平面基本性质习题
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2018高中数学第1章立体几何初步第二节点、直线、面的位置关系1 平面的基本性质及推论习题苏教版必修2编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018高中数学第1章立体几何初步第二节点、直线、面的位置关系1 平面的基本性质及推论习题苏教版必修2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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平面的基本性质及推论(答题时间:40分钟)*1。
(福州检测)下列说法正确的是________。
①三点可以确定一个平面②一条直线和一个点可以确定一个平面 ③四边形是平面图形④两条相交直线可以确定一个平面*2.(扬州检测)经过空间任意三点可以作________个平面.**3.(1)三条直线两两平行,但不共面,它们可以确定______个平面。
(2)共点的三条直线可以确定________个平面. *4。
(宿迁检测)空间中可以确定一个平面的条件是________.(填序号) ①两条直线;②一点和一直线;③一个三角形;④三个点 **5。
(梅州检测)如图所示的正方体中,P 、Q 、M 、N 分别是所在棱的中点,则这四个点共面的图形是________。
(把正确图形的序号都填上)**6。
(福建师大附中检测)三个平面把空间分成7部分时,它们的交线有________条. **7。
证明:两两相交且不共点的三条直线在同一平面内.**8. 如图所示,已知四面体ABCD 中,E ,F 分别是AB ,AD 的中点,G ,H 分别是BC ,CD 上的点,且HCDHGC BG=2。
【考点梳理】一、考试内容1.平面。
平面的基本性质。
平面图形直观图的画法。
2.两条直线的位置关系。
平行于同一条直线的两条直线互相平行。
对应边分别平行的角。
异面直线所成的角。
两条异面直线互相垂直的概念。
异面直线的公垂线及距离。
3.直线和平面的位置关系。
直线和平面平行的判定与性质。
直线和平面垂直的判定与性质。
点到平面的距离。
斜线在平面上的射影。
直线和平面所成的角。
三垂线定理及其逆定理。
4.两个平面的位置关系。
平面平行的判定与性质。
平行平面间的距离。
二面角及其平面角。
两个平面垂直的判定与性质。
二、考试要求1.掌握平面的基本性质,空间两条直线、直线与平面、平面与平面的位置关系(特别是平行和垂直关系)以及它们所成的角与距离的概念。
对于异面直线的距离,只要求会计算已给出公垂线时的距离。
2.能运用上述概念以及有关两条直线、直线和平面、两个平面的平行和垂直关系的性质与判定,进行论证和解决有关问题。
对于异面直线上两点的距离公式不要求记忆。
3.会用斜二测画法画水平放置的平面图形(特别是正三角形、正四边形、正五边形、正六边形)的直观图。
能够画出空间两条直线、两个平面、直线和平面的各种位置关系的图形,能够根据图形想象它们的位置关系。
4.理解用反证法证明命题的思路,会用反证法证明一些简单的问题。
三、考点简析1.空间元素的位置关系2.平行、垂直位置关系的转化3.空间元素间的数量关系(1)角①相交直线所成的角;②异面直线所成的角——转化为相交直线所成的角;③直线与平面所成的角——斜线与斜线在平面内射影所成的角;④二面角——用二面角的平面角来度量。
(2)距离①两点之间的距离——连接两点的线段长;②点线距离——点到垂足的距离;③点面距离——点到垂足的距离;④平行线间的距离——平行线上一点到另一直线的距离;⑤异面直线间的距离——公垂线在两条异面直线间的线段长;⑥线面距离——平行线上一点到平面的距离;⑦面面距离——平面上一点到另一平面的距离;⑧球面上两点距离——球面上经过两点的大圆中的劣弧的长度。
名师辅导立体几何第1课平面的概念与性质(含答案解析)●考试目标主词填空1.平面(1)平面是理想的、绝对的平且无限延展的.(2)平面是由它内部的所有点组成的点集,其中每个点都是它的元素.2.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.(2)公理2:如果两个平面有一个公共点,那么它们还有其他公共点,且这些公共点的集合是一条过这个公共点的直线.(3)公理3:经过不在同一直线上的三点,有且只有一个平面.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.推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面.●题型示例点津归纳【例1】在空间内,可以确定一个平面的条件是 ( )A.两两相交的三条直线B.三条直线,其中的一条与另外两条直线分别相交C.三个点D.三条直线,它们两两相交,但不交于同一点E. 两条直线【解前点津】 A中的两两相交的三条直线,它们可能相交于同一点,也可能不交于同一点;若交于同一点,则三直线不一定在同一个平面内.∴应排除A.B中的另外两条直线可能共面,也可能不共面,当另外两条直线不共面时,三条直线是不能确定一个平面的.∴应排除B.对于C来说,三个点的位置可能不在同一直线上,也可能在同一直线上,只有前者才能确定一个平面,后者是不能的.∴应排除C.条件E中的两条直线可能共面,也可能不共面.∴应排除E.只有条件D中的三条直线,它们两两相交且不交于同一点,可确定一个平面.【规范解答】 D.【解后归纳】平面的基本性质(三个公理及公理3的三个推论)是研究空间图形性质的理论基础,必须认真理解,熟练地掌握本题主要利用公理3及其推论来解答的.【例2】把下列用文字语言叙述的语句,用集合符号表示,并画直观图表示.(1)点A在平面α内,点B不在平面α内,点A、B都在直线l上;(2)平面α与平面β相交于直线l,直线a在平面α内且平行于直线l.【解前点津】注重数学语言(文字语言、符号语言、图形语言)间的相互转化训练,有利于提高分析问题、解决问题的能力.正确使用⊂、⊄、∈、∉、⋂等符号表示空间基本元素之间的位置关系是解决本题的关键.【规范解答】 (1)A ∈α,B ∉α,A ∈l ,B ∈l ,如图(1);(2)α∩β=l ,a ⊂α,a ∥l ,如图(2).例2题解图【例3】 如图,已知:l 不属于α,A 、B 、C …∈l ,AA 1⊥α,BB 1⊥α,CC 1⊥α.求证:AA 1、BB 1、CC 1…共面.【解前点津】 证明n 条直线共面,首先,选择适当的条件,确定一个平面,然后分别证明直线都在此平面内.【规范解答】 证法一 ∵AA 1⊥α,CC 1⊥α,∴AA 1∥CC 1.∴AA 1与CC 1确定平面β,且β⊥α.∵AC ⊂β,即l ⊂β,而B ∈l,∴B ∈β,又知BB 1⊥α,∴BB 1⊂β.∴AA 1、BB 1、CC 1…共面.证法二 反证法由证法1得β⊥α于A 1C 1,假设BB 1不属于β,在β内作BB ′⊥A 1C 1(如图).∴BB ′⊥α,已知BB 1⊥α,与过一点引面的垂线,有且只有一条矛盾.∴BB 1不属于β是不可能的,∴BB 1⊂β,∴AA 1、BB 1、CC 1…共面.【解后归纳】 证明共面的一般方法有直接法和间接法两种.【例4】 设平行四边形ABCD 的各边和对角线所在的直线与平面α依次相交于A 1,B 1,C 1,D 1,E 1,F 1六点,求证:A 1,B 1,C 1,D 1,E 1,F 1六点在同一条直线上.【规范解答】 设平行四边形ABCD 所在平面为α,∵A ∈β,B ∈β,∴AB ⊂β,又A 1∈AB,∴A 1∈β,又A 1∈α∴A 1在平面α与平面β的交线上,设交线为l ,则A 1∈l ,同理可证B 1,C 1,D 1,E 1,F 1都在直线l 上,∴A 1,B 1,C 1,D 1,E 1,F 1六点在同一条直线上.【解后归纳】 证明点共线通常证明这些点都在两平面的交线 上,或先由某两点作一条直线再证明其他点也在这条直线上,选此题的意图,就是使学生掌握证点共线的一般方法.●对应训练 分阶提升一、基础夯实1.α、β是两个不重合的平面,在α上取4个点,在β上取3个点,则由这些点最多可以确定平面的个数为 ( ).32 C 例3题图例4题图2.下列说法正确的是 ( )A.如果两个平面α、β有一条公共直线a ,就说平面α、β相交,并记作α∩β=aB.两平面α、β有一公共点A ,就说α、β相交于过A 的任意一条直线C.两平面α、β有一个公共点,就说α、β相交于A 点,并记作α∩β=AD.两平面ABC 与DBC 交于线段BC3.下列命题正确的是 ( )A.一点和一条直线确定一个平面B.两条直线确定一个平面C.相交于同一点的三条直线一定在同一平面内D.两两相交的三条直线不一定在同一个平面内4.设α、β是不重合的两个平面,α∩β=a ,下面四个命题:①如果点P ∈α,且P∈β,那么P ∈a ;②如果点A ∈α,点B ∈β,那么AB α;③如果点A ∈α,那么点B ∈β;④如果线段AB α,且AB β,那么AB a .其中正确命题的个数是 ( ).1 C5.空间四点A 、B 、C 、D 共面但不共线,那么这四点中 ( )A.必有三点共线B.必有三点不共线C.至少有三点共线D.不可能有三点共线6.一个水平放置的平面图形的斜二测直观图是一个底角为45°,腰和上底长为1的等腰梯形,则这个平面图形的面积是 ( ) A.221+ B. 222+ C.21+ D.22+ 7.已知△ABC 的平面直观图△A ′B ′C ′是边长为a 的正三角形,那么原三角形ABC 的面积为 ( )A.223aB. 243aC. 223a D.26a 8.两条相交直线l 、m 都在平面α内且都不在平面β内.命题甲:l 和m 中至少有一条与β相交,命题乙:平面α与β相交,则甲是乙的什么条件 ( )A.充分不必要B.必要不充分C.充要D.不充分不必要二、思维激活9.如果一条直线上有一个点不在平面上,则这条直线与这个平面的公共点最多有 个.10.不重合的三个平面把空间分成n 个部分,则n 的可能值为 .11.四条线段首尾相连,它们最多确定平面的个数是 .12.与空间不共面四点距离相等的平面为 个.13.四边形ABCD 中,AB =BC =CD =DA =BD =1,则成为空间四面体时,AC 的取值范围是 .三、能力提高14.如图,已知l 1∥l 2∥l 3,l ∩l 1=A,l ∩l 2=B,l ∩l 3=C .求证:l 1、l 2、l 3、l 共面.第14题图15.四个点不共面,证明它们中任何三点都不在同一条直线上.它的逆命题正确吗 已知:A 、B 、C 、D 是不共面四点.求证:它们中任何三点都不共线.16.已知△ABC 的三个顶点都不在平面α上,它的三边AB 、AC 、BC 的延长线交平面α于P 、R 、Q 三点.求证:P 、R 、Q 三点共线.17.已知空间四边形ABCD ,E 、H 分别是边AB 、AD 的中点,F 、G 分别是边BC 、CD 上的点,且32==CD CG CB CF .求证:直线EF 、GH 、AC 交于一点.18.已知直线a,b,c ,其中b,c 为异面直线,试就a 与b,c 的不同位置关系,讨论可以确定平面的情况.第1课 平面的概念与性质习题解答C 24C 13+C 23C 13+2=32. 排除法.有三个交点或只有一个交点.②③错在条件不充分.分有三点共线和只有两点共线两类.第17题图根据平面图形斜二测直观图的画法,所求平面图形为四边形,由“横不变”知,四边形为梯形,且上底边长为1.容易求得下底边长为1+2,由直观图的底角为45°知这个梯形为直角梯形.再由“竖取半”知,直腰长为2,∴S=2211++·2=2+2. 按斜二测画法还原.充分性根据公理2进行判断,必要性用反证法得到证明.公共点最多1个,否则直线在平面内,得知直线上所有的点在平面内.,6,7,8.个 可确定C 24-2=4个.个 这四点构成一个四面体,当平面平行于四个面中某一个面时有四个;当平面平行于三对异面直线时有三个.13.(0,3) AC>0,ABCD 为菱形时AC =3.14.由l 1∥l 2,知l 1与l 2确定一个平面α,同理l 2、l 3确定一个平面β,由A ∈l 1,l 1α,知A ∈α,同理B ∈α,又A 、B ∈l ,故l α,同理l β.由上知l ∩l 2=B,且l 、l 2α,l 、l 2β,因两相交直线l 、l 2确定一个平面,故α与β重合,所以l 1、l 2、l 3、l 共面.15.证明:假设其中有三点共线,如A 、B 、C 在同一直线a 上,点D ∉a .∴点D 和a 可确定一平面α,∴A 、B 、C 、D ∈α.与A 、B 、C 、D 不共面矛盾.逆命题是:如果四点中任何三点都不共线,那么这四点不共面.逆命题不正确.16.如图,∵AP ∩AR =A ,∴AP 与AR 确定平面APR又P 、R ∈α,∴α∩平面APR =PR .又B ∈平面APR ,C ∈平面APR ,∴BC 平面APR ,即Q ∈平面APR .又Q ∈α,∴Q ∈α∩平面APR =PR .∴P 、Q 、R 三点共线.点评:欲证三点共线,可以证明某点在经过其余两点的直线上即可.17.∵E 、H 分别是AB 、AD 的中点,∴EH ∥BD ,EH =21BD , ∵F 、G 分别是边BC 、CD 上的点,且32==CD CG CB CF , ∴EH ∥FG ,EH ≠FG ,∴四边形EFGH 为梯形,则EF 与GH 必相交,设交点为P .∵EF 平面ABC ,∴P ∈平面ABC .又P ∈平面DAC ,平面BAC ∩平面DAC =AC .故P ∈AC ,即EF 、GH 、AC 交于一点P .18.(1)若a 与b,c 都相交,a 与b ,a 与c 都能确定平面,故可确定两个平面.(2)若a 与b ,c 之一相交,不妨设a 与b 相交.①a ∥c ,a 与b ,a 与c 都可确定平面故可确定两个平面.②a 与c 不平行,只a 与b 确定平面,故可确定一个平面.(3)若a 与b ,c 都不相交. 第16题图解①若a与b,c之一平行,不妨设a与b平行,只a与b可确定平面,故确定一个平面.②若a与b,c都不平行,又因为都不相交,故不能确定平面.点评:此题应用启发、引导、归纳法讲解,这样才能达到使学生建立空间概念,加强严密的逻辑思维,并达到复习,巩固“分类讨论”的思想方法.本资料来源于《七彩教育网》。
平⾯基本性质习题平⾯的基本性质年级__________ 班级_________ 学号_________ 姓名__________ 分数____⼀、选择题(共18题,题分合计90分)1.公理1⽤符号表⽰,正确的是A.A ∈a ,B ∈a ,且A ∈α,B ∈α,则a ∈αB.A ∈a ,B ∈a ,且A ∈α,B ∈α,则a ?αC.A ∈a ,B ∈a ,则a ?αD.A ∈α,B ∈α,则a ?α2.设有如下三个命题:甲:相交的直线l ,m 都在平⾯α内,并且都不在平⾯β内; ⼄:直线l ,m 中⾄少有⼀条与平⾯β相交;丙:平⾯α与平⾯β相交. 当甲成⽴时A.⼄是丙的充分⽽不必要条件B.⼄是丙的必要⽽不充分条件C.⼄是丙的充分且必要条件D.⼄既不是丙的充分条件⼜不是丙的必要条件3.已知平⾯α与平⾯β相交,a 是α内的⼀条直线,则A.在β内必存在与a 平⾏的直线B.在β内必存在与a 垂直的直线 C.在β内必不存在与a 平⾏的直线 D.在β内不⼀定存在与a 垂直的直线4."三条直线a,b,c两两相交于不同三点A?B?C"是"这三条直线a,b,c共⾯"的A.充分⽽不必要条件B.必要⽽不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件5.在空间中,下列命题正确的是A.三点确定⼀个平⾯B.四边形⼀定是平⾯图形C.三条平⾏的直线共⾯D.梯形是平⾯图形6.a,b,c是空间三条直线,有下⾯4个命题:①如果a⊥b,b⊥c,则a∥c;②如果a、b是异⾯直线,b、c是异⾯直线,则a、c也是异⾯直线;③如果a和b相交,b和c相交,则a与c也相交;④如果a和b共⾯,b和c共⾯,则a与c也共⾯.其中正确命题的个数是A.3B.2C.1D.07.有三点不在⼀条直线上的四个点,能确定平⾯的最多个数是A.⼀个B.四个C.六个D.⽆穷多个8.任意三点不在⼀条直线上的四个点,能确定平⾯的最多个数是A.⼀个B.四个C.六个D.⽆穷多个9.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直线平⾏D.直线AB与CD必相交10.给出下列四个命题:①空间四点共⾯,则其中必有三点共线②空间四点不共⾯,则其中任何三点不共线③空间四点中存在三点共线,则此四点共⾯④空间四点中任何三点不共线,则此四点不共⾯其中正确的有()A.②和③B.①②③C.①和②D.②③④11.空间三个平⾯两两相交,那么A.不可能有且只有两条交线B.必相交于⼀点C.必相交于⼀条直线D.必相交于三条平⾏直线12.直线a、b、c两两平⾏,但不共⾯,经过其中2条直线的平⾯的个数为A.1个B.3个C.0个D.6个13.下⾯四个命题中,真命题的个数为①如果两个平⾯有三个公共点,那么这两个平⾯重合②两条直线可以确定⼀个平⾯③若M∈α,M∈β,α∩β=l,则M∈l④空间中,相交于同⼀点的三直线在同⼀平⾯内A.1B.2C.3D.414.下列推理错误的是A.A∈a,A∈β,B∈a,B∈β?a?βB.M∈α,M∈β,N∈α,N∈β?A∩β=直线MNC.l?α,A∈l?A?αD.A、B、C∈α,A、B、C∈β,且A、B、C不共线?α与β重合α内,那么与此命题不等价的命题是15.已知命题,直线l上两点A、B在平⾯A.l?αB.平⾯α通过直线lC.直线l上只有这两个点在α内D.直线l上所有点都在α内16.根据下列条件,画出图形(1)平⾯α∩平⾯β=l,直线AB?α,AB∥l,E∈AB,直线EF∩β=F,F?l(2)平⾯α∩平⾯β=a,△ABC的三个顶点满⾜条件,A∈a,B∈α,B?a,C∈β,C?a.17.下⾯的三个命题:①四边相等的四边形是菱形②两组对边分别相等的四边形是平⾏四边形③若四边形有⼀组对⾓都是直⾓,则这四边形是圆的内接四边形其中正确的个数是A.1个B.2个C.3个D.⼀个也不正确18.如图,ABCD-A1B1C1D1是长⽅体,O是B1D1的中点,直线A1C交平⾯AB1D1于点M,则下列结论错误的是A.A、M、O三点共线B.A、M、O、A1四点共⾯C.A、O、C、M四点共⾯D.B、B1、O、M四点共⾯⼆、填空题(共6题,题分合计24分)1.经过三点的平⾯的个数为___________个.β,点E∈AB,点F∈BC,点G∈CD,点H∈DA,若直线EH∩直线FG=2.直线AB、AD ?α,直线CB、CD?M,则点M在______上.3.两两平⾏的三条直线,最多可以确定________个平⾯,⽽两两相交的三条直线最多可以确定_______个平⾯.4.已知α∩β=l,m?α,n?β,m∩n=P,则点P与直线l的位置关系⽤相应的符号表⽰为________.5.顺次连结空间四边形的各边中点所得四边形是_________.6.⼀个平⾯把空间分成______部分,两个平⾯把空间分成____或____部分,三个平⾯把空间分成_____或_____或_____或_____部分.三、解答题(共21题,题分合计168分)1.正⽅体ABCD-A1B1C1D1的棱长为8cm,M、N、P分别是AB、A1D1、BB1的中点,(1)画出过M、N、P三点的平⾯与平⾯A1B1C1D1的交线,以及与平⾯BB1C1C的交线.(2)设过M、N、P三点的平⾯与B1C1交于点Q,求PQ的长.2.求证空间四边形各中点的连线共⾯.3.如图,α∩β=BC,A∈α,D∈β,E、F、G、H分别是AB、AC、DB、CD上的点,若EF∩GH=P,则P点必在直线BC上.4.过直线l 外⼀点P 引两条直线P A 、PB 和直线l 分别相交于A 、B 两点,求证:三条直线P A 、PB 、l 共⾯.5.已知空间四点A 、B 、C 、D 不在同⼀平⾯内,求证:直线AB 和CD 既不相交也不平⾏.6.已知直线a 、b 、c 两两相交且不共⾯,求证:a 、b 、c 相交于⼀点.7.已知α∩β=a ,直线m ?α,n ?β,且a ∩m =M ,a ∩n =N ,M ?N 不重合,问m 与n 能否平⾏?证明你的结论? 8.如图,AD ∩平⾯α=B ,AE ∩平⾯α=C ,请画出直线DE 与平⾯α的交点P ,并指出点P 与直线BC 的位置关系.9.已知直线l 经过平⾯α外⼀点A ,求证:直线l 不在平⾯α内.10.空间四边形ABCD 的四边AB 、BC 、CD 、DA 上各有⼀点P 、Q 、R 、S ,且直线PS 与QR 交于K ,求证:B 、D 、K 共线.11.已知ABCD 是空间四边形,E 、H 分别是AB 、AD 的中点,F 、G 分别是边CB 、CD 上的点且32==CD CG CB CF ,求证:EF 、GH 、CA 共点.12.⼀条直线与三条平⾏直线都相交,求证:这四条直线共⾯.13.如图,△ABC 在平⾯α外,它的三边所在的直线分别交平⾯α于P 、Q 、R ,求证:P 、Q、R 三点共线14.三个平⾯α、β、γ两两相交于三条直线,即α∩β=c ,β∩γ=A ,γ∩α=b ,已知直线a 和b 不平⾏.求证:a 、b 、c 三条直线必过同⼀点.15.已知四条直线a 、b 、c 、d 两两相交,但四线不共点,求证:a 、b 、c 、d 共⾯.16.已知三个平⾯两两相交,有三条交线,求证:这三条交线交于⼀点或互相平⾏.17.如图,在棱长为a的正⽅体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分别是AA1,D1C1的中点,过D、M、N三点的平⾯与正⽅体的下底⾯相交于直线l.(1)画出l的位置.(2)设l∩A1B1=P,求PB1的长.(3)求D1到l的距离.18.如图,H是锐⾓△ABC的垂⼼,PH⊥平⾯ABC,若∠BPC=90°.求证:∠BP A=90°,∠APC=90°19.PD垂直于□ABCD所在平⾯,PB⊥AC,且P A⊥AB.求证:(1)ABCD是正⽅形;(2)PC⊥BC.20.n条直线中的任意三条直线均共⾯,求证:这n条直线均在同⼀个平⾯内.21.如图,正⽅体的棱长为4cm,M、N分别是A1B1和CC1的中点.(1)画出过点D、M、N的平⾯与平⾯BB1C1C及平⾯AA1B1B的两条交线;(2)设过D、M、N三点的平⾯与B1C1交于P,求PM+PN的值.平⾯的基本性质答案⼀、选择题(共18题,合计90分)1.6168答案:B2.5610答案:C3.5629答案:B4.5715答案:A5.5800答案:D6.5806答案:D7.6148答案:B8.6151答案:B9.6155答案:B10.6164答案:A11.6165答案:A12.6172答案:B13.6185答案:A14.6187答案:C15.6190答案:C16.6428答案:17.6489答案:D18.6169答案:D⼆、填空题(共6题,合计24分)1.6157答案:⼀或⽆数2.6173答案:BD3.6191答案:3,34.6195答案:P ∈l5.6488答案:平⾏四边形6.6194答案:2 3 4 4 6 7 8三、解答题(共21题,合计168分)1.6437答案:PQ =10342121=+Q B P B (cm )2.6160答案:见注释3.6161答案:见注释4.6198答案:见注释5.6211答案:见注释6.6425答案:见注释7.6429答案:不平⾏8.6434答案:见注释9.6436答案:见注释 10.6176答案:见注释 11.6182答案:见注释 12.6199答案:见注释 13.6202答案:见注释 14.6203答案:见注释 15.6205答案:见注释 16.6208答案:见注释17.6212答案:(2)PB 1=a -4a =a43.(3)D 1到l 的距离为17172a .18.6215答案:见注释 19.6216答案:见注释 20.6179答案:见注释21.6183答案:PM +PN =313210+。
平面的基本性质一、知识梳理 一)平面1.特征:①无限延展 ②平的(没有厚度) ,平面是抽象出来的,只能描述,如平静的湖面,不能定义.一个平面把空间分成两部分,一条直线把平面分成两部分.2.表示:一般用一个希腊字母α、β、γ……来表示,还可用平行四边形的对角顶点的字母来表示如:平面α,平面AC 等.3.画法:通常画平行四边形来表示平面(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45 ,横边画成邻边的2倍长,如图1(1).(2)直线与平面相交,如图1(2)、(3),:(3)两个相交平面:画两个相交平面时,先定位,后交线,邻边依次添,若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(如图2).4.点、线、面的基本位置关系如下表所示:b A =a βαB AβBAαβBAααβa图 2A(1aαa α⊂ 直线a 在平面α内. aα a α=∅ 直线a 与平面α无公共点. aAα a A α=直线a 与平面α交于点A .l αβ=平面α、β相交于直线l .点可看成元素,直线和平面可看成集合,符号“∈”只能用于点与直线,点与平面的关系,“⊂”和“ ”的符号只能用于直线与直线、直线与平面、平面与平面的关系,虽然借用于集合符号,但在读法上仍用几何语言. 例1、将下列符号语言转化为图形语言:(1)A α∈,B β∈,A l ∈,B l ∈; (2)a α⊂,b β⊂,//a c ,b c p =,c αβ=.说明:画图的顺序:先画大件(平面),再画小件(点、线). 例2、将下列文字语言转化为符号语言: (1)点A 在平面α内,但不在平面β内; (2)直线a 经过平面α外一点M ;(3)直线l 在平面α内,又在平面β内.(即平面α和β相交于直线l .)例3、在平面α内有,,A O B 三点,在平面β内有,,B O C 三点,试画出它们的图形.二)三条公理人们经过长期的观察和实践,把平面的三条基本性质归纳成三条公理. 公理1如果一条直线的两点在一个平面内,那么这条直线上的所有点都在这个平面内.BA α应用: ①判定直线在平面内;②判定点在平面内.模式:a A A a αα⊂⎧⇒∈⎨∈⎩.公理2如果两个平面有一个公共点,那么它们还有其他公共点,且所有这些公共点的集合是一条过这个公共点的直线.应用:①确定两相交平面的交线位置;②判定点在直线上.指出:今后所说的两个平面(或两条直线),如无特殊说明,均指不同的平面(直线). 公理3经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面.应用:①确定平面;②证明两个平面重合.实例:(1)门:两个合页,一把锁;(2)摄像机的三角支架;(3)自行车的撑脚. 例4、判断下列命题是否正确。
平面的基本性质年级__________ 班级_________ 学号_________ 姓名__________ 分数____一、选择题(共18题,题分合计90分)1.公理1用符号表示,正确的是A.A ∈a ,B ∈a ,且A ∈α,B ∈α,则a ∈αB.A ∈a ,B ∈a ,且A ∈α,B ∈α,则a ⊂αC.A ∈a ,B ∈a ,则a ⊂αD.A ∈α,B ∈α,则a ⊂α2.设有如下三个命题:甲:相交的直线l ,m 都在平面α内,并且都不在平面β内; 乙:直线l ,m 中至少有一条与平面β相交;丙:平面α与平面β相交. 当甲成立时A.乙是丙的充分而不必要条件B.乙是丙的必要而不充分条件C.乙是丙的充分且必要条件D.乙既不是丙的充分条件又不是丙的必要条件3.已知平面α与平面β相交,a 是α内的一条直线,则A.在β内必存在与a 平行的直线B.在β内必存在与a 垂直的直线 C.在β内必不存在与a 平行的直线 D.在β内不一定存在与a 垂直的直线4."三条直线a,b,c两两相交于不同三点A、B、C"是"这三条直线a,b,c共面"的A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件5.在空间中,下列命题正确的是A.三点确定一个平面B.四边形一定是平面图形C.三条平行的直线共面D.梯形是平面图形6.a,b,c是空间三条直线,有下面4个命题:①如果a⊥b,b⊥c,则a∥c;②如果a、b是异面直线,b、c是异面直线,则a、c也是异面直线;③如果a和b相交,b和c相交,则a与c也相交;④如果a和b共面,b和c共面,则a与c也共面.其中正确命题的个数是A.3B.2C.1D.07.有三点不在一条直线上的四个点,能确定平面的最多个数是A.一个B.四个C.六个D.无穷多个8.任意三点不在一条直线上的四个点,能确定平面的最多个数是A.一个B.四个C.六个D.无穷多个9.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直线平行D.直线AB与CD必相交10.给出下列四个命题:①空间四点共面,则其中必有三点共线②空间四点不共面,则其中任何三点不共线③空间四点中存在三点共线,则此四点共面④空间四点中任何三点不共线,则此四点不共面其中正确的有()A.②和③B.①②③C.①和②D.②③④11.空间三个平面两两相交,那么A.不可能有且只有两条交线B.必相交于一点C.必相交于一条直线D.必相交于三条平行直线12.直线a、b、c两两平行,但不共面,经过其中2条直线的平面的个数为A.1个B.3个C.0个D.6个13.下面四个命题中,真命题的个数为①如果两个平面有三个公共点,那么这两个平面重合②两条直线可以确定一个平面③若M∈α,M∈β,α∩β=l,则M∈l④空间中,相交于同一点的三直线在同一平面内A.1B.2C.3D.414.下列推理错误的是A.A∈a,A∈β,B∈a,B∈β⇒a⊂βB.M∈α,M∈β,N∈α,N∈β⇒A∩β=直线MNC.l⊄α,A∈l⇒A∉αD.A、B、C∈α,A、B、C∈β,且A、B、C不共线⇒α与β重合α内,那么与此命题不等价的命题是15.已知命题,直线l上两点A、B在平面A.l⊂αB.平面α通过直线lC.直线l上只有这两个点在α内D.直线l上所有点都在α内16.根据下列条件,画出图形(1)平面α∩平面β=l,直线AB⊂α,AB∥l,E∈AB,直线EF∩β=F,F∉l(2)平面α∩平面β=a,△ABC的三个顶点满足条件,A∈a,B∈α,B∉a,C∈β,C∉a.17.下面的三个命题:①四边相等的四边形是菱形②两组对边分别相等的四边形是平行四边形③若四边形有一组对角都是直角,则这四边形是圆的内接四边形其中正确的个数是A.1个B.2个C.3个D.一个也不正确18.如图,ABCD-A1B1C1D1是长方体,O是B1D1的中点,直线A1C交平面AB1D1于点M,则下列结论错误的是A.A、M、O三点共线B.A、M、O、A1四点共面C.A、O、C、M四点共面D.B、B1、O、M四点共面二、填空题(共6题,题分合计24分)1.经过三点的平面的个数为___________个.β,点E∈AB,点F∈BC,点G∈CD,点H∈DA,若直线EH∩直线FG=2.直线AB、AD ⊂α,直线CB、CD⊂M,则点M在______上.3.两两平行的三条直线,最多可以确定________个平面,而两两相交的三条直线最多可以确定_______个平面.4.已知α∩β=l,m⊂α,n⊂β,m∩n=P,则点P与直线l的位置关系用相应的符号表示为________.5.顺次连结空间四边形的各边中点所得四边形是_________.6.一个平面把空间分成______部分,两个平面把空间分成____或____部分,三个平面把空间分成_____或_____或_____或_____部分.三、解答题(共21题,题分合计168分)1.正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为8cm,M、N、P分别是AB、A1D1、BB1的中点,(1)画出过M、N、P三点的平面与平面A1B1C1D1的交线,以及与平面BB1C1C的交线.(2)设过M、N、P三点的平面与B1C1交于点Q,求PQ的长.2.求证空间四边形各中点的连线共面.3.如图,α∩β=BC,A∈α,D∈β,E、F、G、H分别是AB、AC、DB、CD上的点,若EF∩GH=P,则P点必在直线BC上.4.过直线l 外一点P 引两条直线P A 、PB 和直线l 分别相交于A 、B 两点,求证:三条直线P A 、PB 、l 共面.5.已知空间四点A 、B 、C 、D 不在同一平面内,求证:直线AB 和CD 既不相交也不平行.6.已知直线a 、b 、c 两两相交且不共面,求证:a 、b 、c 相交于一点.7.已知α∩β=a ,直线m ⊂α,n ⊂β,且a ∩m =M ,a ∩n =N ,M 、N 不重合,问m 与n 能否平行?证明你的结论? 8.如图,AD ∩平面α=B ,AE ∩平面α=C ,请画出直线DE 与平面α的交点P ,并指出点P 与直线BC 的位置关系.9.已知直线l 经过平面α外一点A ,求证:直线l 不在平面α内.10.空间四边形ABCD 的四边AB 、BC 、CD 、DA 上各有一点P 、Q 、R 、S ,且直线PS 与QR 交于K ,求证:B 、D 、K共线.11.已知ABCD 是空间四边形,E 、H 分别是AB 、AD 的中点,F 、G 分别是边CB 、CD 上的点且32==CD CG CB CF ,求证:EF 、GH 、CA 共点.12.一条直线与三条平行直线都相交,求证:这四条直线共面.13.如图,△ABC 在平面α外,它的三边所在的直线分别交平面α于P 、Q 、R ,求证:P 、Q、R 三点共线14.三个平面α、β、γ两两相交于三条直线,即α∩β=c ,β∩γ=A ,γ∩α=b ,已知直线a 和b 不平行.求证:a 、b 、c 三条直线必过同一点.15.已知四条直线a 、b 、c 、d 两两相交,但四线不共点,求证:a 、b 、c 、d 共面.16.已知三个平面两两相交,有三条交线,求证:这三条交线交于一点或互相平行.17.如图,在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分别是AA1,D1C1的中点,过D、M、N三点的平面与正方体的下底面相交于直线l.(1)画出l的位置.(2)设l∩A1B1=P,求PB1的长.(3)求D1到l的距离.18.如图,H是锐角△ABC的垂心,PH⊥平面ABC,若∠BPC=90°.求证:∠BP A=90°,∠APC=90°19.PD垂直于□ABCD所在平面,PB⊥AC,且P A⊥AB.求证:(1)ABCD是正方形;(2)PC⊥BC.20.n条直线中的任意三条直线均共面,求证:这n条直线均在同一个平面内.21.如图,正方体的棱长为4cm,M、N分别是A1B1和CC1的中点.(1)画出过点D、M、N的平面与平面BB1C1C及平面AA1B1B的两条交线;(2)设过D、M、N三点的平面与B1C1交于P,求PM+PN的值.平面的基本性质答案一、选择题(共18题,合计90分)1.6168答案:B2.5610答案:C3.5629答案:B4.5715答案:A5.5800答案:D6.5806答案:D7.6148答案:B8.6151答案:B9.6155答案:B10.6164答案:A11.6165答案:A12.6172答案:B13.6185答案:A14.6187答案:C15.6190答案:C16.6428答案:17.6489答案:D18.6169答案:D二、填空题(共6题,合计24分)1.6157答案:一或无数2.6173答案:BD3.6191答案:3,34.6195答案:P ∈l5.6488答案:平行四边形6.6194答案:2 3 4 4 6 7 8三、解答题(共21题,合计168分)1.6437答案:PQ =10342121=+Q B P B (cm )2.6160答案:见注释3.6161答案:见注释4.6198答案:见注释5.6211答案:见注释6.6425答案:见注释7.6429答案:不平行8.6434答案:见注释9.6436答案:见注释 10.6176答案:见注释 11.6182答案:见注释 12.6199答案:见注释 13.6202答案:见注释 14.6203答案:见注释 15.6205答案:见注释 16.6208答案:见注释17.6212答案:(2)PB 1=a -4a =a43.(3)D 1到l 的距离为17172a .18.6215答案:见注释 19.6216答案:见注释 20.6179答案:见注释21.6183答案:PM +PN =313210+。