必修二数学直线与平面的位置关系
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第二章点、直线、平面之间的地点关系空间点、直线、平面之间的地点关系一、平面1、平面及其表示2、平面的基天性质①公义 1:A lB llAB②公义 2:不共线的三点确立一个平面③公义 3:Pl 则 P lP二、点与面、直线地点关系1、 A1、点与平面有 2 种地点关系2、 B2、点与直线有1、 A l2 种地点关系l2、 B三、空间中直线与直线之间的地点关系1、异面直线2、直线与直线的地点关系订交共面平行异面3、公义 4 和定理公义 4:l1 Pl3l1 Pl 2l 2 Pl3定理:空间中假如两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补。
4、求异面直线所成角的步骤:① 作:作平行线获得订交直线;② 证:证明作出的角即为所求的异面直线所成的角;③ 结构三角形求出该角。
提示: 1、作平行线常有方法有:直接平移,中位线,平行四边形。
2、异面直线所的角的范围是000 ,90。
四、空间中直线与平面之间的地点关系地点关系直线 a在平面内直线 a与平面订交直线 a与平面平行公共点有无数个公共点有且只有一个公共点没有公共点符号表示a a IA a P图形表示五、空间中平面与平面之间的地点关系地点关系两个平面平行两个平面订交公共点没有公共点有一条公共直线符号表示P I a图形表示直线、平面平行的判断及其性质一、线面平行1、判断:ba b Pb Pa(线线平行,则线面平行)2、性质:a Pa a Pbb(线面平行,则线线平行)二、面面平行1、判断:aba b P Pa Pb P(线面平行,则面面平行)2、性质 1:PI a a PbI b(面面平行,则线面平行)性质 2:Pm Pm(面面平行,则线面平行)说明( 1)判断直线与平面平行的方法:① 利用定义:证明直线与平面无公共点。
② 利用判断定理:从直线与直线平行等到直线与平面平行。
③ 利用面面平行的性质:两个平面平行,则此中一个平面内的直线必平行于另一个平面。
(2)证明面面平行的常用方法①利用面面平行的定义:此法一般与反证法联合。
高一数学必修二知识点:直线和平面的位置关系【】数学的学习不像文科要死记硬背,学好高中数学最主要的是要掌握好课本上的根本公式,纯熟运用,才能解考试过程中的各种题型。
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。
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:假设平面内的一条直线,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:假设一条直线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。
直线与平面垂直的断定定理:假设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:假设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:假设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。
直线和平面平行的断定定理:假设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:假设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。
空间中直线与平面、平面与平面之间的位置关系【知识梳理】1.直线与平面的位置关系位置关系直线a在平面α内直线a在平面α外直线a与平面α相交直线a与平面α平行公共点无数个公共点一个公共点没有公共点符号暗示a⊂αa∩α=A a∥α图形暗示2.两个平面的位置关系位置关系图示暗示法公共点个数两平面平行α∥β没有公共点两平面相交α∩β=l 有无数个公共点(在一条直线上)【常考题型】题型一、直线与平面的位置关系【例1】下列说法:①若直线a在平面α外,则a∥α;②若直线a∥b,直线b⊂α,则a∥α;③若直线a∥b,b⊂α,那么直线a就平行于平面α内的无数条直线.其中说法正确的个数为()A.0个B.1个C.2个D.3个[解析]对于①,直线a在平面α外包孕两种情况:a∥α或a与α相交,∴a和α纷歧定平行,∴①说法错误.对于②,∵直线a∥b,b⊂α,则只能说明a和b无公共点,但a可能在平面α内,∴a纷歧定平行于α.∴②说法错误.对于③,∵a∥b,b⊂α,∴a⊂α或a∥α,∴a与平面α内的无数条直线平行.∴③说法正确.[答案] B【类题通法】空间中直线与平面只有三种位置关系:直线在平面内、直线与平面相交、直线与平面平行.在判断直线与平面的位置关系时,这三种情形都要考虑到,避免疏忽或遗漏.另外,我们可以借助空间几何图形,把要判断关系的直线、平面放在某些具体的空间图形中,以便于正确作出判断,避免凭空臆断.【对点训练】1.下列说法中,正确的个数是()①如果两条平行直线中的一条和一个平面相交,那么另一条直线也和这个平面相交;②一条直线和另一条直线平行,它就和经过另一条直线的任何平面都平行;③经过两条异面直线中的一条直线,有一个平面与另一条直线平行;④两条相交直线,其中一条与一个平面平行,则另一条必然与这个平面平行.A.0 B.1C.2 D.3解析:选C①正确;②错误,如图1所示,l1∥m,而m⊂α,l1⊂α;③正确,如图2所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,直线A1C1与直线BD异面,A1C1⊂平面A1B1C1D1,且BD∥平面A1B1C1D1,故③正确;④错误,直线还可能与平面相交.由此可知,①③正确,故选C.题型二、平面与平面的位置关系【例2】(1)平面α内有无数条直线与平面β平行,问α∥β是否正确,为什么?(2)平面α内的所有直线与平面β都平行,问α∥β是否正确,为什么?[解](1)不正确.如图所示,设α∩β=l,则在平面α内与l平行的直线可以有无数条:a1,a2,…,a n,…,它们是一组平行线,这时a1,a2,…,a n,…与平面β都平行(因为a1,a2,…,a n,…与平面β无交点),但此时α与β不平行,α∩β=l.(2)正确.平面α内所有直线与平面β平行,则平面α与平面β无交点,符合平面与平面平行的定义.【类题通法】两个平面的位置关系同平面内两条直线的位置关系类似,可以从有无公共点区分:如果两个平面有一个公共点,那么由公理3可知,这两个平面相交于过这个点的一条直线;如果两个平面没有公共点,那么就说这两个平面互相平行.这样我们可以得出两个平面的位置关系:①平行——没有公共点;②相交——有且只有一条公共直线.若平面α与β平行,记作α∥β;若平面α与β相交,且交线为l,记作α∩β=l.【对点训练】2.在底面为正六边形的六棱柱中,互相平行的面视为一组,则共有________组互相平行的面.与其中一个侧面相交的面共有________个.解析:六棱柱的两个底面互相平行,每个侧面与其直接相对的侧面平行,故共有4组互相平行的面.六棱柱共有8个面围成,在其余的7个面中,与某个侧面平行的面有1个,其余6个面与该侧面均为相交的关系.答案:4 63.如图所示,平面ABC与三棱柱ABC-A1B1C1的其他面之间有什么位置关系?解:∵平面ABC与平面A1B1C1无公共点,∴平面ABC与平面A1B1C1平行.∵平面ABC与平面ABB1A1有公共直线AB,∴平面ABC与平面ABB1A1相交.同理可得平面ABC与平面ACC1A1及平面BCC1B1均相交.【练习反馈】1.M∈l,N∈l,N∉α,M∈α,则有()A.l∥αB.l⊂αC.l与α相交D.以上都有可能解析:选C由符号语言知,直线l上有一点在平面α内,另一点在α外,故l与α相交.2.如图所示,用符号语言可暗示为()A.α∩β=lB.α∥β,l∈αC.l∥β,l⊄αD.α∥β,l⊂α解析:选D显然图中α∥β,且l⊂α.3.平面α∥平面β,直线a⊂α,则a与β的位置关系是________.答案:平行4.经过平面外两点可作该平面的平行平面的个数是________.解析:若平面外两点所在直线与该平面相交,则过这两个点不存在平面与已知平面平行;若平面外两点所在直线与该平面平行,则过这两个点存在独一的平面与已知平面平行.答案:0或15.三个平面α、β、γ,如果α∥β,γ∩α=a,γ∩β=b,且直线c⊂β,c∥b.(1)判断c与α的位置关系,并说明理由;(2)判断c与a的位置关系,并说明理由.解:(1)c∥α.因为α∥β,所以α与β没有公共点,又c⊂β,所以c与α无公共点,则c∥α.(2)c∥a.因为α∥β,所以α与β没有公共点,又γ∩α=a,γ∩β=b,则a⊂α,b⊂β,且a,b⊂γ,所以a,b没有公共点.由于a、b都在平面γ内,因此a∥b,又c∥b,所以c∥a.。
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。
数学必修二直线与平面位置关系知识点
在数学必修二中,直线与平面的位置关系是一项重要的知识点。
下面是一些常见的直
线与平面的位置关系:
1. 直线与平面相交:当一条直线与一个平面有一个公共点时,我们称这条直线与平面
相交。
2. 直线在平面上:当一条直线的所有点都在一个平面上时,我们称这条直线在平面上。
3. 直线与平面平行:当一条直线与一个平面的所有点都不相交时,我们称这条直线与
平面平行。
4. 直线垂直于平面:当一条直线与一个平面的每一条与其有公共点的直线都垂直时,
我们称这条直线垂直于平面。
此外,还有一些特殊情况需要注意:
1. 平面平行于坐标轴:当一个平面与某一个坐标轴平行时,在该坐标轴上方的所有点
的坐标都相同,可以利用这个特点来求解一些几何问题。
2. 平面与平面相交:当两个平面相交时,它们的交线是一条直线。
可以根据平面的方
程来求解平面与平面的交线。
3. 平面与平面平行:当两个平面平行时,它们的法向量相互平行。
可以根据平面的法
向量来判断平面与平面的位置关系。
掌握这些直线与平面的位置关系知识点,可以帮助我们解决更复杂的几何问题,如求解直线与平面的交点、确定直线与平面的位置关系等。
必修二数学直线与平面的位置关系
一、直线与平面平行的判定与性质
【知识要点】
1. 直线与平面的位置关系:
(1)直线与平面相交:有且只有一个公共点.记作:A a =⋂α; (2)直线在平面内:有无数公共点,记作α⊂a ; (3)直线和平面平行:没有公共点.记作: a ∥α.
2. 直线和平面平行
(1)判定定理:如果平面外的一条直线与平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行(线线平行,线面平行). 符号表示:ααα////,,a b a b a ⇒⊂⊄.
(2)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(线面平行, 线线平行).符号表示:l a l a a //,,//⇒=⋂⊂βαβα.
【基础训练】
1. 如果△ABC 的三个顶点到平面α的距离相等且不为零,那么△ABC 的( )
A 、三边均与α平行
B 、三边中至少有一边与α平行
C 、三边中至多有一边与α平行
D 、三边中至多有两边与α平行
2. 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 m n α⊥⊥则n α∥ B.若m αα∥,n ∥,则m ∥n C.若,m n αα⊂∥,则m ∥n
D.若m ∥n ,则m 、n 与α所成的
角相等
3. P 是ABC ∆所在平面外一点,D 、E 分别是PAB ∆、PBC ∆重心,AC=a ,则DE 的长
为 。
4.
5. 平面α∥平面β,AB 、CD 是夹在α和β间的两条线段,E 、F 分别为AB 、CD 的中点,则
EF 与α的关系是( ) A .平行
B .相交
C .垂直
D .不能确定
a b
M N
A
B
C D N M
D 1C 1B A 1D C
B
A P
Q 【典例精析】
例1.【判定】在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,P 在AB 上,Q 在B 1C 1上,且AP =B 1Q ,N 是PQ 的中点,M 是正方形ABB 1A 1的中心.求证:(1)//MN 平面1111D C B A ; ⑵∥A 1C 1.
例2.【性质】如图所示,a 、b 是异面直线,A 、C 与B 、D 分别a 、b 上的两点,直线a //
平面α,直线b//平面α,M AB =α ,N CD =α ,若BM AM =,求证:DN CN =。
例3.【选讲】如右图所示直线EH AB //,直线HG CD //,且直线AB 与CD 异面垂直,
2==AB CD 。
(1)证明:四边形EFGH 是矩形。
(2)求E 点在何处时可使四边形EFGH 面积最大。
二、直线和平面垂直的判定与性质
【知识要点】
αP
B
A
C O
D
C
B
A
C1A1D1F (1)定义: 若一条直线a 与一个平面α内的任意一条直线垂直,则称直线a 垂直于平面
α.
(2) 判定定理:若直线a 与一个平面α内的两条相交直线垂直, 则直线a 垂直于平面α. 符号表示:ααα⊥⇒=⋂⊂⊂⊥⊥a P n m n m n a m a ,,,,。
(3) 性质定理:如果两条直线垂直于同一平面,那么这两条直线平行. 符号表示:b a b a //,⇒⊥⊥αα。
【基础训练】
1. 直线l 与平面α内的两条直线都垂直,则直线l 与平面α的位置关系是 ( ) A.平行 B.垂直 C.在平面α内 D.无法确定
2. 已知三条相交于一点的线段PA 、PB 、PC 两两垂直,且A 、B 、C 在同一平面内,P 在平
面ABC 外,PH ⊥平面ABC 于H ,则垂足H 是ABC ∆的( )
A.外心
B.内心
C.垂心
D.重心 3. 如图,定点A 和B 都在平面α内,定点α∉P ,α⊥PB ,C 是α内异于A 和B 的动点,
且AC PC ⊥。
那么,动点C 在平面α内的轨迹( )
A.一条线段,但要去掉两个点
B.一个圆,但要去掉两个点
C.一个椭圆,但要去掉两个点
D.半圆,但要去掉两个点
【典例精析】
例1.【判定】在正方体1111D C B A ABCD -中,O 为底面ABCD 的中心,F 为1CC 的中点,求证:
⊥O A 1平面BDF 。
例2.【判定】空间四边形ABCD 中,若AB ⊥CD ,BC ⊥AD ,求证:AC ⊥BD 。
点拨:异面直线垂直的证明(转化为“线面垂直”⇒“线线垂直”)
D
A
B
C
A1
C1
D1
F
E 例3.【性质】在正方体1111D C B A ABCD -中,E
F ,分别为D A 1,AC 上的点,
且 EF ⊥D A 1,EF ⊥AC .求证:EF //1BD
三、斜线与平面所成的角 【知识要点】
1. 定义:平面的一条斜线与它在这个平面内的射影所成的角叫做这条斜线与平面所成的角。
2. 范围:(1)当直线与平面垂直时, 直线与平面所成的角为 90. (2)当直线平行于平面时,规定直线与平面所成的角为 0
(3)直线与平面所成的角的范围是[]
90.0
【基础训练】
1.一条直线和平面所成角为θ,那么θ的取值范围是( )
A.[0º,90º]
B.(0º,90º)
C.[0º,180º]
D.[0º,180º)
2.已知四棱锥ABCD P -,四条侧棱相等均为10,底面是矩形,且8=AB ,6=BC ,则侧棱与底面所成的角的大小为 。
3.
4.已知正方体''''D C B A ABCD -,O 是底面ABCD 的中心,则直线O C '与平面''A ABB 所成的角的正切值为 。
【典例精析】
例1.已知平面α外两点A 、B 到平面α的距离分别为1和2,A 、B 两点在
α内的射影之间的距离为3,则直线AB 和平面α所成角的大小为 。
例2.如图,四棱锥P —ABCD 的底面ABCD 为正方形,PD ⊥底面ABCD ,PD =AD .
求证:(1)AC ⊥PB ;
(2)求PC 与平面PBD 所成的角;
例3.如图,在棱长为4a 的正方体1111D C B A ABCD -中,O 是正方形1111D C B A 的中心,点P 在棱1CC 上,且CP CC 41=
(1)求直线AP 与平面11B BCC 所成的角的大小的正切值; (2)设O 点在平面AP D 1上的射影是H ,求证:AP H D ⊥1; (3)若b OH =,求1B 到平面的1APD 的距离。