;③,m∥β或m⊂β,故③错误;④,α∥β或α与β相交,故④错误.]) A.若α,β垂直于同一平面,则α与β平行B.若m,n平行于同一平面,则m与n平行C.若α,β不平行...,则在α内不存在...与β平行的直线D.若m,n不平行...垂直于同一平面...,则m与n不可能D[A项,α,β可能相交,故错误;B项,直线m,n的位置关系不确定,可能相交、平行或异面,故错误;C项,若m⊂α,α∩β=n,m∥n,则m∥β,故错误;D项,假设m,n垂直于同一平面,则必有m∥n,所以原命题正确,故D项正确.] [规律方法] 1.判断与平行关系相关命题的真假,必须熟悉线、面平行关系的各个定义、定理,无论是单项选择还是含选择项的填空题,都可以从中先选出最熟悉最容易判断的选项先确定或排除,再逐步判断其余选项.2.(1)结合题意构造或绘制图形,结合图形作出判断.(2)特别注意定理所要求的条件是否完备,图形是否有特殊情形,通过举反例否定结论或用反证法推断命题是否正确.[变式训练1] (2017·宁波中学模拟)若m,n表示不同的直线,α,β表示不同的平面,则下列结论中正确的是( )A.若m∥α,m∥n,则n∥αB.若m⊂α,n⊂β,m∥β,n∥α,则α∥βC.若α⊥β,m∥α,n∥β,则m∥nD.若α∥β,m∥α,n∥m,n⊄β,则n∥βD[在A中,若m∥α,m∥n,则n∥α或n⊂α,故A错误.在B中,若m⊂α,n⊂β,m∥β,n∥α,则α与β相交或平行,故B错误.在C中,若α⊥β,m∥α,n∥β,则m与n相交、平行或异面,故C错误.在D中,若α∥β,m∥α,n∥m,n⊄β,则由线面平行的判定定理得n∥β,故D正确.](2017·南通模拟)如图741所示,斜三棱柱ABCA1B1C1中,点D,D1分别为AC ,A 1C 1上的点.图741(1)当A 1D 1D 1C 1等于何值时,BC 1∥平面AB 1D 1? (2)若平面BC 1D ∥平面AB 1D 1,求AD DC的值. 【导学号:51062232】 [解] (1)如图所示,取D 1为线段A 1C 1的中点,此时A 1D 1D 1C 1=1.2分连接A 1B ,交AB 1于点O ,连接OD 1.由棱柱的性质知,四边形A 1ABB 1为平行四边形, ∴点O 为A 1B 的中点.在△A 1BC 1中,点O ,D 1分别为A 1B ,A 1C 1的中点, ∴OD 1∥BC 1.4分又∵OD 1⊂平面AB 1D 1,BC 1⊄平面AB 1D 1, ∴BC 1∥平面AB 1D 1. ∴当A 1D 1D 1C 1=1时,BC 1∥平面AB 1D 1.6分 (2)由平面BC 1D ∥平面AB 1D 1,且平面A 1BC 1∩平面BC 1D =BC 1,平面A 1BC 1∩平面AB 1D 1=D 1O 得BC 1∥D 1O ,8分∴A 1D 1D 1C 1=A 1OOB, 又由题(1)可知A 1D 1D 1C 1=DC AD ,A 1OOB=1, ∴DC AD =1,即AD DC=1.15分[规律方法] 1.判断或证明线面平行的常用方法有:(1)利用反证法(线面平行的定义);(2)利用线面平行的判定定理(a ⊄α,b ⊂α,a ∥b ⇒a ∥α); (3)利用面面平行的性质定理(α∥β,a ⊂α⇒a ∥β); (4)利用面面平行的性质(α∥β,a ⊄β,a ∥α⇒a ∥β).2.利用判定定理判定线面平行,关键是找平面内与已知直线平行的直线.常利用三角形的中位线、平行四边形的对边或过已知直线作一平面找其交线.[变式训练2] 如图742,四棱锥P ABCD 中,底面ABCD 为矩形,PA ⊥平面ABCD ,E 为PD 的中点.图742(1)证明:PB ∥平面AEC ;(2)设AP =1,AD =3,三棱锥P ABD 的体积V =34,求A 到平面PBC 的距离. [解] (1)证明:设BD 与AC 的交点为O ,连接EO .因为四边形ABCD 为矩形, 所以O 为BD 的中点, 又E 为PD 的中点, 所以EO ∥PB .4分因为EO ⊂平面AEC ,PB ⊄平面AEC , 所以PB ∥平面AEC .6分 (2)由V =16PA ·AB ·AD =36AB ,又V =34,可得AB =32. 作AH ⊥PB 交PB 于点H .10分由题设知BC ⊥平面PAB ,所以BC ⊥AH , 故AH ⊥平面PBC .在Rt △PAB 中,由勾股定理可得PB =132,所以AH =PA ·AB PB =31313.所以A 到平面PBC 的距离为31313.15分如图743所示,在三棱柱ABC A 1B 1C 1中,E ,F ,G ,H 分别是AB ,AC ,A 1B 1,A 1C 1的中点,求证:图743(1)B ,C ,H ,G 四点共面; (2)平面EFA 1∥平面BCHG .[证明] (1)∵G ,H 分别是A 1B 1,A 1C 1的中点, ∴GH 是△A 1B 1C 1的中位线,GH ∥B 1C 1.4分 又∵B 1C 1∥BC , ∴GH ∥BC ,∴B ,C ,H ,G 四点共面.6分(2)在△ABC 中,E ,F 分别为AB ,AC 的中点, ∴EF ∥BC .∵EF ⊄平面BCHG ,BC ⊂平面BCHG , ∴EF ∥平面BCHG .8分 ∵A 1G 綊EB ,∴四边形A 1EBG 是平行四边形,则A 1E ∥GB . ∵A 1E ⊄平面BCHG ,GB ⊂平面BCHG , ∴A 1E ∥平面BCHG .12分 ∵A 1E ∩EF =E ,∴平面EFA 1∥平面BCHG .15分[迁移探究] 在本例条件下,若点D 为BC 1的中点,求证:HD ∥平面A 1B 1BA . [证明] 如图所示,连接HD ,A 1B ,∵D为BC1的中点,H为A1C1的中点,∴HD∥A1B.8分又HD⊄平面A1B1BA,A1B⊂平面A1B1BA,∴HD∥平面A1B1BA.15分[规律方法] 1.判定面面平行的主要方法:(1)面面平行的判定定理.(2)线面垂直的性质(垂直于同一直线的两平面平行).2.面面平行的性质定理的作用:(1)判定线面平行;(2)判断线线平行,线线、线面、面面平行的相互转化是解决与平行有关的问题的指导思想.解题时要看清题目的具体条件,选择正确的转化方向.易错警示:利用面面平行的判定定理证明两平面平行时,需要说明是一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行.[变式训练3] 如图744所示,在正方体ABCDA1B1C1D1中,S是B1D1的中点,E,F,G 分别是BC,DC,SC的中点,求证:图744(1)直线EG∥平面BDD1B1;(2)平面EFG∥平面BDD1B1.【证明】(1)如图所示,连接SB,∵E,G分别是BC,SC的中点,∴EG∥SB.3分又∵SB⊂平面BDD1B1,EG⊄平面BDD1B1,∴直线EG∥平面BDD1B1.7分(2)连接SD,∵F,G分别是DC,SC的中点,∴FG∥SD.10分又∵SD⊂平面BDD1B1,FG⊄平面BDD1B1,∴FG∥平面BDD1B1,且EG⊂平面EFG,FG⊂平面EFG,EG∩FG=G,∴平面EFG∥平面BDD1B1.15分[思想与方法]1.线线、线面、面面平行的相互转化其中线面平行是核心,线线平行是基础,要注意它们之间的灵活转化.2.直线与平面平行的主要判定方法(1)定义法;(2)判定定理;(3)面与面平行的性质.3.平面与平面平行的主要判定方法(1)定义法;(2)判定定理;(3)推论;(4)a⊥α,a⊥β⇒α∥β.[易错与防范]1.在推证线面平行时,一定要强调直线不在平面内,否则会出现错误.2.(1)在面面平行的判定中易忽视“面内两条相交直线”这一条件.(2)如要一个平面内有无数条直线与另一个平面平行,易误认为这两个平面平行,实质上也可以相交.3.在应用性质定理时,要遵从由“高维”到“低维”,但也要注意,转化的方向总是由题目的具体条件而定,决不可过于“模式化”,另外要注意符号语言的规范应用.课时分层训练(三十九)直线、平面平行的判定及其性质A组基础达标(建议用时:30分钟)一、选择题1.设m,n是不同的直线,α,β是不同的平面,且m,n⊂α,则“α∥β”是“m ∥β且n∥β”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件A[若m,n⊂α,α∥β,则m∥β且n∥β;反之若m,n⊂α,m∥β,且n∥β,则α与β相交或平行,即“α∥β”是“m∥β且n∥β”的充分不必要条件.]2.正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F,G分别是A1B1,CD,B1C1的中点,则正确的命题是( )图745A.AE⊥CGB.AE与CG是异面直线C.四边形AEC1F是正方形D.AE∥平面BC1FD[由正方体的几何特征知,AE与平面BCC1B1不垂直,则AE⊥CG不成立;由于EG∥A1C1∥AC,故A,E,G,C四点共面,所以AE与CG是异面直线错误;在四边形AEC1F中,AE=EC1=C1F=AF,但AF与AE不垂直,故四边形AEC1F是正方形错误;由于AE∥C1F,由线面平行的判定定理,可得AE∥平面BC1F.]3.(2017·湖州模拟)如图746所示的三棱柱ABCA1B1C1中,过A1B1的平面与平面ABC 交于DE,则DE与AB的位置关系是( )图746A.异面B.平行C.相交D.以上均有可能B[在三棱柱ABCA1B1C1中,AB∥A1B1.∵AB⊂平面ABC,A1B1⊄平面ABC,∴A1B1∥平面ABC.∵过A1B1的平面与平面ABC交于DE,∴DE∥A1B1,∴DE∥AB.]4.已知m,n表示两条不同直线,α表示平面,下列说法正确的是( )【导学号:51062233】A.若m∥α,n∥α,则m∥nB.若m⊥α,n⊂α,则m⊥nC.若m⊥α,m⊥n,则n∥αD.若m∥α,m⊥n,则n⊥αB[若m∥α,n∥α,则m,n平行、相交或异面,A错;若m⊥α,n⊂α,则m⊥n,因为直线与平面垂直时,它垂直于平面内任一直线,B正确;若m⊥α,m⊥n,则n∥α或n⊂α,C错;若m∥α,m⊥n,则n与α可能相交,可能平行,也可能n⊂α,D错.] 5.给出下列关于互不相同的直线l,m,n和平面α,β,γ的三个命题:①若l 与m 为异面直线,l ⊂α,m ⊂β,则α∥β; ②若α∥β,l ⊂α,m ⊂β,则l ∥m ;③若α∩β=l ,β∩γ=m ,γ∩α=n ,l ∥γ,则m ∥n . 其中真命题的个数为( ) A .3 B .2 C .1D .0C [①中,当α与β不平行时,也可能存在符合题意的l ,m ;②中,l 与m 也可能异面;③中,⎩⎪⎨⎪⎧l ∥γ,l ⊂α,α∩γ=n⇒l ∥n ,同理,l ∥m ,则m ∥n ,正确.]二、填空题6.设α,β,γ为三个不同的平面,a ,b 为直线,给出下列条件:①a ⊂α,b ⊂β,a ∥β,b ∥α;②α∥γ,β∥γ;③α⊥γ,β⊥γ;④a ⊥α,b ⊥β,a ∥b .其中能推出α∥β的条件是________(填上所有正确的序号). ②④ [在条件①或条件③中,α∥β或α与β相交. 由α∥γ,β∥γ⇒α∥β,条件②满足.在④中,a ⊥α,a ∥b ⇒b ⊥α,从而α∥β,④满足.]7.如图747所示,正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,AB =2,点E 为AD 的中点,点F 在CD 上.若EF ∥平面AB 1C ,则线段EF 的长度等于________.图7472 [在正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,AB =2, ∴AC =2 2.又E 为AD 中点,EF ∥平面AB 1C ,EF ⊂平面ADC , 平面ADC ∩平面AB 1C =AC , ∴EF ∥AC ,∴F 为DC 中点, ∴EF =12AC = 2.]8.(2017·衡水模拟)如图748,在四面体ABCD 中,M ,N 分别是△ACD ,△BCD 的重心,则四面体的四个面中与MN 平行的是________.图748平面ABC ,平面ABD [连接AM 并延长交CD 于E ,则E 为CD 的中点.由于N 为△BCD 的重心, 所以B ,N ,E 三点共线,且EM MA =EN NB =12,所以MN ∥AB . 于是MN ∥平面ABD 且MN ∥平面ABC .] 三、解答题9.一个正方体的平面展开图及该正方体的直观图的示意图如图749所示. (1)请将字母F ,G ,H 标记在正方体相应的顶点处(不需说明理由); (2)判断平面BEG 与平面ACH 的位置关系,并证明你的结论.【导学号:51062234】图749[解] (1)点F ,G ,H 的位置如图所示.6分(2)平面BEG ∥平面ACH ,证明如下: 因为ABCD EFGH 为正方体, 所以BC ∥FG ,BC =FG .9分又FG ∥EH ,FG =EH ,所以BC ∥EH ,BC =EH , 于是四边形BCHE 为平行四边形,所以BE ∥CH .12分 又CH ⊂平面ACH ,BE ⊄平面ACH , 所以BE ∥平面ACH .同理BG∥平面ACH.又BE∩BG=B,所以平面BEG∥平面ACH.15分10.(2017·绍兴质检)如图7410,在直三棱柱ABCA1B1C1中,已知AC⊥BC,BC=CC1,设AB1的中点为D,B1C∩BC1=E.图7410求证:(1)DE∥平面AA1C1C;(2)BC1⊥AB1.[证明](1)由题意知,E为B1C的中点,又D为AB1的中点,因此DE∥AC.2分又因为DE⊄平面AA1C1C,AC⊂平面AA1C1C,所以DE∥平面AA1C1C.6分(2)因为棱柱ABCA1B1C1是直三棱柱,所以CC1⊥平面ABC.因为AC⊂平面ABC,所以AC⊥CC1.8分因为AC⊥BC,CC1⊂平面BCC1B1,BC⊂平面BCC1B1,BC∩CC1=C,所以AC⊥平面BCC1B1.又因为BC1⊂平面BCC1B1,所以BC1⊥AC.12分因为BC=CC1,所以矩形BCC1B1是正方形,因此BC1⊥B1C.因为AC,B1C⊂平面B1AC,AC∩B1C=C,所以BC1⊥平面B1AC.又因为AB1⊂平面B1AC,所以BC1⊥AB1.15分B组能力提升(建议用时:15分钟)1.在四面体ABCD中,截面PQMN是正方形,则在下列结论中,错误的是( )A.AC⊥BDB.AC∥截面PQMNC.AC=BDD.异面直线PM与BD所成的角为45°C[因为截面PQMN是正方形,所以MN∥PQ,则MN∥平面ABC,由线面平行的性质知MN∥AC,则AC∥截面PQMN,同理可得MQ∥BD,又MN⊥QM,则AC⊥BD,故A、B正确.又因为BD∥MQ,所以异面直线PM与BD所成的角等于PM与QM所成的角,即为45°,故D正确.]2.如图7412所示,棱柱ABCA1B1C1的侧面BCC1B1是菱形,设D是A1C1上的点且A1B ∥平面B1CD,则A1D∶DC1的值为________. 【导学号:51062235】图74121 [设BC1∩B1C=O,连接OD.∵A1B∥平面B1CD且平面A1BC1∩平面B1CD=OD,∴A1B∥OD.∵四边形BCC1B1是菱形,∴O为BC1的中点,∴D为A1C1的中点,则A1D∶DC1=1.]3.如图7413所示,在三棱锥PABC中,平面PAC⊥平面ABC,PA⊥AC,AB⊥BC,设D,E分别为PA,AC的中点.(1)求证:DE∥平面PBC.(2)在线段AB上是否存在点F,使得过三点D,E,F的平面内的任一条直线都与平面PBC 平行?若存在,指出点F的位置并证明;若不存在,请说明理由.[解](1)证明:∵点E是AC中点,点D是PA的中点,∴DE∥PC.2分又∵DE⊄平面PBC,PC⊂平面PBC,∴DE∥平面PBC.6分(2)当点F是线段AB中点时,过点D,E,F的平面内的任一条直线都与平面PBC平行.8分证明如下:取AB的中点F,连接EF,DF.由(1)可知DE∥平面PBC.∵点E是AC中点,点F是AB的中点,∴EF∥BC.12分又∵EF⊄平面PBC,BC⊂平面PBC,∴EF∥平面PBC.又∵DE∩EF=E,∴平面DEF∥平面PBC,∴平面DEF内的任一条直线都与平面PBC平行.故当点F是线段AB中点时,过点D,E,F所在平面内的任一条直线都与平面PBC平行.15分。
10.4 直线、平面平行的判定及其性质典例精析题型一 面面平行的判定【例1】 如图,B 为△ACD 所在平面外一点,M 、N 、G 分别为△ABC 、△ABD 、△BCD 的重心.(1)求证:平面MNG ∥平面ACD ;(2)若△ACD 是边长为2的正三角形,判断△MNG 的形状并求△MGN 的面积.【解析】(1)证明:连接BM 、BN 、BG 并延长分别交AC 、AD 、CD 于E 、F 、H 三点. 因为M 为△ABC 的重心,N 为△BAD 的重心, 所以BM ME =BN NF =2. 所以MN ∥EF ,同理MG ∥HE. 因为MN ⊄平面ACD ,MG ⊄平面ACD ,所以MN ∥平面ACD ,MG ∥平面ACD ,因为MN∩MG =M ,所以平面MNG ∥平面ACD.(2)由(1)知,平面MNG ∥平面ACD , BM ME =BN NF =2,所以MG EH =MN EF =23, 因为EH =12AD ,EF =12CD ,所以MG 12AD =MN 12CD =23,所以MG AD =MN CD =NG AC =13, 又△ACD 为正三角形.所以△MNG 为等边三角形,且边长为13×2=23, 面积S =34×49=39. 【点拨】由三角形重心的性质得到等比线段,由此推出线线平行,应用面面平行的判定定理得出面面平行.【变式训练1】如图,ABCD 是空间四边形,E 、F 、G 、H 分别是四边上的点,且它们共面,并且AC ∥平面EFGH ,BD ∥平面EFGH ,AC =m ,BD =n ,当EFGH 是菱形时,AE ∶EB =____________.【解析】m n.设AE =a ,EB =b , 由EF ∥AC ,得EF =bm a +b ,同理EH =an a +b. E F =EH ,所以bm a +b =an a +b ⇒a b =m n. 题型二 线面平行的判定【例2】 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.【证明】方法一:如图一,作MP ⊥BC ,NQ ⊥BE ,P 、Q 为垂足,连接PQ ,则MP ∥AB ,NQ ∥AB.所以MP ∥NQ ,又A M =NF ,AC =BF ,所以MC =NB.又∠MCP =∠NBQ =45°,所以Rt △M CP ≌Rt △NBQ ,所以MP =NQ.故四边形MPQN 为平行四边形.所以MN ∥P Q.因为PQ ⊂平面BCE ,MN ⊄平面BCE ,所以MN ∥平面BCE.方法二:如图二,过M 作MH ⊥AB 于H ,则MH ∥BC. 所以AM AC =AH AB .连接NH ,由BF =AC ,FN =AM 得FN FB =AH AB, 所以NH ∥AF ∥BE.因为MN ⊂平面MNH ,所以MN ∥平面BCE.【点拨】解决本题的关键在于找出平面内的一条直线和该平面外的一条直线平行,即线(内)∥线(外)⇒线(外)∥平面或转化为证明两个平面平行.方法二中要证明线面平行,通过转化为证两个平面平行,正确地找出MN 所在平面是一个关键方法.方法一是利用线面平行的判定来证明,方法二则采用转化思想,通过证面面平行来证线面平行.【变式训练2】如图所示,已知四边形ABCD 是平行四边形,点P 是平面ABCD 外一点,M 是PC 的中点,在DM 上取一点G ,过G 和AP 作平面交平面BDM 于GH.求证:AP ∥GH.【证明】如图所示,连接AC ,设AC 交BD 于O ,连接MO.因为四边形ABCD 是平行四边形,所以O 是AC 的中点.又因为M 是PC 的中点,所以MO ∥PA.又因为MO ⊂平面BDM ,PA ⊄平面BDM ,所以PA ∥平面BDM ,平面BDM ∩平面APG =GH ,所以AP ∥GH.题型三 线面、面面平行的性质【例3】 如图,在四面体ABCD 中,截面EFGH 平行于对棱AB 和CD ,试问此截面在什么位置时其面积最大?【解析】因为AB ∥平面EFGH ,平面EFGH 与平面ABC 和平面ABD 分别交于FG ,EH. 所以AB ∥FG ,A B ∥EH ,所以FG ∥EH ,同理可证EF ∥GH ,所以截面EFGH 是平行四边形.设AB =a ,CD =b ,∠FGH =α,FG =x ,GH =y ,则由平面几何知识得x a =CG BC ,y b =BG BC, 两式相加得x a +y b =1,即y =b a(a -x), 所以SEFGH =FG ·GH ·sin α=x·b a (a -x)·sin α=bsin αax(a -x). 因为x >0,a -x >0且x +(a -x)=a 为定值,所以当且仅当x =a -x 即x =a 2时, 此时SEFGH =absin α4,即E 、F 、G 、H 为所属线段中点时,截面面积最大. 【点拨】先利用线面平行的性质,判定截面形状,再建立面积函数求最值.【变式训练3】在正方体ABCD -A1B1C1D1中,平面α平行于正方体的体对角线BD1,则平面α在该正方体上截得的图形不可能为( )①正方形;②正三角形;③正六边形;④直角梯形.A.①②B.①④C.②③D.②③④【解析】选D.总结提高线面平行的判定方法之一是线面平行的判定定理,之二是证面面平行,解题关键是在面内找到一线与面外一线平行,或由线面平行导出面面平行.性质的运用一般要利用辅助平面.。
高考补习班数学第一轮复习教案——直线、平面平行的判定及性质(2020-2021)第59讲:直线、平面平行的判定及性质一)直线与平面的位置,l α⊄(1) (2) (3) 在平面内;记为l α⊂,称为直线在平面内. 二)直线与平面平行的判定和性质1、线面平行的判定定理: 即线线平行⇒线面平行2、线面平行的性质定理: 即线面平行⇒线线平行3、线面平行的判定方法:①定义法;②反证法.③判定定理://,,a ααα⊄⊂⇒//a b a b ;④(面面平行的性质) ;4、向量:①,AB AB n AB αα⇔⊥⊄⇔0,AB n AB α=⊄②α⇔,,AB AB CD AB CD ααα⇔⊄⊂∥三)面面平行的判定:1.判定定理: .2.垂直于 的两个平面平行;3.平行于 两个平面平行.4.设1n 、2n 分别是平面α、β的法向量,若 ,则α∥β 三)面面平行的性质1.两个平面平行,其中 的直线平行与另一个平面;2.若两个平行平面同时和第三个平面相交,则 ;3.一条直线与平行平面中的一个相交,则;4.夹在平行平面之间的长度相等;5.经过平面外一点直线与已知平面平行。
四)课前热身1.下列正确命题的个数是①若直线l上有无数个点不在平面α内,则l∥α;②若直线l与平面α平行,则l与平面α内的任意一条直线都平行;③如果两条平行直线中的一条直线与一个平面平行,那么另一条直线也与这个平面平行;④若直线l与平面α平行,则l与平面α内的任意一条直线都没有公共点.()A.0B.1C.2D.32.下列条件中,能判断两个平面平行的是() A.一个平面内的一条直线平行于另一个平面 B.一个平面内的两条直线平行于另一个平面C.一个平面内有无数条直线平行于另一个平面D.一个平面内任何一条直线都平行于另一个平面3.(2021·武昌调研)对于平面α和共面的直线m、n,下列命题中真命题是()A.若m⊥α,m⊥n,则n∥αB.若m∥α,n∥α,则m∥nC.若mα⊂,n∥α,则m∥n D.若m、n与α所成的角相等,则m ∥n4.已知直线a,b,平面α,则以下三个命题:①若a∥b,bα⊂,则a∥α;②若a∥b,a∥α,则b∥α;③若a∥α,b∥α,则a∥b.其中真命题的个数是()A.0B.1C.2D.3五)典例分析例1如图所示,在三棱柱ABC—A1B1C1中,M、N分别是BC和A1B1的中点.求证:MN∥平面AA1C1.例2如图所示,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.例3如图,平面α∥平面β,A∈α,C∈α,B∈β,D∈β,点E,F分别在线段AB,CD上,且AE∶EB=CF∶FD.(1)求证:EF∥β;(2)若E,F分别是AB,CD的中点,AC=4,BD=6,且AC,BD所成的角为60°,求EF的长.例4如图所示,在正方体ABCD—A1B1C1D1中,E、F、G、H分别是BC、CC1、C1D1、A1A的中点.求证:(1)BF∥HD1;(2)EG∥平面BB1D1D;(3)平面BDF∥平面B1D1H.。
直线与平面平行的判定定理(一)教学设计(教案)1000字一、教学目标:1. 了解直线与平面平行的定义及判定方法;2. 能运用相关的知识解决几何问题;3. 培养学生的逻辑思维、分析问题的能力。
二、教学重点:1. 直线与平面平行的定义及判定方法;2. 运用相关的知识解决几何问题。
三、教学难点:1. 引导学生理解直线与平面平行的概念;2. 培养学生的分析推理能力。
四、教学方法:1. 演示法:通过图形演示、引导学生理解直线与平面平行的概念;2. 讨论法:通过讨论引导学生理解判定方法及其应用;3. 实践法:通过习题训练提高学生解决问题的能力。
五、教学过程:1. 导入环节:教师先提问:“直线与平面什么时候叫做平行?”引导学生基于实际生活中的经验进行回答,帮助学生由表及里地理解平行的概念。
2. 讲授环节:(1)直线与平面平行的定义教师通过图形演示,向学生讲解直线与平面平行的定义。
然后向学生介绍平行的概念及平行公理。
(2)平行公理教师通过展示平行公理,指导学生理解平行公理的内容。
(3)判定直线与平面平行的方法学生已经知道直线与平面平行的定义,那么如何判定一个直线与一个平面是否平行呢?教师可以通过讲授以下几点:①两点法:在这种情况下,绘制从平面内通过直线的两条不相交的直线。
然后,选择一个点,可以是直线与另一直线的交点或是单独的一个点,到其中一个直线,从而确定所需的指向平面的向量(请参见示例)。
然后,将向量应用到直线的另一个点上并绘制另一条直线。
如果第二条直线不与平面相交,则直线与平面平行。
②垂线法:从平面内通过直线绘制一条垂直于该直线的直线。
如果该直线与平面相交于一个点,则它与该平面垂直,与该平面平行。
③斜率法:对于平行的一段直线,它们的斜率是相等的。
(4)一些练习题在这部分,教师可以通过一些练习题,让学生掌握相关的知识点,同时还可以提高学生的分析推理能力。
3. 巩固练习环节:教师可以出几道题目,让学生在课堂上进行解答,并就解答过程进行引导。
直线与平面平行的性质教案一、教学目标:1. 让学生理解直线与平面平行的概念,掌握直线与平面平行的判定方法。
2. 培养学生运用直线与平面平行的性质解决几何问题的能力。
3. 提高学生的空间想象能力和逻辑思维能力。
二、教学内容:1. 直线与平面平行的定义。
2. 直线与平面平行的判定定理。
3. 直线与平面平行的性质定理。
4. 直线与平面平行在实际问题中的应用。
三、教学重点与难点:1. 教学重点:直线与平面平行的判定方法,直线与平面平行的性质定理。
2. 教学难点:直线与平面平行的性质定理在实际问题中的应用。
四、教学方法:1. 采用讲解法、演示法、讨论法、练习法等相结合的教学方法。
2. 通过实物模型、几何画板等工具,直观展示直线与平面平行的性质。
3. 组织学生进行小组讨论,培养学生的合作意识。
五、教学过程:1. 导入新课:通过展示生活中的实例,引出直线与平面平行的概念。
2. 讲解直线与平面平行的判定方法,引导学生理解并掌握判定定理。
3. 讲解直线与平面平行的性质定理,并通过实物模型、几何画板等进行展示。
4. 组织学生进行小组讨论,探索直线与平面平行的性质在实际问题中的应用。
5. 布置课堂练习,巩固所学知识。
6. 总结本节课的主要内容,强调直线与平面平行的性质在几何问题解决中的重要性。
7. 布置课后作业,鼓励学生深入研究直线与平面平行的性质。
六、教学评价:1. 通过课堂提问、作业批改等方式,评价学生对直线与平面平行概念的理解和判定方法的掌握。
2. 注重评价学生在实际问题中运用直线与平面平行性质的能力,以及空间想象能力和逻辑思维能力的提升。
3. 结合小组讨论情况,评价学生的合作意识和交流沟通能力。
七、教学反馈:1. 收集学生作业,分析掌握情况,针对普遍问题进行有针对性的辅导。
2. 听取学生对课堂教学的反馈意见,了解教学方法的适用性,及时调整教学策略。
3. 关注学生在小组讨论中的表现,鼓励表达自己的想法,提高自信心。
2020年高考数学一轮复习第七章立体几何初步第4节直线、平面平行的判定及其性质[考纲传真] 1.以立体几何的定义、公理和定理为出发点,认识和理解空间中线面平行的有关性质与判定定理.2.能运用公理、定理和已获得的结论证明一些有关空间图形的平行关系的简单命题.1.线面平行的判定定理和性质定理文字语言图形语言符号语言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⇒线面平行”)∵l∥a,a⊂α,l⊄α,∴l∥α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⇒线线平行”)∵l∥α,l⊂β,α∩β=b,∴l∥b2.面面平行的判定定理和性质定理文字语言图形语言符号语言判定定理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(简记为“线面平行⇒面面平行”)∵a∥β,b∥β,a∩b=P,a⊂α,b⊂α,∴α∥β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∵α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b,∴a∥b[常用结论]线、面平行的性质(1)两个平面平行,其中一个平面内的任意一条直线平行于另一个平面.(2)夹在两个平行平面间的平行线段长度相等.(3)经过平面外一点有且只有一个平面与已知平面平行.(4)两条直线被三个平行平面所截,截得的对应线段成比例.(5)如果两个平面分别和第三个平面平行,那么这两个平面互相平行.(6)如果一个平面内有两条相交直线分别平行于另一个平面内的两条直线,那么这两个平面平行.(7)垂直于同一条直线的两个平面平行.(8)垂直于同一平面的两条直线平行.[基础自测]1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若一条直线和平面内一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行.( )(2)若直线a∥平面α,P∈α,则过点P且平行于直线a的直线有无数条.( )(3)若一个平面内有无数条直线与另一个平面平行,则这两个平面平行.( )(4)若两个平面平行,则一个平面内的直线与另一个平面平行.( )[答案](1)×(2)×(3)×(4)√2.(教材改编)下列命题中,正确的是( )A.若a,b是两条直线,且a∥b,那么a平行于经过b的任何平面B.若直线a和平面α满足a∥α,那么a与α内的任何直线平行C.若直线a,b和平面α满足a∥α,b∥α,那么a∥bD.若直线a,b和平面α满足a∥b,a∥α,b⊄α,则b∥αD[根据线面平行的判定与性质定理知,选D.]3.设α,β是两个不同的平面,m是直线且m⊂α,“m∥β”是“α∥β”的( )A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件B[当m∥β时,过m的平面α与β可能平行也可能相交,因而m∥β⇒/α∥β;当α∥β时,α内任一直线与β平行,因为m⊂α,所以m∥β.综上知,“m∥β”是“α∥β”的必要而不充分条件.] 4.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E是DD1的中点,则BD1与平面ACE的位置关系是________.平行[如图所示,连接BD交AC于F,连接EF,则EF是△BDD1的中位线,∴EF∥BD1,又EF⊂平面ACE,BD1⊄平面ACE,∴BD1∥平面ACE.]5.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:①若m⊂α,n∥α,则m∥n;②若α∥β,β∥γ,m⊥α,则m⊥γ;③若α∩β=n,m∥n,m∥α,则m∥β;④若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β.其中是真命题的是________.(填上序号)② [对于①,m ∥n 或m ,n 异面,故①错误;易知②正确;对于③,m ∥β或m ⊂β,故③错误;对于④,α∥β或α与β相交,故④错误.]直线与平面平行的判定与性质►考法1 直线与平面平行的判定【例1】 如图,在四棱锥P -ABCD 中,AD ∥BC ,AB =BC =12AD ,E ,F ,H 分别为线段AD ,PC ,CD 的中点,AC 与BE 交于O 点,G 是线段OF 上一点.(1)求证:AP ∥平面BEF ; (2)求证:GH ∥平面PAD . [证明] (1)连接EC ,因为AD ∥BC ,BC =12AD ,所以BCAE ,所以四边形ABCE 是平行四边形,所以O 为AC 的中点. 又因为F 是PC 的中点, 所以FO ∥AP ,因为FO ⊂平面BEF ,AP ⊄平面BEF , 所以AP ∥平面BEF . (2)连接FH ,OH ,因为F ,H 分别是PC ,CD 的中点,所以FH ∥PD ,因为FH ⊄平面PAD ,PD ⊂平面PAD ,所以FH ∥平面PAD .又因为O是BE的中点,H是CD的中点,所以OH∥AD,因为OH⊄平面PAD,AD⊂平面PAD.所以OH∥平面PAD.又FH∩OH=H,所以平面OHF∥平面PAD.又因为GH⊂平面OHF,所以GH∥平面PAD.►考法2 直线与平面平行的性质【例2】如图,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,E为线段AD上的任意一点(不包括A,D两点),平面CEC1∩平面BB1D=FG.证明:FG∥平面AA1B1B.[证明]在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,BB1∥CC1,BB1⊂平面BB1D,CC1⊄平面BB1D,所以CC1∥平面BB1D.又CC1⊂平面CEC1,平面CEC1∩平面BB1D=FG,所以CC1∥FG.因为BB1∥CC1,所以BB1∥FG.而BB1⊂平面AA1B1B,FG⊄平面AA1B1B,所以FG∥平面AA1B1B.[规律方法]判定线面平行的4种方法(1)利用线面平行的定义(无公共点);(2)利用线面平行的判定定理(a⊄α,b⊂α,a∥b⇒a∥α);(3)利用面面平行的性质定理(α∥β,a⊂α⇒a∥β);(4)利用面面平行的性质(α∥β,a⊄α,a⊄β,a∥α⇒a∥β).,注意:构造平行的常见形式:三角形的中位线、平行四边形、利用比例关系证明两直线平行等.如图所示,已知四边形ABCD是正方形,四边形ACEF是矩形,AB=2,AF=1,M是线段EF的中点.(1)求证:MA∥平面BDE.(2)若平面ADM∩平面BDE=l,平面ABM∩平面BDE=m,试分析l与m的位置关系,并证明你的结论.[解](1)证明:如图,记AC与BD的交点为O,连接OE.因为O,M分别是AC,EF的中点,四边形ACEF是矩形,所以四边形AOEM是平行四边形,所以AM∥OE.又因为OE⊂平面BDE,AM⊄平面BDE,所以AM∥平面BDE.(2)l∥m,证明如下:由(1)知AM∥平面BDE,连接DM,MB.又AM⊂平面ADM,平面ADM∩平面BDE=l,所以l∥AM,同理,AM∥平面BDE,又AM⊂平面ABM,平面ABM∩平面BDE=m,所以m∥AM,所以l∥m.平面与平面平行的判定与性质【例3】如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F,G,H分别是AB,AC,A1B1,A1C1的中点,求证:(1)B,C,H,G四点共面;(2)平面EFA1∥平面BCHG.[证明](1)因为GH是△A1B1C1的中位线,所以GH∥B1C1.又因为B1C1∥BC,所以GH∥BC,所以B,C,H,G四点共面.(2)因为E,F分别为AB,AC的中点,所以EF∥BC,因为EF⊄平面BCHG,BC⊂平面BCHG,所以EF∥平面BCHG.因为A1G EB,所以四边形A1EBG是平行四边形,所以A1E∥GB.因为A1E⊄平面BCHG,GB⊂平面BCHG,所以A1E∥平面BCHG.因为A1E∩EF=E,所以平面EFA1∥平面BCHG.[拓展探究] 在本例条件下,若D1,D分别为B1C1,BC的中点,求证:平面A1BD1∥平面AC1D. [证明]如图所示,连接A1C交AC1于点M,因为四边形A1ACC1是平行四边形,所以M是A1C的中点,连接MD,因为D为BC的中点,所以A1B∥DM.因为A1B⊂平面A1BD1,DM⊄平面A1BD1,所以DM∥平面A1BD1.又由三棱柱的性质知,D1C1BD,所以四边形BDC1D1为平行四边形,所以DC1∥BD1.又DC1⊄平面A1BD1.BD1⊂平面A1BD1,所以DC1∥平面A1BD1,又因为DC1∩DM=D,DC1,DM⊂平面AC1D.所以平面A1BD1∥平面AC1D.[规律方法] 1.判定平面与平面平行的4种方法(1)面面平行的定义,即证两个平面没有公共点(不常用);(2)面面平行的判定定理(主要方法);(3)利用垂直于同一条直线的两个平面平行(客观题可用);(4)利用平面平行的传递性,两个平面同时平行于第三个平面,那么这两个平面平行(客观题可用);注意:谨记空间平行关系之间的转化在如图所示的几何体中,D是AC的中点,EF∥DB,G,H分别是EC和FB的中点.求证:GH∥平面ABC.[证明]取FC的中点I,连接GI,HI,则有GI∥EF,HI∥BC.又EF∥DB,所以GI∥BD,又GI∩HI=I,BD∩BC=B,所以平面GHI∥平面ABC.因为GH⊂平面GHI,所以GH∥平面ABC.平行关系中的存在性问题【例4】如图,已知四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD为菱形.(1)证明:平面AB1C∥平面DA1C1;(2)在直线CC1上是否存在点P,使BP∥平面DA1C1?若存在,确定点P的位置;若不存在,请说明理由.[解](1)证明:由棱柱ABCD-A1B1C1D1的性质知,AB1∥DC1(图略),∵AB1⊄平面DA1C1,DC1⊂平面DA1C1,∴AB1∥平面DA1C1,同理可证B1C∥平面DA1C1,又AB1∩B1C=B1,∴平面AB1C∥平面DA1C1.(2)存在这样的点P,使BP∥平面DA1C1.∵A1B1AB DC,∴四边形A1B1CD为平行四边形.∴A1D∥B1C.在C1C的延长线上取点P,使C1C=CP,连接BP(图略),∵B1B C1C,∴B1B CP,∴四边形BB1CP为平行四边形,则BP∥B1C,∴BP∥A1D,∴BP∥平面DA1C1.[规律方法]解决存在性问题的一般方法,解决存在性问题一般先假设求解的结果存在,从这个结果出发,寻找使这个结论成立的充分条件,若找到了使结论成立的充分条件,则存在;若找不到使结论成立的充分条件(出现矛盾),则不存在.而对于探求点的问题,一般是先探求点的位置,多为线段的中点或某个三等分点,然后给出符合要求的证明.如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,D是棱CC1的中点,问在棱AB上是否存在一点E,使DE∥平面AB1C?若存在,请确定点E的位置;若不存在,请说明理由.1[解]法一:假设在棱AB上存在点E,使得DE∥平面AB1C1,如图,取BB1的中点F,连接DF,EF,ED,则DF∥B1C1,又DF⊄平面AB1C1,B1C1⊂平面AB1C1,∴DF∥平面AB1C1,又DE∥平面AB1C1,DE∩DF=D,∴平面DEF∥平面AB1C1,∵EF⊂平面DEF,∴EF∥平面AB1C1,又∵EF⊂平面ABB1,平面ABB1∩平面AB1C1=AB1,∴EF∥AB1,∵点F是BB1的中点,∴点E是AB的中点.即当点E是AB的中点时,DE∥平面AB1C1.法二:存在点E,且E为AB的中点时,DE∥平面AB1C1.证明如下:如图,取BB1的中点F,连接DF,则DF∥B1C1.∵DF⊄平面AB1C1,B1C1⊂平面AB1C1,∴DF∥平面AB1C1.∵AB的中点为E,连接EF,ED,则EF∥AB1.∵EF⊄平面AB1C1,AB1⊂平面AB1C1,∴EF∥平面AB1C1.∵DF∩EF=F,∴平面DEF∥平面AB1C1.而DE⊂平面DEF,∴DE∥平面AB1C1.1.(2017·全国卷Ⅰ)如图,在下列四个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,Q为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ不平行的是( )A[A项,作如图①所示的辅助线,其中D为BC的中点,则QD∥AB.∵QD∩平面MNQ=Q,∴QD与平面MNQ相交,∴直线AB与平面MNQ相交.B项,作如图②所示的辅助线,则AB∥CD,CD∥MQ,∴AB∥MQ.又AB⊄平面MNQ,MQ⊂平面MNQ,∴AB∥平面MNQ.C 项,作如图③所示的辅助线,则AB ∥CD ,CD ∥MQ ,∴AB ∥MQ .又AB ⊄平面MNQ ,MQ ⊂平面MNQ ,∴AB ∥平面MNQ .D 项,作如图④所示的辅助线,则AB ∥CD ,CD ∥NQ ,∴AB ∥NQ .又AB ⊄平面MNQ ,NQ ⊂平面MNQ ,∴AB ∥平面MNQ .故选A.]2.(2017·全国卷Ⅱ)如图,四棱锥P -ABCD 中,侧面PAD 为等边三角形且垂直于底面ABCD ,AB =BC =12AD ,∠BAD =∠ABC =90°.(1)证明:直线BC ∥平面PAD ;(2)若△PCD 的面积为27,求四棱锥P -ABCD 的体积.[解] (1)证明:在平面ABCD 内,因为∠BAD =∠ABC =90°,所以BC ∥AD .又BC ⊄平面PAD ,AD ⊂平面PAD ,故BC ∥平面PAD .(2)如图,取AD 的中点M ,连接PM ,CM .由AB =BC =12AD 及BC ∥AD ,∠ABC =90°得四边形ABCM 为正方形,则CM ⊥AD .因为侧面PAD 为等边三角形且垂直于底面ABCD ,平面PAD ∩平面ABCD =AD ,所以PM ⊥AD ,PM ⊥底面ABCD .因为CM ⊂底面ABCD ,所以PM ⊥CM .设BC =x ,则CM =x ,CD =2x ,PM =3x ,PC =PD =2x . 如图,取CD 的中点N ,连接PN ,则PN ⊥CD , 所以PN =142x .因为△PCD 的面积为27, 所以12×2x ×142x =27,解得x =-2(舍去)或x =2.于是AB =BC =2,AD =4,PM =2 3.所以四棱锥P -ABCD 的体积V =13×2(2+4)2×23=4 3.。