高考数学知识点:直线和平面的位置关系知识点_知识点总结
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高考数学立体几何知识要点知识点总结及解题思路方法一、知识提纲(一)空间的直线与平面⒈平面的基本性质⑴三个公理及公理三的三个推论和它们的用途.⑵斜二测画法.⒉空间两条直线的位置关系:相交直线、平行直线、异面直线.⑴公理四(平行线的传递性).等角定理.⑵异面直线的判定:判定定理、反证法.⑶异面直线所成的角:定义(求法)、范围.⒊直线和平面平行直线和平面的位置关系、直线和平面平行的判定与性质.⒋直线和平面垂直⑴直线和平面垂直:定义、判定定理.⑵三垂线定理及逆定理.5.平面和平面平行两个平面的位置关系、两个平面平行的判定与性质.6.平面和平面垂直互相垂直的平面及其判定定理、性质定理.(二)直线与平面的平行和垂直的证明思路(见附图)(三)夹角与距离7.直线和平面所成的角与二面角⑴平面的斜线和平面所成的角:三面角余弦公式、最小角定理、斜线和平面所成的角、直线和平面所成的角.⑵二面角:①定义、范围、二面角的平面角、直二面角.②互相垂直的平面及其判定定理、性质定理.8.距离⑴点到平面的距离.⑵直线到与它平行平面的距离.⑶两个平行平面的距离:两个平行平面的公垂线、公垂线段.⑷异面直线的距离:异面直线的公垂线及其性质、公垂线段.(四)简单多面体与球9.棱柱与棱锥⑴多面体.⑵棱柱与它的性质:棱柱、直棱柱、正棱柱、棱柱的性质.⑶平行六面体与长方体:平行六面体、直平行六面体、长方体、正四棱柱、正方体;平行六面体的性质、长方体的性质.⑷棱锥与它的性质:棱锥、正棱锥、棱锥的性质、正棱锥的性质.⑸直棱柱和正棱锥的直观图的画法.10.多面体欧拉定理的发现⑴简单多面体的欧拉公式.⑵正多面体.11.球⑴球和它的性质:球体、球面、球的大圆、小圆、球面距离. ⑵球的体积公式和表面积公式.二、常用结论、方法和公式1.从一点O 出发的三条射线OA 、OB 、OC ,若∠AOB=∠AOC ,则点A 在平面∠BOC 上的射影在∠BOC 的平分线上;2. 已知:直二面角M -AB -N 中,AE ⊂ M ,BF ⊂ N,∠EAB=1θ,∠ABF=2θ,异面直线AE 与BF 所成的角为θ,则;c o s c o s c o s 21θθθ=3.立平斜公式:如图,AB 和平面所成的角是1θ,AC 在平面内,BC 和AB 的射影BA 1成2θ,设∠ABC=3θ,则cos 1θcos 2θ=cos 3θ;4.异面直线所成角的求法:(1)平移法:在异面直线中的一条直线中选择一特殊点,作另一条的平行线;(2)补形法:把空间图形补成熟悉的或完整的几何体,如正方体、平行六面体、长方体等,其目的在于容易发现两条异面直线间的关系;5.直线与平面所成的角斜线和平面所成的是一个直角三角形的锐角,它的三条边分别是平面的垂线段、斜线段及斜线段在平面上的射影。
高考数学直线知识点总结归纳直线是高考数学中的基础知识点,是解析几何的重要组成部分。
掌握直线的性质和相关的应用是高考数学考试的关键。
本文将对高考数学中直线的相关知识点进行总结和归纳,帮助同学们更好地备考和应对考试。
1. 直线的基本概念直线是由无数个点按一定方向延伸而成的,没有宽度和厚度。
直线可以用直线上的两个点表示,也可以用解析式表示。
例如,直线AB可以用两点坐标表示为:AB: y-y₁ = (y₂-y₁)/(x₂-x₁) (x-x₁) 或 y=kx+b。
直线的方程可以是一次函数,一次函数的图像是直线。
2. 直线的斜率和倾斜角直线的斜率可以用来表示直线的倾斜程度,斜率的绝对值越大,直线越陡峭。
斜率的计算公式为:k = (y₂-y₁)/(x₂-x₁)。
斜率的倾斜方向与直线与x轴的夹角有关。
夹角为α时,tanα=k,所以α的计算公式为:α=arctan(k)。
3. 直线与坐标轴的交点直线与x轴的交点可以通过令y=0解直线方程得到。
直线与y轴的交点可以通过令x=0解直线方程得到。
这些交点的坐标分别是直线方程的解。
4. 直线的特殊情况4.1 平行于坐标轴的直线如果直线与x轴平行,斜率为0;如果与y轴平行,斜率为无穷大。
4.2 垂直于坐标轴的直线如果直线与x轴垂直,斜率为无穷大;如果与y轴垂直,斜率为0。
4.3 重合的直线如果两条直线方程相同,或者解方程得到的斜率相同,那么这两条直线是重合的。
5. 直线的性质和定理5.1 直线的点斜式和一般式直线的点斜式是指通过直线上一点P和直线的斜率k来表示直线的方程。
点斜式的表达式为:y-y₁ = k(x-x₁)。
直线的一般式是指通过直线方程Ax+By+C=0来表示直线。
两者可以相互转化。
5.2 直线的截距式和斜截式直线的截距式是指通过直线与x轴和y轴的截点坐标来表示直线的方程。
截距式的表达式为:x/a + y/b = 1。
直线的斜截式是指通过直线在y轴上的截距和直线的斜率来表示直线的方程。
高中数学解析几何知识点总结高中数学解析几何知识点总结笔记空间两条直线只有三种位置关系:平行、相交、异面。
按是否共面可分为两类:(1)共面:平行、相交(2)异面:异面直线的定义:不同在任何一个平面内的两条直线或既不平行也不相交。
异面直线判定定理:用平面内一点与平面外一点的直线,与平面内不经过该点的直线是异面直线。
两异面直线所成的角:范围为(0°,90°)esp。
空间向量法。
两异面直线间距离:公垂线段(有且只有一条)esp。
空间向量法。
若从有无公共点的角度看可分为两类:(1)有且仅有一个公共点——相交直线;(2)没有公共点——平行或异面。
直线和平面的位置关系:直线和平面只有三种位置关系:在平面内、与平面相交、与平面平行。
①直线在平面内——有无数个公共点②直线和平面相交——有且只有一个公共点直线与平面所成的角:平面的一条斜线和它在这个平面内的射影所成的锐角。
空间向量法(找平面的法向量)规定:a、直线与平面垂直时,所成的角为直角;b、直线与平面平行或在平面内,所成的角为0°角。
由此得直线和平面所成角的取值范围为[0°,90°]。
最小角定理:斜线与平面所成的角是斜线与该平面内任一条直线所成角中的最小角。
三垂线定理及逆定理:如果平面内的一条直线,与这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也与这条斜线垂直。
直线和平面垂直直线和平面垂直的定义:如果一条直线a和一个平面内的任意一条直线都垂直,我们就说直线a和平面互相垂直。
直线a叫做平面的垂线,平面叫做直线a 的垂面。
直线与平面垂直的判定定理:如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直,那么这条直线垂直于这个平面。
直线与平面垂直的性质定理:如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直线平行。
直线和平面平行——没有公共点直线和平面平行的定义:如果一条直线和一个平面没有公共点,那么我们就说这条直线和这个平面平行。
直线和平面平行的判定定理:如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行。
高考数学必考知识点总结归纳高考数学必考知识点总结直线、平面、简单多面体1.计算异面直线所成角的关键是平移(补形)转化为两直线的夹角计算2.计算直线与平面所成的角关键是作面的垂线找射影,或向量法(直线上向量与平面法向量夹角的余角),三余弦公式(最小角定理),或先运用等积法求点到直线的距离,后虚拟直角三角形求解.注:一斜线与平面上以斜足为顶点的角的两边所成角相等斜线在平面上射影为角的平分线.3.空间平行垂直关系的证明,主要依据相关定义、公理、定理和空间向量进行,请重视线面平行关系、线面垂直关系(三垂线定理及其逆定理)的桥梁作用.注意:书写证明过程需规范.4.直棱柱、正棱柱、平行六面体、长方体、正方体、正四面体、棱锥、正棱锥关于侧棱、侧面、对角面、平行于底的截面的几何体性质.如长方体中:对角线长,棱长总和为,全(表)面积为,(结合可得关于他们的等量关系,结合基本不等式还可建立关于他们的不等关系式),如三棱锥中:侧棱长相等(侧棱与底面所成角相等)顶点在底上射影为底面外心,侧棱两两垂直(两对对棱垂直)顶点在底上射影为底面垂心,斜高长相等(侧面与底面所成相等)且顶点在底上在底面内顶点在底上射影为底面内心.5.求几何体体积的常规方法是:公式法、割补法、等积(转换)法、比例(性质转换)法等.注意:补形:三棱锥三棱柱平行六面体6.多面体是由若干个多边形围成的几何体.棱柱和棱锥是特殊的多面体.正多面体的每个面都是相同边数的正多边形,以每个顶点为其一端都有相同数目的棱,这样的多面体只有五种,即正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体.7.球体积公式。
球表面积公式,是两个关于球的几何度量公式.它们都是球半径及的函数.高考数学备考知识点任一x=A,x=B,记做ABAB,BAA=BAB={x|x=A,且x=B}AB={x|x=A,或x=B}Card(AB)=card(A)+card(B)—card(AB) (1)命题原命题若p则q逆命题若q则p否命题若p则q逆否命题若q,则p(2)AB,A是B成立的充分条件BA,A是B成立的必要条件AB,A是B成立的充要条件1、集合元素具有①确定性;②互异性;③无序性2、集合表示方法①列举法;②描述法;③韦恩图;④数轴法(3)集合的运算①A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)②Cu(A∩B)=CuA∪CuBCu(A∪B)=CuA∩CuB(4)集合的性质n元集合的字集数:2n真子集数:2n—1;非空真子集数:2n—2高考数学重要知识点表达式:(a+b)(a-b)=a^2-b^2,两个数的和与这两个数差的积,等于这两个数的平方差,这个公式就叫做乘法的平方差公式公式运用可用于某些分母含有根号的分式:1/(3-4倍根号2)化简:1×(3+4倍根号2)/(3-4倍根号2)^2;=(3+4倍根号2)/(9-32)=(3+4倍根号2)/-23[解方程]x^2-y^2=1991[思路分析]利用平方差公式求解[解题过程]x^2-y^2=1991(x+y)(x-y)=1991因为1991可以分成1×1991,11×181所以如果x+y=1991,x-y=1,解得x=996,y=995如果x+y=181,x-y=11,x=96,y=85同时也可以是负数所以解有x=996,y=995,或x=996,y=-995,或x=-996,y=995或x=-996,y=-995或x=96,y=85,或x=96,y=-85或x=-96,y=85或x=-96,y=-85有时应注意加减的过程。
高考立体几何知识点分布立体几何是高中数学中的重要内容之一,也是高考中必考的知识点。
在高考中,立体几何的知识点分布广泛,不同年份的考题涉及的内容也有所不同。
本文将分析高考立体几何知识点的分布情况,帮助学生更好地准备高考。
1.平面与直线的位置关系在立体几何中,平面与直线的位置关系是一个基本的知识点。
高考试卷中常常涉及平面与直线的相交、平行和垂直等问题。
例如,要求判断两个平面是否相交、两条直线是否相交等。
此类题目需要掌握平面与直线的方程,灵活运用相关的几何定理和性质。
2.立体的表面积与体积计算立体的表面积和体积是高考中常见的题型。
对于常见的几何体,如长方体、正方体、圆柱体等,需要准确计算其表面积和体积。
同时,还要能够应用这些计算结果解决实际问题。
例如,给定一个容器的体积和尺寸,要求计算能够装入其中的最大物体的体积。
3.立体图形的投影在立体几何中,图形的投影是一个重要的概念。
高考中常常要求画出某个几何体在不同方向上的投影,或者根据已知的投影图像来还原几何体的形状。
此类题目需要掌握正交投影和斜投影的基本方法,理解投影的本质,并且具备良好的空间想象能力。
4.球与球面球与球面是立体几何中的重要概念。
高考中经常涉及球的体积、表面积以及球表面上的点与点的位置关系等问题。
此外,还需要掌握球面上的切线、切平面以及球内部和外部的点与球面的位置关系。
掌握球与球面的性质,对解决相关题目非常有帮助。
5.空间几何体的相交关系在高考中,空间几何体的相交关系也是一个重要的考点。
此类题目常常要求判断两个或多个几何体是否相交,并求出它们相交的部分的性质。
例如,判断两个平面是否相交,或者判断一个点是否在某个几何体内部。
理解几何体的相交关系,需要掌握相关的几何定理和性质,具备一定的逻辑思维能力。
以上是的一些主要内容。
在备考过程中,学生应该注重掌握基本概念和性质,理解几何定理的证明和应用,并多进行真题训练,提高解题能力和思维灵活性。
此外,空间想象能力的培养也是非常重要的,只有通过多看、多思考、多动手实践才能够获得。
高考高数知识点总结高考对于每一个学生来说都是一次重要的考试,而其中的数学科目更是让很多学生头疼的难题。
高考数学中,高等数学是其中一个难点,涵盖的内容较广,涉及的知识点较多。
为了帮助同学们更好地备考高数,下面将对高考高数的知识点进行总结,希望对同学们有所帮助。
一、函数与极限1. 函数的定义域、值域、单调性以及图像的绘制方法。
2. 极限的定义及其性质,常用的极限运算法则。
3. 无穷大与无穷小的概念,无穷小量的比较与性质。
二、导数与微分1. 导数的定义及其几何意义,导数的性质与常用求导法则。
2. 高阶导数的概念,高阶导数与原函数的关系。
3. 微分的概念及其应用,微分的计算与应用。
三、不定积分与定积分1. 不定积分的定义与基本性质,常用的不定积分法则。
2. 定积分的概念及其性质,定积分的计算与应用。
3. 牛顿-莱布尼茨公式与定积分的几何应用。
四、微分方程1. 一阶微分方程的概念与解法,常见的一阶微分方程型。
2. 高阶微分方程的概念与解法,可降阶的高阶微分方程。
3. 变量分离与同解微分方程的解法。
五、向量及其运算1. 向量的定义及其表示方法,向量的加法与数乘。
2. 向量的线性相关性与线性无关性,向量的共线性与垂直性。
3. 平面向量的数量积与向量积,向量积的应用。
六、空间解析几何1. 空间点的位置与坐标,空间直线与平面的位置与方程。
2. 直线的方向向量与点向式方程,直线与平面的位置关系。
3. 空间中直线与直线、直线与平面的位置关系。
七、数列与数学归纳法1. 数列的概念及其相关术语,数列的通项公式与和的计算。
2. 数列的极限与无穷项级数收敛性判定。
3. 数学归纳法及其应用。
以上仅为高考高数知识点总结的一部分,每个知识点都需要彻底理解并进行大量的练习。
除了掌握这些知识点外,同学们还需要注重做题技巧的积累与应用,不断提高解题的速度与准确性。
在备考过程中,要保持积极的心态,相信自己的实力,相信付出一定会有回报。
祝愿所有参加高考的同学们取得优异的成绩!。
立体几何与空间向量03 空间点、线、面的位置关系一、具体目标:1.理解空间直线、平面位置关系的定义,并了解可以作为推理依据的公理和定理;2.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、垂直的有关性质与判定定理;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.二、知识概述:1.平面的基本性质(1)公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在这个平面内(即直线在平面内).(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(即可以确定一个平面).(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通过这个点的公共直线. 推论1:经过一条直线和这条直线外一点,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.2. 空间两直线的位置关系直线与直线的位置关系的分类⎩⎨⎧ 共面直线⎩⎪⎨⎪⎧ 平行相交异面直线:不同在任何一个平面内直线与平面的位置关系有平行、相交、在平面内三种情况.平面与平面的位置关系有平行、相交两种情况.平行公理:平行于同一条直线的两条直线互相平行.等角定理:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.3.异面直线所成的角①定义:设a ,b 是两条异面直线,经过空间任一点O 作直线a ′∥a ,b ′∥b ,把a ′与b ′所成的锐角或直角叫作异面直线a ,b 所成的角(或夹角).②范围:.4.异面直线的判定方法: ]2,0(π【考点讲解】判定定理:平面外一点A与平面内一点B的连线和平面内不经过该点的直线是异面直线;反证法:证明两线不可能平行、相交或证明两线不可能共面,从而可得两线异面.5.求异面直线所成的角常采用“平移线段法”,平移的方法一般有三种类型:利用图中已有的平行线平移;利用特殊点(线段的端点或中点)作平行线平移;补形平移.计算异面直线所成的角通常放在三角形中进行.平移线段法是求异面直线所成角的常用方法,其基本思路是通过平移直线,把异面问题化归为共面问题来解决,具体步骤如下:①平移:平移异面直线中的一条或两条,作出异面直线所成的角;②认定:证明作出的角就是所求异面直线所成的角;③计算:求该角的值,常利用解三角形;④取舍:由异面直线所成的角的取值范围是,当所作的角为钝角时,应取它的补角作为两条异面直线所成的角.求异面直线所成的角要特别注意异面直线之间所成角的范围.【温馨提示】平面的基本性质,点、直线、平面之间的位置关系是高考试题主要考查知识点,题型除了选择题或填空题外,往往在大题中结合平行关系、垂直关系或角的计算间接考查.1.【2019年高考全国Ⅲ卷】如图,点N为正方形ABCD的中心,△ECD为正三角形,平面ECD⊥平面ABCD,M是线段ED的中点,则()A.BM=EN,且直线BM,EN是相交直线B.BM≠EN,且直线BM,EN是相交直线C.BM=EN,且直线BM,EN是异面直线D.BM≠EN,且直线BM,EN是异面直线【解析】本题主要考查的空间两条直线的位置关系问题,要求会构造三角形,讨论两直线是否共面,并通过相应的计算确定两条直线的大小关系.如图所示,作EO CD⊥于O,连接ON,BD,易得直线BM,EN是三角形EBD的中线,是相交直线.过M作MF OD⊥于F,连接BF,Q平面CDE⊥平面ABCD,,EO CD EO⊥⊂平面CDE,EO∴⊥平面ABCD,MF⊥平面ABCD,MFB∴△与EON△均为直角三角形.设正方形边长为2,易知12EO ON EN===,,5,2MF BF BM==∴=,BM EN∴≠,故选B.] 2 ,0(π【真题分析】【答案】B2.【2018年高考全国Ⅱ卷理数】在长方体1111ABCD A B C D -中,1AB BC ==,1AA =1AD 与1DB 所成角的余弦值为( )A .15 BCD【解析】方法一:用一个与原长方体相同的长方体拼到原长方体的前面,如图,则11B P AD ∥,连接DP ,易求得1DB DP =,12B P =,则1DB P ∠是异面直线1AD 与1DB 所成的角,由余弦定理可得22211111cos 2DB B P DP DB P DB PB +-∠===⋅.故选C.方法二:以D 为坐标原点,DA ,DC ,DD 1所在直线分别为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系,则()()((110,0,0,1,0,0,,D A B D ,所以((11,AD DB =-=u u u u r u u u u r ,因为111111cos ,5AD DB AD DB AD DB ⋅===u u u u r u u u u r u u u u r u u u u r u u u u r u u u u r , 所以异面直线1AD 与1DB所成角的余弦值为5,故选C. 【答案】C3. 【2018年高考全国Ⅱ卷文数】在正方体1111ABCD A B C D -中,E 为棱1CC 的中点,则异面直线AE 与CD 所成角的正切值为( )A.2 BCD【解析】如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,CD AB ∥,所以异面直线AE 与CD 所成角为EAB ∠,设正方体边长为2a ,则由E 为棱1CC 的中点,可得CE a =,所以BE =,则tan BE EAB AB ∠===.故选C .【答案】C4.【2017年高考全国Ⅱ卷理数】已知直三棱柱111ABC A B C -中,120ABC ∠=︒,2AB =,11BC CC ==,则异面直线1AB 与1BC 所成角的余弦值为( )A.2 B.5 C.5D.3 【解析】如图所示,补成直四棱柱1111ABCD A B C D -,则所求角为1111,BC D BC BD C D AB ∠=====Q易得22211C D BD BC =+,因此111cos 5BC BC D C D ∠===,故选C . 【答案】C5.【2017年高考全国Ⅲ卷文数】在正方体1111ABCD A B C D -中,E 为棱CD 的中点,则( )A .11A E DC ⊥B .1A E BD ⊥C .11A E BC ⊥D .1AE AC ⊥【解析】根据三垂线定理的逆定理,可知平面内的线垂直于平面的斜线,则也垂直于斜线在平面内的射影.A.若11A E DC ⊥,那么11D E DC ⊥,很显然不成立;B.若1A E BD ⊥,那么BD AE ⊥,显然不成立;C.若11A E BC ⊥,那么11BC B C ⊥,成立,反过来11BC B C ⊥时,也能推出11BC A E ⊥,所以C 成立;D.若1A E AC ⊥,则AE AC ⊥,显然不成立,故选C.【答案】C6.【2019年高考北京卷理数】已知l ,m 是平面α外的两条不同直线.给出下列三个论断:①l ⊥m ; ②m ∥α; ③l ⊥α.以其中的两个论断作为条件,余下的一个论断作为结论,写出一个正确的命题:__________.【解析】将所给论断,分别作为条件、结论,得到如下三个命题:(1)如果l ⊥α,m ∥α,则l ⊥m ,正确;(2)如果l ⊥α,l ⊥m ,则m ∥α,不正确,有可能m 在平面α内;(3)如果l ⊥m ,m ∥α,则l ⊥α,不正确,有可能l 与α斜交、l ∥α.故答案为:如果l ⊥α,m ∥α,则l ⊥m.【答案】如果l ⊥α,m ∥α,则l ⊥m .7.【2017年高考全国Ⅲ卷理数】a ,b 为空间中两条互相垂直的直线,等腰直角三角形ABC 的直角边AC 所在直线与a ,b 都垂直,斜边AB 以直线AC 为旋转轴旋转,有下列结论:①当直线AB 与a 成60°角时,AB 与b 成30°角;②当直线AB 与a 成60°角时,AB 与b 成60°角;③直线AB 与a 所成角的最小值为45°;④直线AB 与a 所成角的最大值为60°. 其中正确的是________.(填写所有正确结论的编号)【解析】设1AC BC ==.由题意,AB 是以AC 为轴,BC 为底面半径的圆锥的母线,由,AC a AC b ⊥⊥,又AC ⊥圆锥底面,所以在底面内可以过点B ,作BD a ∥,交底面圆C 于点D ,如图所示,连接DE ,则DE ⊥BD ,DE b ∴∥,连接AD ,等腰ABD △中,AB AD ==当直线AB 与a 成60°角时,60ABD ∠=o ,故BD =Rt BDE △中,2,BE DE =∴=B 作BF ∥DE ,交圆C 于点F ,连接AF ,由圆的对称性可知BF DE ==ABF ∴△为等边三角形,60ABF ∴∠=o ,即AB 与b 成60°角,②正确,①错误.由图可知③正确;很明显,可以满足平面ABC ⊥直线a ,则直线AB 与a 所成角的最大值为90°,④错误.故正确的是②③.【答案】②③8.【2016高考浙江文数】如图,已知平面四边形ABCD ,AB =BC =3,CD =1,ADADC =90°.沿直线AC 将△ACD 翻折成△ACD ',直线AC 与BD '所成角的余弦的最大值是______.【解析】设直线AC 与'BD 所成角为θ.设O 是AC 中点,由已知得AC =如图,以OB 为x 轴,OA 为y 轴,过O 与平面ABC 垂直的直线为z轴,建立空间直角坐标系,由(0,2A,(2B,(0,2C -,作DH AC ⊥于H ,翻折过程中,'D H 始终与AC 垂直,26CD CH CA ===,则3OH =,DH =='(,sin )636D αα-,则'sin )6236BD αα=--uuu r ,与CA uu r 平行的单位向量为(0,1,0)n =r , 所以cos cos ',BD n θ=<>uuu r r ''BD n BD n⋅=uuu r r uuu r rcos 1α=时,cos θ取最大值9.9.【2017天津,文17】如图,在四棱锥P ABCD -中,AD ⊥平面PDC ,AD BC ∥,PD PB ⊥,1AD =,3BC =,4CD =,2PD =.(I )求异面直线AP 与BC 所成角的余弦值;(II )求证:PD ⊥平面PBC ;(Ⅲ)求直线AB 与平面PBC 所成角的正弦值.【分析】(Ⅰ)异面直线所成的角一般都转化为相交线所成的角,//AD BC ,所以PAD ∠即为所求,根据余弦定理求得,但本题可证明AD PD ⊥,所以cosAD PAD AP ∠=;(Ⅱ)要证明线面垂直,根据判断定理,证明线与平面内的两条相交直线垂直,则线与面垂直,即证明,PD BC PD PB ⊥⊥;(Ⅲ)根据(Ⅱ)的结论,做//DF AB ,连结PF ,DFP ∠即为所求【解析】(Ⅰ)解:如图,由已知AD //BC ,故DAP ∠或其补角即为异面直线AP 与BC 所成的角.因为AD ⊥平面PDC ,所以AD ⊥PD .在Rt △PDA 中,由已知,得225AP AD PD =+=,故5cos AD DAP AP ∠==. 所以,异面直线AP 与BC C(Ⅱ)证明:因为AD ⊥平面PDC ,直线PD ⊂平面PDC ,所以AD ⊥PD .又因为BC //AD ,所以PD ⊥BC ,又PD ⊥PB ,所以PD ⊥平面PB C.10.【2019年高考浙江卷】如图,已知三棱柱111ABC A B C -,平面11A ACC ⊥平面ABC ,90ABC ∠=︒,1130,,,BAC A A AC AC E F ∠=︒==分别是AC ,A 1B 1的中点. (1)证明:EF BC ⊥;(2)求直线EF 与平面A 1BC 所成角的余弦值.【解析】方法一:(1)连接A 1E ,因为A 1A =A 1C ,E 是AC 的中点,所以A 1E ⊥AC .又平面A 1ACC 1⊥平面ABC ,A 1E ⊂平面A 1ACC 1, 平面A 1ACC 1∩平面ABC =AC ,所以,A 1E ⊥平面ABC ,则A 1E ⊥BC .又因为A 1F ∥AB ,∠ABC =90°,故BC ⊥A 1F .所以BC ⊥平面A 1EF .因此EF ⊥BC .(2)取BC 中点G ,连接EG ,GF ,则EGFA 1是平行四边形.由于A 1E ⊥平面ABC ,故A 1E ⊥EG ,所以平行四边形EGFA 1为矩形.由(1)得BC ⊥平面EGFA 1,则平面A 1BC ⊥平面EGFA 1,所以EF 在平面A 1BC 上的射影在直线A 1G 上.连接A 1G 交EF 于O ,则∠EOG 是直线EF 与平面A 1BC 所成的角(或其补角).不妨设AC =4,则在Rt △A 1EG 中,A 1E ,EG O 为A 1G 的中点,故12A G EO OG ===, 所以2223cos 25EO OG EG EOG EO OG +-∠==⋅.因此,直线EF 与平面A 1BC 所成角的余弦值是35. 方法二:(1)连接A 1E ,因为A 1A =A 1C ,E 是AC 的中点,所以A 1E ⊥AC .又平面A 1ACC 1⊥平面ABC ,A 1E ⊂平面A 1ACC 1,平面A 1ACC 1∩平面ABC =AC ,所以,A 1E ⊥平面ABC .如图,以点E 为原点,分别以射线EC ,EA 1为y ,z 轴的正半轴,建立空间直角坐标系E –xyz .不妨设AC =4,则A 1(0,0,B 1,0),1B ,3,2F ,C (0,2,0).因此,3,2EF =u u u r ,(BC =u u u r .由0EF BC ⋅=u u u r u u u r 得EF BC ⊥. (2)设直线EF 与平面A 1BC 所成角为θ.由(1)可得1=(310)=(0223)BC A C --u u u r u u u u r ,,,,,.设平面A 1BC 的法向量为n ()x y z =,,,由100BC A C ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩u u u r n n,得00y y ⎧+=⎪⎨=⎪⎩, 取n (11)=,故||4sin |cos |=5|||EF EF EF θ⋅==⋅u u u r u u u r u u u r ,n n n |, 因此,直线EF 与平面A 1BC 所成的角的余弦值为35.2.【2017课标1,文6】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,直接AB 与平面MNQ 不平行的是( ) A . B .C .D .【解析】本题考点是线面平行的判断问题,由题意可知:第二个选项中AB ∥MQ ,在直线AB ∥平面MNQ ,第三个选项同样可得AB ∥MQ ,直线AB ∥平面MNQ ,第四个选项有AB ∥NQ ,直线AB ∥平面MNQ ,只有选项A 不符合要求【答案】A2.空间中,可以确定一个平面的条件是( )A .两条直线B .一点和一条直线C .一个三角形D .三个点【解析】不共线的三点确定一个平面,C 正确;A 选项,只有这两条直线相交或平行才能确定一个平面;B 选项,一条直线和直线外一点才能确定一个平面;D 选项,不共线的三点确定一个平面.【答案】C3.在三棱锥A -BCD 的棱AB 、BC 、CD 、DA 上分别取E 、F 、G 、H 四点,如果EF ∩HG =P ,则点P ( )A .一定在直线BD 上B .一定在直线AC 上 【模拟考场】C .在直线AC 或BD 上 D .不在直线AC 上,也不在直线BD 上【解析】如图所示,∵EF ⊂平面ABC ,HG ⊂平面ACD ,EF ∩HG =P ,∴P ∈平面ABC ,P ∈平面ACD .又∵平面ABC ∩平面ACD =AC ,∴P ∈AC ,故选B .【答案】B4.已知平面α和直线l ,则在平面α内至少有一条直线与直线l ( )A.平行B.垂直C.相交D.以上都有可能【解析】本题的考点是直线与平面的位置关系,直线与直线的位置关系,若直线l 与平面α相交,则在平面α内不存在直线与直线l 平行,故A 错误;若直线l ∥平面α,则在平面α内不存在直线与l 相交,故C 错误;对于直线l 与平面α相交,直线l 与平面α平行,直线l 在平面α内三种位置关系,在平面α内至少有一条直线与直线l 垂直,故选B.【答案】B5.如图,四棱锥P ABCD -中,90ABC BAD ∠=∠=︒,2BC AD =,PAB ∆和PAD ∆都是等边三角形,则异面直线CD 和PB 所成角的大小为( )A .90︒B .75︒C .60︒D .45︒【解析】设1AD =,则2BC =,过A 作//AE CD 交BC 于E ,则AD CE =,过E 作//EF PB 交PC于F ,则AEF ∠即为为所求,如图所示,过F 作//FG CD 交PD 于G ,连接AG ,则四边形AEFG 是梯形,其中//FG AE ,12EF =G 作//GH EF 交AE 于H ,则GHA AEF ∠=∠,在GHA ∆中,1,,222GH EF AH AE FG AG ===-===则 222AG GH AH =+,所以90AEF ∠=︒,故选A.【答案】A6.不在同一条直线上的三点A 、B 、C 到平面α的距离相等,且A ∉α,给出以下三个命题:①△ABC 中至少 有一条边平行于α;②△ABC 中至多有两边平行于α;③△ABC 中只可能有一条边与α相交.其中真命题是_____________.【解析】直线与平面的位置关系,平面与平面的位置关系,如图,三点A 、B 、C 可能在α的同侧,也可能在α两侧,其中真命题是①.【答案】①7.已知A 是△BCD 所在平面外的一点,E ,F 分别是BC ,AD 的中点,(1)求证:直线EF 与BD 是异面直线;(2)若AC ⊥BD ,AC =BD ,求EF 与BD 所成的角.【解析】本题考点反证法证明异面直线,异面直线所成的角.(1)证明:假设EF 与BD 不是异面直线,则EF 与BD 共面,从而DF 与BE 共面,即AD 与BC 共面,所以A 、B 、C 、D 在同一平面内,这与A 是△BCD 所在平面外的一点相矛盾.故直线EF 与BD 是异面直线.(2)取CD 的中点G ,连接EG 、FG ,则EG ∥BD ,所以直线EF 与EG 所成的角即为异面直线EF 与BD 所成的角.在Rt △EGF 中,由EG =FG =12AC ,可得∠FEG =45°,即异面直线EF 与BD 所成的角为45°.8.如图,已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为3,M ,N 分别是棱AA 1,AB 上的点,且AM =AN =1.(1)证明:M ,N ,C ,D 1四点共面;(2)平面MNCD 1将此正方体分为两部分,求这两部分的体积之比.【解析】本题考点是多点共面的证明,平面分几何体的体积之比.(1)证明:连接A 1B ,在四边形A 1BCD 1中,A 1D 1∥BC 且A 1D 1=BC ,所以四边形A 1BCD 1是平行四边形.所以A 1B ∥D 1C. 在△ABA 1中,AM =AN =1,AA 1=AB =3,所以1AM AN AA AB, 所以MN ∥A 1B ,所以MN ∥D 1C.所以M ,N ,C ,D 1四点共面.(2)记平面MNCD 1将正方体分成两部分的下部分体积为V 1,上部分体积为V 2,连接D 1A ,D 1N ,DN ,则几何体D 1-AMN ,D 1-ADN ,D 1-CDN 均为三棱锥,所以V 1=111D AMN D ADN D CDN V V V ---++=13S △AMN ·D 1A 1+13S △ADN ·D 1D +13S △CDN ·D 1D =13×12×3+13×32×3+13×92×3=132. 从而V 2=1111ABCD A B C D V --V 1=27-132=412,所以121341V V =, 所以平面MNCD 1分此正方体的两部分体积的比为1341.。
高考数学考点归纳之 直线、平面平行的判定与性质一、基础知识1.直线与平面平行的判定定理和性质定理⎣⎢⎡⎦⎥⎤❶应用判定定理时,要注意“内”“外”“平行”三个条件必须都具备,缺一不可. 2.平面与平面平行的判定定理和性质定理⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤❷如果一个平面内的两条相交直线分别平行于另一个平面的两条直线,那么这两个平面互相平行.符号表示:a ⊂α,b ⊂α,a ∩b =O ,a ′⊂β,b ′⊂β,a ∥a ′,b ∥b ′⇒α∥β. 二、常用结论平面与平面平行的三个性质(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)两条直线被三个平行平面所截,截得的对应线段成比例.考点一 直线与平面平行的判定与性质考法(一) 直线与平面平行的判定[典例] 如图,在直三棱柱ABC A 1B 1C 1中,点M ,N 分别为线段A 1B ,AC 1的中点.求证:MN ∥平面BB 1C 1C .[证明] 如图,连接A 1C .在直三棱柱ABC A 1B 1C 1中,侧面AA 1C 1C 为平行四边形.又因为N 为线段AC 1的中点,所以A 1C 与AC 1相交于点N ,即A 1C 经过点N ,且N 为线段A 1C 的中点.因为M 为线段A 1B 的中点,所以MN ∥BC . 又因为MN ⊄平面BB 1C 1C ,BC ⊂平面BB 1C 1C , 所以MN ∥平面BB 1C 1C .考法(二)线面平行性质定理的应用[典例](2018·豫东名校联考)如图,在四棱柱ABCDA1B1C1D1中,E为线段AD上的任意一点(不包括A,D两点),平面CEC1与平面BB1D交于FG.求证:FG∥平面AA1B1B.[证明]在四棱柱ABCDA1B1C1D1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与平面BB1D交于FG,所以CC1∥FG.因为BB1∥CC1,所以BB1∥FG.因为BB1⊂平面AA1B1B,FG⊄平面AA1B1B,所以FG∥平面AA1B1B.[题组训练]1.(2018·浙江高考)已知平面α,直线m,n满足m⊄α,n⊂α,则“m∥n”是“m∥α”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件解析:选A∵若m⊄α,n⊂α,且m∥n,由线面平行的判定定理知m∥α,但若m⊄α,n⊂α,且m∥α,则m与n有可能异面,∴“m∥n”是“m∥α”的充分不必要条件.2.如图,在四棱锥PABCD中,AB∥CD,AB=2,CD=3,M为PC上一点,且PM =2MC.求证:BM ∥平面P AD .证明:法一:如图,过点M 作MN ∥CD 交PD 于点N ,连接AN . ∵PM =2MC ,∴MN =23CD .又AB =23CD ,且AB ∥CD ,∴AB 綊MN ,∴四边形ABMN 为平行四边形, ∴BM ∥AN .又BM ⊄平面P AD ,AN ⊂平面P AD , ∴BM ∥平面P AD .法二:如图,过点M 作MN ∥PD 交CD 于点N ,连接BN . ∵PM =2MC ,∴DN =2NC , 又AB ∥CD ,AB =23CD ,∴AB 綊DN ,∴四边形ABND 为平行四边形, ∴BN ∥AD .∵BN ⊂平面MBN ,MN ⊂平面MBN ,BN ∩MN =N , AD ⊂平面P AD ,PD ⊂平面P AD ,AD ∩PD =D , ∴平面MBN ∥平面P AD .∵BM ⊂平面MBN ,∴BM ∥平面P AD .3.如图所示,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P A 作平面P AHG 交平面BMD 于GH .求证:P A ∥GH .证明:如图所示,连接AC 交BD 于点O ,连接MO , ∵四边形ABCD 是平行四边形, ∴O 是AC 的中点,又M 是PC 的中点,∴P A ∥MO . 又MO ⊂平面BMD ,P A ⊄平面BMD , ∴P A ∥平面BMD .∵平面P AHG ∩平面BMD =GH , P A ⊂平面P AHG , ∴P A ∥GH .考点二平面与平面平行的判定与性质[典例]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EF A1∥平面BCHG.[证明](1)∵GH是△A1B1C1的中位线,∴GH∥B1C1.又∵B1C1∥BC,∴GH∥BC,∴B,C,H,G四点共面.(2)∵E,F分别为AB,AC的中点,∴EF∥BC,∵EF⊄平面BCHG,BC⊂平面BCHG,∴EF∥平面BCHG.∵A1G綊EB,∴四边形A1EBG是平行四边形,∴A1E∥GB.∵A1E⊄平面BCHG,GB⊂平面BCHG,∴A1E∥平面BCHG.∵A1E∩EF=E,∴平面EF A1∥平面BCHG.[变透练清]1.(变结论)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,AC1,设交点为M,∵四边形A1ACC1是平行四边形,∴M是A1C的中点,连接MD,∵D为BC的中点,∴A1B∥DM.∵DM⊄平面A1BD1,A1B⊂平面A1BD1,∴DM∥平面A1BD1.又由三棱柱的性质知D1C1綊BD,∴四边形BDC1D1为平行四边形,∴DC1∥BD1.又DC1⊄平面A1BD1,BD1⊂平面A1BD1,∴DC1∥平面A1BD1,又∵DC1∩DM=D,DC1⊂平面AC1D,DM⊂平面AC1D,∴平面A1BD1∥平面AC1D.2.如图,四边形ABCD与四边形ADEF为平行四边形,M,N,G分别是AB,AD,EF的中点,求证:(1)BE∥平面DMF;(2)平面BDE∥平面MNG.证明:(1)如图,连接AE,设DF与GN的交点为O,则AE必过DF与GN的交点O.连接MO,则MO为△ABE的中位线,所以BE∥MO.又BE⊄平面DMF,MO⊂平面DMF,所以BE∥平面DMF.(2)因为N,G分别为平行四边形ADEF的边AD,EF的中点,所以DE∥GN.又DE⊄平面MNG,GN⊂平面MNG,所以DE∥平面MNG.又M为AB中点,所以MN为△ABD的中位线,所以BD∥MN.又BD⊄平面MNG,MN⊂平面MNG,所以BD ∥平面MNG .又DE ⊂平面BDE ,BD ⊂平面BDE ,DE ∩BD =D , 所以平面BDE ∥平面MNG .[课时跟踪检测]A 级1.已知直线a 与直线b 平行,直线a 与平面α平行,则直线b 与α的关系为( ) A .平行 B .相交C .直线b 在平面α内D .平行或直线b 在平面α内解析:选D 依题意,直线a 必与平面α内的某直线平行,又a ∥b ,因此直线b 与平面α的位置关系是平行或直线b 在平面α内.2.若平面α∥平面β,直线a ∥平面α,点B ∈β,则在平面β内且过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 .存在唯一与a 平行的直线解析:选A 当直线a 在平面β内且过B 点时,不存在与a 平行的直线,故选A. 3.在空间四边形ABCD 中,E ,F 分别是AB 和BC 上的点,若AE ∶EB =CF ∶FB =1∶2,则对角线AC 和平面DEF 的位置关系是( )A .平行B .相交C .在平面内D .不能确定解析:选A 如图,由AE EB =CFFB 得AC ∥EF .又因为EF ⊂平面DEF ,AC ⊄平面DEF , 所以AC ∥平面DEF .4.(2019·重庆六校联考)设a ,b 是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则α∥β的一个充分条件是( )A .存在一条直线a ,a ∥α,a ∥βB .存在一条直线a ,a ⊂α,a ∥βC .存在两条平行直线a ,b ,a ⊂α,b ⊂β,a ∥β,b ∥αD .存在两条异面直线a ,b ,a ⊂α,b ⊂β,a ∥β,b ∥α解析:选D 对于选项A ,若存在一条直线a ,a ∥α,a ∥β,则α∥β或α与β相交,若α∥β,则存在一条直线a ,使得a ∥α,a ∥β,所以选项A 的内容是α∥β的一个必要条件;同理,选项B 、C 的内容也是α∥β的一个必要条件而不是充分条件;对于选项D ,可以通过平移把两条异面直线平移到一个平面中,成为相交直线,则有α∥β,所以选项D 的内容是α∥β的一个充分条件.故选D.5.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. 其中正确命题的个数是( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选C 由题图,显然①是正确的,②是错误的; 对于③,∵A 1D 1∥BC ,BC ∥FG ,∴A 1D 1∥FG 且A 1D 1⊄平面EFGH ,FG ⊂平面EFGH , ∴A 1D 1∥平面EFGH (水面). ∴③是正确的;对于④,∵水是定量的(定体积V ), ∴S △BEF ·BC =V ,即12BE ·BF ·BC =V .∴BE ·BF =2VBC(定值),即④是正确的,故选C.6.如图,平面α∥平面β,△P AB 所在的平面与α,β分别交于CD ,AB ,若PC =2,CA =3,CD =1,则AB =________.解析:∵平面α∥平面β,∴CD ∥AB , 则PC P A =CDAB ,∴AB =P A ×CD PC =5×12=52. 答案:527.设α,β,γ是三个平面,a ,b 是两条不同直线,有下列三个条件: ①a ∥γ,b ⊂β;②a ∥γ,b ∥β;③b ∥β,a ⊂γ.如果命题“α∩β=a ,b ⊂γ,且________,则a ∥b ”为真命题,则可以在横线处填入的条件是________(填序号).解析:由面面平行的性质定理可知,①正确;当b ∥β,a ⊂γ时,a 和b 在同一平面内,且没有公共点,所以平行,③正确.故应填入的条件为①或③.答案:①或③8.在三棱锥P ABC 中,PB =6,AC =3,G 为△P AC 的重心,过点G 作三棱锥的一个截面,使截面平行于PB 和AC ,则截面的周长为________.解析:如图,过点G 作EF ∥AC ,分别交P A ,PC 于点E ,F ,过点E 作EN ∥PB 交AB 于点N ,过点F 作FM ∥PB 交BC 于点M ,连接MN ,则四边形EFMN 是平行四边形(平面EFMN 为所求截面),且EF =MN =23AC =2,FM =EN =13PB =2,所以截面的周长为2×4=8.答案:89.如图,E ,F ,G ,H 分别是正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的棱BC ,CC 1,C 1D 1,AA 1的中点.求证:(1)EG ∥平面BB 1D 1D ; (2)平面BDF ∥平面B 1D 1H .证明:(1)如图,取B 1D 1的中点O ,连接GO ,OB , 因为OG 綊12B 1C 1,BE 綊12B 1C 1,所以BE 綊OG ,所以四边形BEGO 为平行四边形, 故OB ∥EG ,因为OB ⊂平面BB 1D 1D , EG ⊄平面BB 1D 1D , 所以EG ∥平面BB 1D 1D . (2)由题意可知BD ∥B 1D 1.连接HB ,D 1F ,因为BH 綊D 1F , 所以四边形HBFD 1是平行四边形, 故HD 1∥BF .又B 1D 1∩HD 1=D 1,BD ∩BF =B , 所以平面BDF ∥平面B 1D 1H .10.(2019·南昌摸底调研)如图,在四棱锥P ABCD 中,∠ABC = ∠ACD =90°,∠BAC =∠CAD =60°,P A ⊥平面ABCD ,P A =2,AB =1.设M ,N 分别为PD ,AD 的中点.(1)求证:平面CMN ∥平面P AB ; (2)求三棱锥P ABM 的体积.解:(1)证明:∵M ,N 分别为PD ,AD 的中点, ∴MN ∥P A ,又MN ⊄平面P AB ,P A ⊂平面P AB , ∴MN ∥平面P AB .在Rt △ACD 中,∠CAD =60°,CN =AN , ∴∠ACN =60°.又∠BAC =60°,∴CN ∥AB . ∵CN ⊄平面P AB ,AB ⊂平面P AB , ∴CN ∥平面P AB . 又CN ∩MN =N , ∴平面CMN ∥平面P AB .(2)由(1)知,平面CMN ∥平面P AB ,∴点M 到平面P AB 的距离等于点C 到平面P AB 的距离. ∵AB =1,∠ABC =90°,∠BAC =60°,∴BC =3,∴三棱锥P ABM 的体积V =V M P AB =V C P AB =V P ABC =13×12×1×3×2=33.B 级1.如图,四棱锥P ABCD 中,P A ⊥底面ABCD ,AD ∥BC ,AB =AD =AC =3,P A =BC =4,M 为线段AD 上一点,AM =2MD ,N 为PC 的中点.(1)求证:MN ∥平面P AB ; (2)求四面体N BCM 的体积. 解:(1)证明:由已知得AM =23AD =2.取BP 的中点T ,连接AT ,TN , 由N 为PC 的中点知TN ∥BC , TN =12BC =2.又AD ∥BC ,故TN 綊AM ,四边形AMNT 为平行四边形,于是MN ∥AT . 因为AT ⊂平面P AB ,MN ⊄平面P AB , 所以MN ∥平面P AB .(2)因为P A ⊥平面ABCD ,N 为PC 的中点,所以N 到平面ABCD 的距离为12P A .取BC 的中点E ,连接AE .由AB =AC =3,得AE ⊥BC ,AE =AB 2-BE 2= 5.由AM ∥BC 得M 到BC 的距离为5,故S △BCM =12×4×5=2 5. 所以四面体N BCM 的体积V N BCM =13×S △BCM ×P A 2=453.2.如图所示,几何体E ABCD 是四棱锥,△ABD 为正三角形,CB =CD ,EC ⊥BD .(1)求证:BE =DE ;(2)若∠BCD =120°,M 为线段AE 的中点,求证:DM ∥平面BEC . 证明:(1)如图所示,取BD 的中点O ,连接OC ,OE .∵CB =CD ,∴CO ⊥BD .又∵EC ⊥BD ,EC ∩CO =C ,∴BD ⊥平面OEC ,∴BD ⊥EO .又∵O 为BD 中点.∴OE 为BD 的中垂线,∴BE =DE .(2)取BA 的中点N ,连接DN ,MN .∵M 为AE 的中点,∴MN ∥BE .∵△ABD 为等边三角形,N 为AB 的中点,∴DN ⊥AB .∵∠DCB =120°,DC =BC ,∴∠OBC =30°,∴∠CBN =90°,即BC ⊥AB ,∴DN ∥BC .∵DN ∩MN =N ,BC ∩BE =B ,∴平面MND ∥平面BEC .又∵DM ⊂平面MND ,∴DM ∥平面BEC .。
2024高考数学解析几何知识点总结与题型分析随着时间的推移,我们离2024年的高考越来越近。
数学作为高考的一门重要科目,解析几何是其中的一个重点内容。
为了帮助同学们更好地复习解析几何,并在高考中取得好成绩,本文将对2024高考数学解析几何的知识点进行总结与题型分析。
1. 直线与平面1.1 直线的方程直线的一般方程为Ax + By + C = 0,其中A、B、C为常数。
根据直线的特点,我们可以将其方程转化为其他形式,如点斜式、两点式、截距式等,以便于解题。
1.2 平面的方程平面的一般方程为Ax + By + Cz + D = 0,其中A、B、C、D为常数。
类似于直线的情况,根据平面的性质,我们可以将其方程转化为点法式、截距式等形式。
2. 空间几何体2.1 球球是解析几何中的一个重要概念。
其方程为(x-a)^2 + (y-b)^2 + (z-c)^2 = r^2,其中(a, b, c)为球心坐标,r为半径长度。
2.2 圆锥曲线圆锥曲线包括圆、椭圆、双曲线和抛物线。
通过对几何体的方程进行适当的变化,可以得到不同类型的圆锥曲线方程。
掌握其特点和方程形式,对于解析几何的学习非常重要。
3. 空间几何关系3.1 直线与直线的位置关系直线与直线的位置关系包括相交、平行、重合等情况。
根据两条直线的方程,我们可以通过求解方程组或直线的斜率等方式,判断它们之间的空间位置关系。
3.2 直线与平面的位置关系直线与平面的位置关系包括相交、平行、重合等情况。
根据直线的方程和平面的方程,我们可以通过代入求解或者检验点的方法,判断它们之间的位置关系。
4. 解析几何的常见题型4.1 直线与平面的交点求解给定直线和平面的方程,我们需要求解它们的交点。
通过将直线方程代入平面方程中,可以得到关于未知变量的方程组,进而求解出交点的具体坐标。
4.2 距离计算在解析几何中,我们常常需要计算点、直线或平面之间的距离。
对于给定的两点,我们可以利用距离公式进行计算;对于直线和平面,我们可以利用点到直线/平面的距离公式进行计算。
高考数学知识点:直线和平面的位置关系知识点_知识点总结
直线和平面只有三种位置关系:在平面内、与平面相交、与平面平行
①直线在平面内——有无数个公共点
②直线和平面相交——有且只有一个公共点
直线与平面所成的角:平面的一条斜线和它在这个平面内的射影所成的锐角。
esp.空间向量法(找平面的法向量)
规定:a、直线与平面垂直时,所成的角为直角,b、直线与平面平行或在平面内,所成的角为0°角
由此得直线和平面所成角的取值范围为[0°,90°]
最小角定理:斜线与平面所成的角是斜线与该平面内任一条直线所成角中的最小角
三垂线定理及逆定理:如果平面内的一条直线,与这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也与这条斜线垂直
esp.直线和平面垂直
直线和平面垂直的定义:如果一条直线a和一个平面内的任意一条直线都垂直,我们就说直线a和平面互相垂直.直线a叫做平面的垂线,平面叫做直线a的垂面。
直线与平面垂直的判定定理:如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直,那么这条直线垂直于这个平面。
直线与平面垂直的性质定理:如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直线平行。
③直线和平面平行——没有公共点
直线和平面平行的定义:如果一条直线和一个平面没有公共点,那么我们就说这条直线和这个平面平行。
直线和平面平行的判定定理:如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行。
直线和平面平行的性质定理:如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行。