数学必修二点线面的位置关系
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1.空间中的平行关系1.集合的语言:点A 在直线l 上,记作: A ∈l ;点A 在平面α内,记作: A ∈α;直线在平面α内(即直线上每一个点都在平面α内),记作l ⊂α ; 注意:点A 是元素,直线是集合,平面也是集合。
2.平面的三个公理:(1)公理一:如果一条直线上的两点在同一个平面内那么这条直线上所有的点都在这个平而内.符号语言表述:A ∈l ,B ∈l , A ∈α, B ∈α⇒l ⊂α ; (2)公理二:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面,即不共线的三点确定一个平面.符号语言表述: A,B,C 三点不共线⇒有且只有一个平面α,使A ∈a, B ∈a, C ∈(3)公理三:如果不重合的两个平面有一个公共点,那么它们 有且只有一条过这个点的公共直线,符号语言表述: A ∈α∩β⇒α∩β= a, A ∈a.3. 平面基本性质的推论推论1:经过一条直线和直线外的一点,有且只有一个平面。
推论2:经过两条相交直线,有且只有一个平面。
推论3:经过两条平行直线,有且只有一个平面。
【例1.【解析】(1)D;直线上有两点在一个平面内,则这条直线一定在平面内,公理1保证了A 正确;公理2保证了C 正确;如果两个平面有两个公共点,则它们的交线是过这两点的直线,公理3保证了B 正确;直线不在平面内,可以与平面有一个交点,故D 错误.(2)①错误,如果这三条直线交于一点,比如过正方体同一顶点的三条棱就无法确定一个平面;②正确,两条相交直线确定一个平面;③错误,必须是不共线的三点,如果是共线三点,则有无数个平面;④正确,两条相交的对角线确定一个平面,四个顶点都在这个平面内,故是平面图形;⑤错误,两个平面若相交,公共点必是一条直线;⑥错误;若四点共线,则可以有无穷多个平面过这四点,若是对不共线的四点,该命题正确.【备选】 已知点A ,直线l ,平面α,① αα∉⇒⊄∈A l l A , ② αα∈⇒∈∈A l l ,A ③ αα∉⇒⊂∉A l l A , ④ αα⊄⇒∉∈l A l A , 以上说法表达正确的有______________【解析】④直线不在平面内,可以与平面有一个交点,故①错误; 直线是点集,故只能用l ⊂α,②错误;直线是平面的真子集,故不在直线上的点可以在平面内,③错误; 一条直线在一个平面内,则直线上任一点都在平面内,故④正确。
1.2点、线、面之间的位置关系考纲要求:①理解空间直线、平面位置关系的定义,并了解如下可以作为推理依据的公理和定理.◆公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,这条直线上所有的点在此平面内.◆公理2:过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面.◆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.◆公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行.◆定理:空间中如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补.②以立体几何的上述定义、公理和定理为出发点,认识和理解空间中线面平行、垂直的有关性质与判定.理解以下判定定理.◆如果平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,那么该直线与此平面平行.◆如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面都平行,那么这两个平面平行.◆如果一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,那么该直线与此平面垂直.◆如果一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面互相垂直.理解以下性质定理,并能够证明.◆如果一条直线与一个平面平行,经过该直线的任一个平面与此平面相交,那么这条直线就和交线平行.◆如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线相互平行.◆垂直于同一个平面的两条直线平行.◆如果两个平面垂直,那么一个平面内垂直于它们交线的直线于另一个平面垂直.③能运用公理、定理和已获得的结论证明一些空间位置关系的简单命题.1.2.1 平面的基本性质重难点:理解平面的概念及表示,掌握平面的基本性质并注意他们的条件、结论、作用、图形语言及符号语言.经典例题:如图,设E,F,G,H,P,Q分别是正方体ABCD-A1B1C1D1所在棱上的中点,求证:E,F,G,H,P,Q共面.当堂练习:1.下面给出四个命题:①一个平面长4m, 宽2m; ②2个平面重叠在一起比一个平面厚; ③一个平面的面积是25m2; ④一条直线的长度比一个平面的长度大, 其中正确命题的个数是()A.0 B.1 C.2 D.32.若点N在直线a上,直线a又在平面内,则点N,直线a与平面之间的关系可记作()A.N B.N C.N D.N3.空间不共线的四点,可以确定平面的个数为()A.0B.1C.1或4D.无法确定4.空间四点A,B,C,D共面但不共线,则下面结论成立的是()A.四点中必有三点共线B.四点中必有三点不共线C.AB,BC,CD,DA四条直线中总有两条平行D.直线AB与CD必相交5.空间不重合的三个平面可以把空间分成()A.4或6或7个部分B.4或6或7或8个部分C.4或7或8个部分D.6或7或8个部分6.下列说法正确的是()①一条直线上有一个点在平面内, 则这条直线上所有的点在这平面内; ②一条直线上有两点在一个平面内, 则这条直线在这个平面内; ③若线段AB, 则线段AB延长线上的任何一点一点必在平面内; ④一条射线上有两点在一个平面内, 则这条射线上所有的点都在这个平面内.A.①②③B.②③④C.③④D.②③7.空间三条直线交于同一点,它们确定平面的个数为n,则n的可能取值为()A.1 B.1或3 C.1或2或3 D.1或48.如果那么下列关系成立的是()A.B.C.D.9.空间中交于一点的四条直线最多可确定平面的个数为()A.7个B.6个C.5个D.4个10.两个平面重合的条件是它们的公共部分有()A.两个公共点B.三个公共点C.四个公共点D.两条平行直线11.一条直线和直线外的三点所能确定的平面的个数是()A.1或3个B.1或4个C.1个、3个或4个D.1个、2个或4个12.三条直线两两相交,可以确定平面的个数是()A.1个B.1个或2个C.1个或3个D.3个13.空间四边形ABCD各边AB、BC、CD、DA上分别取E、F、G、H四点,如果EF GH=P,则点P()A.一定在直线BD上B.一定在直线AC上C.在直线AC或BD上D.不在直线AC上也不在直线BD上14.设平面与平面交于直线, 直线, 直线,, 则M_______.15.直线AB、AD,直线CB、CD,点E AB,点F BC,点G CD,点H DA,若直线HE直线FG=M,则点M必在直线___________上.16.如图,在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分别为AA1、C1D1的中点,过D、M、N三点的平面与直线A1B1交于点P,则线段PB1的长为_______________.17.如图, 正方体ABCD-A1B1C1D1中,对角线BD1与过A1、D、C1的平面交于点M,则BM:MD1=________________.18.如图,E、F、G、H分别是空间四边形AB、BC、CD、DA上的点,且EH与FG交于点O.求证:B、D、O三点共线.19.证明梯形是平面图形.20.已知: 直线, 且直线与a, b, c都相交.求证: 直线共面.21.在正方体ABCD-A1B1C1D1中, 直线A1C交平面ABC1D1于点M , 试作出点M 的位置.参考答案:经典例题:证明:连接EF,QG,E,F,Q,G分别是A1D1,D1C1,A1A,C1C的中点,EF||A1C1||QG, 同理FG||EP,设E,F,G,Q确定平面,F,G,E,P确定平面,由于都经过不共线的三点E,F,G,故重合,即E,F,G,P,Q五点共面,同理可证E,F,G,H,Q五点共面,故E,F,G,H,P,Q共面.当堂练习:1.A;2.B;3.C;4.B;5.B;6.B;7.B;8.A;9.B; 10.D; 11.C; 12.C; 13.A; 14.; 15. BD; 16.; 17. 2:1;18.证明:E,. .. 同理可证O, , 即B、D、O三点共线.20.证明: 如图,设与分别交于A ,B ,C ,经过可确定一个平面经过a, b可确定一个平面.,同理B,则AB, 即因经过的平面有且只有一个, 与为同一平面.同理即共面.21.解: 连结D1B , A1B , CD1, 则D1B与A1C的交点即为所求作的点M.证明: D1B平面ABC1D1 , D1B平面A1BCD1 ,平面ABC1D1平面A1BCD1= D1B.A1C平面ABC1D1=M, M平面AB C1D1, M平面A1BCD1 ,M D1B.故M为D1B与A1C的交点.。
空间点线面之间的位置关系一、平面1.平面的概念:平面是一个不加定义,只需理解的原始概念.立体几何里所说的的平面是从现实生活中常见的平面抽象出来的.常见的桌面、平静的水面等都给我们以平面的局部形象.平面是理想的、绝对的平且无大小,无厚度,不可度量. 2.平面的表示方法:(1)一个平面: 当平面是水平放置的时候,通常把平行四边形的锐角 画成45o,横边画成邻边的2倍长,如右图. (2)两个相交平面:画两个相交平面时,通常要化出它们的交线,当一个平面的一部分被另一个平面遮住,应把被遮住部分的线段画成虚线或不画(如下图)3. 运用集合观点准确使用图形语言、符号语言和文字语言空间图形的基本元素是点、直线、平面从运动的观点看,点动成线,线动成面,从而可以把直线、平面看成是点的集合,因此还可借用集合中的符号语言来表示点、线、面的基本位置关系如下表所示:αBA βαABαβαβBAAβαBA a ∉ 点A 不在直线a 上A α∈ 点A 在平面α内A α∉点A 不在平面α内b a Aa b A =I直线a 、b 交于A 点a α⊂直线a 在平面α内a α=∅I 直线a 与平面α无公共点a A α=I 直线a 与平面α交于点Al αβ=I 平面α、β相交于直线l二、平面的基本性质1. 公理1 如果一条直线的两点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内推理模式:A AB B ααα∈⎫⇒⊂⎬∈⎭. 如图示: 或者:∵,A B αα∈∈,∴AB α⊂ 公理1的作用:①判定直线是否在平面内;②判定点是否在平面内; ③检验面是否是平面.2. 公理2 经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面推理模式:,, ,,,,A B C A B C A B C ααβ⎫⎪∈⇒⎬⎪∈⎭不共线与β重合或者:∵,,A B C 不共线,∴存在唯一的平面α,使得,,A B C α∈. 推论1:经过一条直线和这条直线外的一点,有且只有一个平面; 推论2:经过两条相交直线,有且只有一个平面;BA αA αAαA aaαaαa Aα推论3:经过两条平行直线,有且只有一个平面.(1)以上是确定平面的四个不同的条件,是判断两个平面重合的依据,是证明点线共面的依据,也是作截面、辅助面的依据.(2)“有且只有一个”的含义要准确理解.这里的“有”是说图形的存在,“只有一个”是说图形唯一.因此,在证明有关这类语句的命题时,要从“存在性”和“唯一性”两方面来论证. 2. 公理3 如果两个不重合的平面有一个公共点,有且只有一条过该点的公共直线推理模式:A A l A ααββ∈⎫⇒∈=⎬∈⎭I 如图示: 或者:∵,A A αβ∈∈,∴,l A l αβ=∈I 公理3的作用:(1)判断两个平面是否相交及交线位置; (2)判断点是否在线上 1、证明空间三点共线问题通常证明这些点都在两个平面的交线上,即先确定出某两点在两个平面的交线上,再证明第三点既在第一个平面内,又在第二个平面内。