高中数学必修二直线与平面平行判定与性质
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一、空间几何体的表面积1棱柱、棱锥的表面积:各个面面积之和2 圆柱的表面积3 圆锥的表面积2r rl S ππ+=4 圆台的表面积22R Rl r rl S ππππ+++=5 球的表面积24R S π=二、空间几何体的体积1柱体的体积 h S V ⨯=底2锥体的体积 h S V ⨯=底313台体的体积 hS S S S V ⨯++=)31下下上上( 4球体的体积 334R V π=三、直线、平面平行的判定与性质1、直线与平面平行的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, 用符号表示为a ⊄α,b ⊂α,且a ∥b ⇒a ∥α。
(1)运用直线与平面平行的判定定理时,必须具备三个条件: ①平面外一条直线;②平面内一条直线;③两条直线相互平行.(2)直线与平面平行的判定定理的关键是证明两直线平行,证两直线平行是平面几何的问题,所以该判定定理体现了空间问题平面化的思想.(3)判定直线与平面平行有以下方法:一是判定定理;二是线面平行定义;三是面面平行的性质定理.【例1】 如右图所示,已知P 、Q 是单位正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1的面A 1B 1BA 和面ABCD 的中心.求证:PQ ∥平面BCC 1B 1.证:如右图,取B 1B 中点E ,BC 中点F ,连结PE 、QF 、EF , ∵△A 1B 1B 中,P 、E 分别是A 1B 和B 1B 的中点, ∴PE12A 1B 1.同理QF 12AB .又A 1B 1AB ,∴PE QF .∴四边形PEFQ 是平行四边形. ∴PQ ∥EF .又PQ ⊄平面BCC 1B 1,EF ⊂平面BCC 1B 1, ∴PQ ∥平面BCC 1B 1.222r rl S ππ+=2、平面与平面平行的判定定理一个平面内的两条相交直线与另一个平面相交直线,则这两个平面平行.用符号表示为:a ⊂β,b ⊂β,a∩b=P ,a ∥α,b ∥α⇒β∥α(1)运用判定定理证明平面与平面平行时,两直线是相交直线这一条件是关键,缺少这一条件则定理不一定成立.(2)证明面与面平行常转化为证明线面平行,而证线面平行又转化为证线线平行,逐步由空间转化到平面.(3)证明平面与平面平行的方法有:判定定理、线面垂直的性质定理、定义. (4)平面与平面的平行也具有传递性.【例2】 如右图所示,正三棱柱ABC —A 1B 1C 1各棱长为4,E 、F 、G 、H 分别是AB 、AC 、A 1C 1、A 1B 1的中点, 求证:平面A 1EF ∥平面BCGH .思晨分析:本题证面面平行,可证明平面A 1EF 内的两条相交直线分别与平面BCGH 平行,然后根据面面平行的判定定理即可证明. 证明:△ABC 中,E 、F 分别为AB 、AC 的中点, ∴EF ∥BC .又∵EF ⊄ 平面BCGH ,BC ⊂平面BCGH , ∴EF ∥平面BCGH .又∵G 、F 分别为A 1C 1,AC 的中点,∴A 1G FC .∴四边形A 1FCG 为平行四边形. ∴A 1F ∥GC .又∵A 1F ⊄平面BCGH ,CG ⊂平面BCGH , ∴A 1F ∥平面BCGH . 又∵A 1F ∩EF =F ,∴平面A 1EF ∥平面BCGH .3、直线与平面平行的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。
第四节 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(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 ∥b⎣⎢⎡⎦⎥⎤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⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤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ABCA1B1C1中,点M,N分别为线段A1B,AC1的中点.求证:MN∥平面BB1C1C.[证明]如图,连接A1C.在直三棱柱ABCA1B1C1中,侧面AA1C1C为平行四边形.又因为N为线段AC1的中点,所以A1C与AC1相交于点N,即A1C经过点N,且N为线段A1C的中点.因为M为线段A1B的中点,所以MN∥BC.又因为MN⊄平面BB1C1C,BC⊂平面BB1C1C,所以MN∥平面BB1C1C.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P ABCD 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 =CD AB ,∴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=8.10.(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.。
2.2.直线、平面平行的判定及其性质2.2.1 直线与平面平行的判定●知识梳理1、直线与平面平行的判定定理: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,则线面平行。
符号表示:a αb β => a∥αa∥b●知能训练一.选择题1.已知m,n是两条不同直线,α,β,γ是三个不同平面,下列命题中正确的是()A.若m∥α,n∥α,则m∥n B.若α⊥γ,β⊥γ,则α∥βC.若m∥α,m∥β,则α∥βD.若m⊥α,n⊥α,则m∥n2.若直线l不平行于平面α,且l⊄α,则()A.α内存在直线与l异面B.α内存在与l平行的直线C.α内存在唯一的直线与l平行D.α内的直线与l都相交3.如图,M是正方体ABCD-A1B1C1D1的棱DD1的中点,给出下列命题①过M点有且只有一条直线与直线AB、B1C1都相交;②过M点有且只有一条直线与直线AB、B1C1都垂直;③过M点有且只有一个平面与直线AB、B1C1都相交;④过M点有且只有一个平面与直线AB、B1C1都平行.其中真命题是()A.②③④B.①③④C.①②④D.①②③4.正方体ABCD-A1B1C1D1中M,N,Q分别是棱D1C1,A1D1,BC的中点.P在对角线BD1上,且BP=BD1,给出下面四个命题:(1)MN∥面APC;(2)C1Q∥面APC;(3)A,P,M三点共线;(4)面MNQ∥面APC.正确的序号为()A.(1)(2)B.(1)(4)C.(2)(3)D.(3)(4)5.在正方体ABCD-A1B1C1D1的各个顶点与各棱中点共20个点中,任取两点连成直线,所连的直线中与A1BC1平行的直线共有()A.12条B.18条C.21条D.24条6.直线a∥平面α,P∈α,那么过P且平行于a的直线()A.只有一条,不在平面α内B.有无数条,不一定在平面α内C.只有一条,且在平面α内D.有无数条,一定在平面α内7.如果直线a∥平面α,那么直线a与平面α内的()A.一条直线不相交B.两条直线不相交C.无数条直线不相交D.任意一条直线不相交8.如图在正方体ABCD-A1B1C1D1中,与平面AB1C平行的直线是()A.DD1B.A1D1C.C1D1D.A1D9.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,点D为AC的中点,点D1是A1C1上的一点,若BC1∥平面AB1D1,则等于()A.1/2B.1 C.2 D.310.下面四个正方体图形中,A、B为正方体的两个顶点,M、N、P分别为其所在棱的中点,能得出AB∥平面MNP的图形是()A.①②B.①④C.②③D.③④11.如图,正方体的棱长为1,线段B′D′上有两个动点E,F,EF=,则下列结论中错误的是()A.AC⊥BEB.EF∥平面ABCDC.三棱锥A-BEF的体积为定值D.异面直线AE,BF所成的角为定值二.填空题12.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G,H,M分别是棱AD,DD1,D1A1,A1A,AB的中点,点N在四边形EFGH的四边及其内部运动,则当N只需满足条件时,就有MN⊥A1C1;当N只需满足条件时,就有MN∥平面B1D1C.13.如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,点E为AD的中点,点F在CD上,若EF∥平面AB1C,则线段EF的长度等于.三.解答题14.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱AA1⊥底面ABC,AB⊥BC,D为AC的中点,AA1=AB=2.(1)求证:AB 1∥平面BC1D;(2)若BC=3,求三棱锥D-BC1C的体积.2.2.2 平面与平面平行的判定●知识梳理1、两个平面平行的判定定理:一个平面内的两条交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行。
8.5.2直线与平面平行考点学习目标核心素养直线与平面平行的判定理解直线与平面平行的定义,会用图形语言、文字语言、符号语言准确描述直线与平面平行的判定定理,会用直线与平面平行的判定定理证明一些空间线面位置关系直观想象、逻辑推理直线与平面平行的性质理解并能证明直线与平面平行的性质定理,明确定理的条件,能利用直线与平面平行的性质定理解决有关的平行问题直观想象、逻辑推理问题导学预习教材P135-P138的内容,思考以下问题:1.直线与平面平行的判定定理是什么?2.直线与平面平行的性质定理是什么?1.直线与平面平行的判定定理文字语言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符号语言a⊄α,b⊂α,且a∥b⇒a∥α图形语言用该定理判断直线a和平面α平行时,必须同时具备三个条件:(1)直线a在平面α外,即a⊄α.(2)直线b在平面α内,即b⊂α.(3)两直线a,b平行,即a∥b.2.直线与平面平行的性质定理文字语言一条直线与一个平面平行,如果过该直线的平面与此平面相交,那么该直线与交线平行符号语言a∥α,a⊂β,α∩β=b⇒a∥b图形语言■名师点拨(1)线面平行的性质定理成立的条件有三个:①直线a与平面α平行,即a∥α;②平面α,β相交于一条直线,即α∩β=b;③直线a在平面β内,即a⊂β.以上三个条件缺一不可.(2)定理的作用:①线面平行⇒线线平行;②画一条直线与已知直线平行.(3)定理揭示了直线与平面平行中蕴含着直线与直线平行,即通过直线与平面平行可得到直线与直线平行,这给出了一种作平行线的方法,体现了数学中的转化与化归的思想.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)如果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l上有两点到平面α的距离相等,则l∥平面α.()(3)若直线l与平面α平行,则l与平面α内的任意一条直线平行.()(4)若直线a∥平面α,直线a∥直线b,则直线b∥平面α.()(5)若直线a∥平面α,则直线a与平面α内任意一条直线都无公共点.()答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√能保证直线a与平面α平行的条件是()A.b⊂α,a∥bB.b⊂α,c∥α,a∥b,a∥cC.b⊂α,A,B∈a,C,D∈b,且AC∥BDD.a⊄α,b⊂α,a∥b答案:D如图,在三棱锥S-ABC中,E,F分别是SB,SC上的点,且EF∥平面ABC,则()A.EF与BC相交B.EF∥BCC.EF与BC异面D.以上均有可能解析:选B.因为平面SBC∩平面ABC=BC,又因为EF∥平面ABC,所以EF∥BC.已知l,m是两条直线,α是平面,若要得到“l∥α”,则需要在条件“m⊂α,l∥m”中另外添加的一个条件是________.解析:根据直线与平面平行的判定定理,知需要添加的一个条件是“l⊄α”.答案:l⊄α直线与平面平行的判定如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G分别是BC,CC1,BB1的中点,求证:EF∥平面AD1G.【证明】连接BC1,则由E,F分别是BC,CC1的中点,知EF∥BC1.又AB═∥A1B1═∥D1C1,所以四边形ABC1D1是平行四边形,所以BC1∥AD1,所以EF∥AD1.又EF⊄平面AD1G,AD1⊂平面AD1G,所以EF∥平面AD1G.应用判定定理证明线面平行的步骤上面的第一步“找”是证题的关键,其常用方法有:①空间直线平行关系的传递性法; ②三角形中位线法; ③平行四边形法; ④成比例线段法.[提醒] 线面平行判定定理应用的误区(1)条件罗列不全,最易忘记的条件是“直线在平面外”. (2)不能利用题目条件顺利地找到两平行直线.1.如图,下列正三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,若M ,N ,P 分别为其所在棱的中点,则不能得出AB ∥平面MNP 的是( )解析:选C.在题图A ,B 中,易知AB ∥A 1B 1∥MN ,MN ⊂平面MNP ,AB ⊄平面MNP ,所以AB ∥平面MNP ;在图D 中,易知AB ∥PN ,PN ⊂平面MNP ,AB ⊄平面MNP ,所以AB ∥平面MNP .2.已知有公共边AB 的两个全等的矩形ABCD 和ABEF 不同在一个平面内,P ,Q 分别是对角线AE ,BD 上的点,且AP =DQ .求证:PQ ∥平面CBE .证明:如图,作PM ∥AB 交BE 于点M ,作QN ∥AB 交BC 于点N ,连接MN ,则PM ∥QN ,PM AB =EP EA ,QN CD =BQ BD . 因为EA =BD ,AP =DQ , 所以EP =BQ .又因为AB =CD ,所以PM ═∥QN , 所以四边形PMNQ 是平行四边形, 所以PQ ∥MN .又因为PQ⊄平面CBE,MN⊂平面CBE,所以PQ∥平面CBE.线面平行性质定理的应用如图,P是平行四边形ABCD所在平面外的一点,M是PC的中点,在DM上取一点G,过点G和AP作平面,交平面BDM于GH.求证:AP∥GH.【证明】如图,连接AC,交BD于点O,连接MO.因为四边形ABCD是平行四边形,所以点O是AC的中点.又因为点M是PC的中点,所以AP∥OM.又因为AP⊄平面BDM,OM⊂平面BDM,所以AP∥平面BDM.因为平面P AHG∩平面BDM=GH,AP⊂平面P AHG,所以AP∥GH.如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是平行四边形,且P A=3.F在棱P A上,且AF=1,E在棱PD上.若CE∥平面BDF,求PE∶ED的值.解:过点E作EG∥FD交AP于点G,连接CG,连接AC交BD于点O,连接FO.因为EG∥FD,EG⊄平面BDF,FD⊂平面BDF,所以EG∥平面BDF,又EG∩CE=E,CE∥平面BDF,EG⊂平面CGE,CE⊂平面CGE,所以平面CGE∥平面BDF,又CG⊂平面CGE,所以CG∥平面BDF,又平面BDF∩平面P AC=FO,CG⊂平面P AC,所以FO∥CG.又O为AC的中点,所以F为AG的中点,所以FG=GP=1,即G是PF的中点,又EG∥FD,所以E为PD的中点,所以PE∶ED=1∶1.1.已知b是平面α外的一条直线,下列条件中,可得出b∥α的是()A.b与α内的一条直线不相交B.b与α内的两条直线不相交C.b与α内的无数条直线不相交D.b与α内的所有直线不相交解析:选D.若b与α内的所有直线不相交,即b与α无公共点,故b∥α.2.给出下列命题:①如果一条直线不在平面内,则这条直线就与这个平面平行;②过直线外一点,可以作无数个平面与这条直线平行;③如果一条直线与平面平行,则它与平面内的任何直线平行.其中正确命题的个数为()A.0B.1C.2 D.3解析:选B.①中,直线可能与平面相交,故①错;②是正确的;③中,一条直线与平面平行,则它与平面内的直线平行或异面,故③错.3.三棱台ABC-A1B1C1中,直线AB与平面A1B1C1的位置关系是()A.相交B.平行C.在平面内D.不确定解析:选B.在三棱台ABC-A1B1C1中,AB∥A1B1,AB⊄平面A1B1C1,A1B1⊂平面A1B1C1,所以AB∥平面A1B1C1.4.如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,D是AB的中点.证明:BC1∥平面A1CD.证明:如图,连接AC1交A1C于点F,则F为AC1的中点.又D是AB的中点,连接DF,则DF∥BC1.因为DF⊂平面A1CD,BC1⊄平面A1CD,所以BC1∥平面A1CD.[A基础达标]1.下列选项中,一定能得出直线m与平面α平行的是()A.直线m在平面α外B.直线m与平面α内的两条直线平行C.平面α外的直线m与平面内的一条直线平行D.直线m与平面α内的一条直线平行解析:选C.选项A不符合题意,因为直线m在平面α外也包括直线与平面相交;选项B与D不符合题意,因为缺少条件m⊄α;选项C中,由直线与平面平行的判定定理,知直线m与平面α平行,故选项C符合题意.2.如图,已知S为四边形ABCD外一点,G,H分别为SB,BD上的点,若GH∥平面SCD,则()A.GH∥SAB.GH∥SDC.GH∥SCD.以上均有可能解析:选B.因为GH∥平面SCD,GH⊂平面SBD,平面SBD∩平面SCD=SD,所以GH∥SD,显然GH与SA,SC均不平行,故选B.3.已知直线a∥平面α,a∥平面β,α∩β=b,则a与b()A.相交B.平行C.异面D.共面或异面解析:选B.因为直线a∥α,a∥β,所以在平面α,β中分别有一直线平行于a,不妨设为m,n,所以a∥m,a∥n,所以m∥n.又α,β相交,m在平面α内,n在平面β内,所以m∥β,所以m∥b,所以a∥b.4.在空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA上的点,当BD∥平面EFGH时,下列结论中正确的是()A.E,F,G,H一定是各边的中点B.G,H一定是CD,DA的中点C.BE∶EA=BF∶FC,且DH∶HA=DG∶GCD.AE∶EB=AH∶HD,且BF∶FC=DG∶GC解析:选D.由于BD∥平面EFGH,由线面平行的性质定理,有BD∥EH,BD∥FG,则AE∶EB=AH∶HD,且BF∶FC=DG∶GC.5.若直线l∥平面α,则过l作一组平面与α相交,记所得的交线分别为a,b,c,…,那么这些交线的位置关系为()A.都平行B.都相交且一定交于同一点C.都相交但不一定交于同一点D.都平行或交于同一点解析:选A.因为直线l∥平面α,所以根据直线与平面平行的性质知l∥a,l∥b,l∥c,…,所以a∥b∥c∥…,故选A.6.在正方体ABCD A1B1C1D1中,E、F分別是对角线A1D、B1D1的中点,则正方体6个表面中与直线EF 平行的平面有________________.解析:如图,连接A 1C 1,C 1D , 所以F 为A 1C 1的中点, 在△A 1C 1D 中,EF 为中位线, 所以EF ∥C 1D ,又EF ⊄平面C 1CDD 1, C 1D ⊂平面C 1CDD 1,所以EF ∥平面C 1CDD 1. 同理,EF ∥平面A 1B 1BA .故与EF 平行的平面有平面C 1CDD 1和平面A 1B 1BA . 答案:平面C 1CDD 1和平面A 1B 1BA7.如图,在正方体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________.解析:因为在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =2,所以AC =2 2.又E 为AD 的中点,EF ∥平面AB 1C ,EF ⊂平面ADC ,平面ADC ∩平面AB 1C =AC ,所以EF ∥AC ,所以F 为DC 的中点, 所以EF =12AC = 2.答案: 28.如图,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________.解析:因为EF ∥平面AB 1C ,EF ⊂平面ACD ,平面ACD ∩平面AB 1C =AC ,所以EF ∥AC ,又E 为AD 的中点,AB =2, 所以EF =12AC =12×22+22= 2.答案: 29.如图所示,四棱锥P -ABCD 的底面是边长为1的正方形,E 为PC 的中点,PF =2FD ,求证:BE ∥平面AFC .证明:如图,连接BD ,交AC 于点O ,取PF 的中点G ,连接EG ,ED ,ED 交CF 于点M ,连接MO .在△PCF 中,E ,G 分别为PC ,PF 的中点, 则EG ∥FC .在△EDG 中,MF ∥EG ,且F 为DG 的中点,则M 为ED 的中点. 在△BED 中,O ,M 分别为BD ,ED 的中点, 则BE ∥MO .又MO ⊂平面AFC ,BE ⊄平面AFC ,所以BE ∥平面AFC . 10.如图,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F 分别是棱BC ,C 1D 1的中点,求证:EF ∥平面BDD 1B 1.解:如图,取D 1B 1的中点O ,连接OF ,OB . 因为OF ═∥12B 1C 1,BE ═∥12B 1C 1, 所以OF ═∥BE ,所以四边形OFEB 是平行四边形,所以EF ∥BO . 因为EF ⊄平面BDD 1B 1,BO ⊂平面BDD 1B 1, 所以EF ∥平面BDD 1B 1.[B 能力提升]11.如图所示,在空间四边形ABCD 中,E ,F ,G ,H 分别是AB ,BC ,CD ,DA 上的点,EH ∥FG ,则EH 与BD 的位置关系是( )A.平行B.相交C.异面D.不确定解析:选A.因为EH∥FG,FG⊂平面BCD,EH⊄平面BCD,所以EH∥平面BCD.因为EH⊂平面ABD,平面ABD∩平面BCD=BD,所以EH∥BD.12.已知直线a∥平面α,P∈α,那么过点P且平行于a的直线()A.只有一条,不在平面α内B.有无数条,一定不在α内C.只有一条,一定在α内D.有无数条,一定在α内解析:选C.若这样的直线不只一条,由基本事实4知,这些直线互相平行,这与这些直线都过点P矛盾,因此只有一条.又由直线与平面平行的性质定理知,这条直线一定在α内.13.如图所示,P为矩形ABCD所在平面外一点,矩形对角线的交点为O,M为PB的中点,给出五个结论:①OM∥PD;②OM∥平面PCD;③OM∥平面PDA;④OM∥平面PBA;⑤OM∥平面PBC.其中正确的个数是()A.1 B.2C.3 D.4解析:选C.矩形ABCD的对角线AC与BD交于点O,所以O为BD的中点.在△PBD 中,M是PB的中点,所以OM是△PBD的中位线,所以OM∥PD,又OM⊄平面PCD,且OM⊄平面PDA,所以OM∥平面PCD,且OM∥平面PDA.因为M∈PB,所以OM与平面PBA、平面PBC均相交.14.在如图所示的几何体中,四边形ABCD为平行四边形,∠ACB=90°,EF∥AB,FG∥BC,EG∥AC,AB=2EF,M是线段AD的中点,求证:GM∥平面ABFE.证明:因为EF∥AB,FG∥BC,EG∥AC,∠ACB =90°,所以△ABC ∽△EFG ,∠EGF =90°,由于AB =2EF ,因此BC =2FG .如图,连接AF ,由于FG ∥BC ,FG =12BC ,在▱ABCD 中,M 是线段AD 的中点,则AM ∥BC ,且AM =12BC , 因此FG ∥AM 且FG =AM ,所以四边形AFGM 为平行四边形,因此GM ∥F A .又F A ⊂平面ABFE ,GM ⊄平面ABFE ,所以GM ∥平面ABFE .[C 拓展探究]15.如图,斜三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,点D 1为A 1C 1上的点.当A 1D 1D 1C 1等于何值时,BC 1∥平面AB 1D 1?解:如图,取D 1为线段A 1C 1的中点,此时A 1D 1D 1C 1=1. 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,所以点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,所以OD 1∥BC 1.又因为OD 1⊂平面AB 1D 1,BC 1⊄平面AB 1D 1,所以BC 1∥平面AB 1D 1.所以当A 1D 1D 1C 1=1时,BC 1∥平面AB 1D 1.。
直线、平面平行的判定【学习目标】1.掌握直线与平面平行的判定定理;2.掌握两平面平行的判定定理;3.能熟练应用直线与平面、平面与平面平行的判定定理解决相关问题. 【要点梳理】【高清课堂:线面平行的判定与性质39945 知识讲解1】 要点一、直线和平面平行的判定文字语言:直线和平面平行的判定定理: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,则线面平行.图形语言:符号语言:a α⊄、b α⊂,//a b //a α⇒. 要点诠释:(1)用该定理判断直线a 与平面α平行时,必须具备三个条件: ①直线a 在平面α外,即a α⊄; ②直线b 在平面α内,即b α⊂; ③直线a ,b 平行,即a ∥b .这三个条件缺一不可,缺少其中任何一个,结论就不一定成立. (2)定理的作用将直线和平面平行的判定转化为直线与直线平行的判定,也就是说,要证明一条直线和一个平面平行,只要在平面内找一条直线与已知直线平行即可.要点二、两平面平行的判定文字语言:如果一个平面内有两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行. 图形语言:符号语言:若a α⊂、b α⊂,ab A =,且//a β、//b β,则//αβ.要点诠释:(1)定理中平行于同一个平面的两条直线必须是相交的.(2)定理充分体现了等价转化的思想,即把面面平行转化为线面平行,可概述为:线面平行⇒面面平行.要点三、判定平面与平面平行的常用方法1.利用定义:证明两个平面没有公共点,有时直接证明非常困难,往往采用反证法.2.利用判定定理:要证明两个平面平行,只需在其中一个平面内找两条相交直线,分别证明它们平行于另一个平面,于是这两个平面平行,或在一个平面内找到两条相交的直线分别与另一个平面内两条相交的直线平行.C13.平面平行的传递性:即若两个平面都平行于第三个平面,则这两个平面互相平行. 【典型例题】类型一、直线与平面平行的判定例1.已知AB ,BC ,CD 是不在同一平面内的三条线段,E ,F ,G 分别是AB ,BC ,CD 的中点,求证:AC//平面EFG , BD//平面EFG .【解析】 欲证明AC ∥平面EFG ,根据直线和平面平行的判定定理,只需证明AC 平行于平面EFG 内的一条直线,如右图可知,只需证明AC ∥EF .证明:如右图,连接AC ,BD ,EF ,GF ,EG .在△ABC 中,E ,F 分别是AB ,BC 的中点,∴AC ∥EF , 又AC ⊄平面EFG ,EF ⊂平面EFG , 于是AC ∥平面EFG . 同理可证BD ∥平面EFG .【总结升华】由线面平行的判定定理判定直线与平面平行的顺序是:(1)在平面内寻找直线的平行线;(2)证明这两条直线平行;(3)由判定定理得出结论.例2.已知有公共边AB 的两个全等的矩形ABCD 和ABEF 不在同一个平面内,P 、Q 分别为对角线AE 、BD 上的点,且AP=DQ ,如右图.求证:PQ ∥平面CBE .证明:作PM ∥AB 交BE 于点M ,QN ∥AB 交BC 于点N ,则PM ∥QN .∴PM EP AB EA =,QN BQDC BD=. ∵AP=DQ ,∴EP=BQ . 又∵AB=CD ,EA=BD , ∴PM //QN .∴四边形PMNQ 是平行四边形. ∴PQ ∥MN .综上,PQ ⊄平面CBE ,MN ⊂平面CBE , 又∵PQ ∥MN ,∴PQ ∥平面CBE .【总结升华】证线面平行,需证线线平行,寻找平行线是解决此类问题的关键. 举一反三:【高清课堂:线面平行的判定与性质39945 例1】【变式1】在正方体1111ABCD A B C D -中,1O 是正方形1111A B C D 的中心,求证:1//AO 面1BC D . 证明:如图,取面ABCD 的中心O ,连1OC .11//O C OC ,且11O C OC = ∴四边形11AOC O 是平行四边形11//AO OC ∴,又11OC BDC ⊂平面 ∴1//AO 面1BC D【变式2】如图所示,在正方体1111ABCDA B C D -中,E 、F 分别是棱BC 、11C D 的中点. 求证:EF ∥平面11BDD B .【答案】详见证明【证明】取11D B 的中点O ,连接OF ,OB . ∵OF =1112B C ,BE =1112B C , ∴OF=BE .∴四边形OFEB 是平行四边形, ∴EF ∥BO .∵EF ⊆平面11BDD B , BO 包含于平面11BDD B , ∴EF ∥平面11BDD B .【总结升华】要证明直线和平面平行,只须在平面内找到一条直线和已知直线平行就可以了.注意适当添加辅助线,重视中位线在解题中的应用.【变式3】 如右图所示,在四棱锥P —ABCD 中,底面ABCD 是矩形,PA ⊥平面ABCD ,AP=AB ,BP=BC=2,E ,F 分别是PB ,PC 的中点.(1)证明:EF ∥平面PAD ;(2)求三棱锥E —ABC 的体积V . 【解析】(1)在△PBC 中,E ,F 分别是PB ,PC 的中点,∴EF ∥BC . 又BC ∥AD ,∴EF ∥AD .又∵AD ⊂平面PAD ,EF ⊄平面PAD , ∴EF ∥平面PAD .(2)连接AE ,AC ,EC ,过E 作EG ∥PA 交AB 于点G ,如下图,则EG ⊥平面ABCD ,且12EG PA =.在△PAB 中,AP=AB ,∠PAB=90°,BP=2,∴AP AB ==2EG =.∴11222ABC S AB BC ∆=⋅==∴1113323E ABC ABC V S EG -∆=⋅==. 类型二、平面与平面平行的判定例3.(2016 山东潍坊模拟)如图所示,ABFC —1111A B F C 为正四棱柱,D 为B 上一点,且1A B ∥平面1AC D ,1D 是11B C 的中点,1BC ⊥1AB ,1BC ⊥1A C .求证:平面11A BD ∥平面1AC D .【思路点拨】根据面面平行的判定定理进行证明平面11A BD ∥1AC D 【答案】详见证明【证明】∵1A B ∥平面1AC D , ∴设1A C 的中点为E ,则平面1A BC ∩平面1AC D =ED , ∴1A B ∥ED ; ∵E 是1AC 的中点, ∴D 是BC 的中点, 即11BDC D 为平行四边形, ∴1BD ∥1DC ,11A D ∥AD ,∵1BD ,11A D ⊂平面11A BD ,AD ⊂平面1AC D , ∴平面11A BD ∥平面1AC D【总结升华】利用面面平行的判定定理判定两个平面平行的程序是:(1)在第一个平面内找出(或作出)两条平行于第二个平面的直线;(2)说明这两条直线是相交直线;(3)由判定定理得出结论.例4.如图所示,在正方体1111ABCD A B C D -中,S 是11B D 的中点,E 、F 、G 分别是BC 、DC 和SC 的中点.求证:平面EFG ∥平面11BDD B .【答案】详见证明【证明】如图所示,连接SB ,SD , ∵F 、G 分别是DC 、SC 的中点,∴FG ∥SD .又∵SD 包含于平面11BDD B , FG ⊆平面11BDD B , ∴直线FG ∥平面11BDD B . 同理可证EG ∥平面11BDD B , 又∵EG 包含于平面EFG , FG 包含于平面EFG , EG ∩FG =G ,∴平面EFG ∥平面11BDD B .【总结升华】应用判定定理时,一定要注意“两条相交直线”这一关键性条件,问题最终转化为证明直线和直线的平行.举一反三:【高清课堂:空间面面平行的判定与性质399113例1】 【变式1】点P 是△ABC 所在平面外一点,123,,G G G 分别是△PBC ,△APC ,△ABP 的重心,求证:面123//G G G 面ABC .证明:连32,PG PG ,并延长分别交AB ,AC 于M ,Q ,连MQ .因为32,G G 为重心,所以M ,Q 分别为所在边的中点. 又直线PM ∩PQ =P ,所以直线PM ,PQ 确定平面PMQ , 在△PMQ 中,因为32,G G 为重心,所以323221PG PG G M G Q==,所以23//G G MQ . 因为23G G ⊄面ABC ,MQ ⊂面ABC ,23//G G MQ ,所以23//G G 面ABC 同理13//G G 面ABC ,因为13G G ⊂面123G G G ,23G G ⊂面123G G G ,13233G G G G G =,23//G G 面ABC ,13//G G 面ABC ,所以面123//G G G 面ABC .【变式2】 如右图所示,在三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,点D ,E 分别是BC 与B 1C 1的中点.求证:平面A 1EB ∥平面ADC 1.证明:由棱柱的性质知,B 1C 1//BC ,又D ,E 分别为BC ,B 1C 1的中点,所以C 1E //DB ,则四边形C 1DBE 为平行四边形,因此EB ∥C 1D ,又C 1D ⊂平面ADC 1,EB ⊄平面ADC 1,所以EB ∥平面ADC 1.连接DE ,同理,EB 1//BD ,所以四边形EDBB 1为平行四边形,则ED //B 1B .因为B 1B //A 1A (棱柱的性质),所以ED //A 1A ,则四边形EDAA 1为平行四边形,所以A 1E ∥AD , 又A 1E ⊄平面ADC 1,AD ⊂平面ADC 1,所以A 1E ∥平面ADC 1.由A 1E ∥平面ADC 1,EB ∥平面ADC 1,A 1E ⊂平面A 1EB ,EB ⊂平面A 1EB ,且A 1E ∩EB=E ,所以平面A 1EB ∥平面ADC 1.【变式3】 已知在正方体''''ABCD A B C D -中 ,M ,N 分别是''A D ,''A B 的中点,在该正方体中作出过顶点且与平面AMN 平行的平面,并证明你的结论.【解析】与平面AMN 平行的平面有以下三种情况:下面以上图(1)为例进行证明:证明:∵四边形ABEM 是平行四边形,∴BE ∥AM ,又BE ⊂平面BDE ,AM ⊄平面BDE ,∴AM ∥平面BDE . ∵MN 是'''A B D ∆的中位线,∴//''MN B D ,∵四边形''BDD B 是平行四边形,∴//''BD B D ,∴MN ∥BD , 又BD ⊂平面BDE ,MN ⊄平面BDE ,∴MN ∥平面BDE . 又AM 、MN ⊂平面AMN ,且MN ∩AM=M ,由平面与平面平行的判定定理可得,平面AMN ∥平面BDE .。
2. 2《直线、平面平行的判定及其性质》测试第1题. 已知a αβ=,m βγ=,b γα=,且m α//,求证:a b //.答案:证明:m m m a a b a m b βγααβ=⎫⎫⎪⎪⇒⇒⎬⎬⎪⎪=⇒⎭⎭同理////////.第2题. 已知:b αβ=,a α//,a β//,则a 与b 的位置关系是( )A.a b // B.a b ⊥C.a ,b 相交但不垂直 D.a ,b 异面 答案:A.第4题. 如图,长方体1111ABCD A B C D -中,11E F 是平面11A C 上的线段,求证:11E F //平面AC .答案:证明:如图,分别在AB 和CD 上截取11AE A E =,11DF D F =,连接1EE ,1FF ,EF .∵长方体1AC 的各个面为矩形,11A E ∴平行且等于AE ,11D F 平行且等于DF ,故四边形11AEE A ,11DFF D 为平行四边形.1EE ∴平行且等于1AA ,1FF 平行且等于1DD . 1AA ∵平行且等于1DD ,1EE ∴平行且等于1FF四边形11EFF E 为平行四边形,11E F EF //.EF ⊂∵平面ABCD ,11E F ⊄平面ABCD ,∴11E F //平面ABCD .第5题. 如图,在正方形ABCD 中,BD 的圆心是A ,半径为AB ,BD 是正方形ABCD 的对角线,正方形以AB 所在直线为轴旋转一周.则图中Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三部分旋转所得几何体的体积之比为 . 答案:111∶∶第6题. 如图,正方形ABCD 的边长为13,平面ABCD 外一点P 到正方形各顶点的距离都是13,M ,N 分别是PA ,DB 上的点,且58PM MA BN ND ==∶∶∶.(1) 求证:直线MN //平面PBC ; (2)(1) 答案:证明:连接AN 并延长交BC 于E ,连接PE ,则由AD BC //,得BNNENDAN=.BN PMND MA =∵,NE PM AN MA=∴.MN PE ∴//,又PE ⊂平面PBC ,MN ⊄平面PBC ,∴MN //平面PBC .(2) 解:由13PB BC PC ===,得60PBC ∠=þ; 由58BEBN AD ND ==,知5651388BE =⨯=, 由余弦定理可得918PE =,8713MN PE ==∴.第7题. 如图,已知P 为平行四边形ABCD 所在平面外一点,M 为PB 的中点, 求证:PD //平面MAC .AC 、BD 交点为O ,连接MO ∴PD MO //.∵,MO ⊂平面MAC ,∴PD //平面在正方体ABCD -11C D 的中点,求证:EF //平面1BB 答案:证明:如图,取11D B OF ∵平行且等于1112B C ,BE OF ∴平行且等于BE ,则OFEB EF ∴//BO .EF ⊄∵平面11BB D D ,BO ⊂平面11BB D ∴EF //平面11BB D D .第9题. 如图,在正方体1111ABCD A B C D -中, 试作出过AC 且与直线1D B 平行的截面, 并说明理由.答案:解:如图,连接DB 交AC 于点O , 取1D D 的中点M ,连接MA ,MC ,则截面MAC 即为所求作的截面.MO ∵为1D DB △的中位线,1D B MO ∴//.1D B ⊄∵平面MAC ,MO ⊂平面MAC ,1D B ∴//平面MAC ,则截面MAC 为过AC 且与直线1D B 平行的截面.第10题. 设a ,b 是异面直线,a ⊂平面α,则过b 与α平行的平面( )A.不存在 B.有1个C.可能不存在也可能有1个 D.有2答案:C.第11题. 如图,在正方体1111ABCD A B C D -平面11CD B .答案:证明:111111B B A AB B D D A A D D⎧⎪⇒⎨⎪⎩ ∥ ∥ ∥⇒四边形11BB D D 是平行四边形 ⇒ 111111D B DBDB A BD D B A BD⎧⎪⊂⎨⎪⊄⎩平面平面//⇒111111111D B A BD B C A BD D B B C B⎧⎪⎨⎪=⎩平面同理平面//// ⇒111B CD A BD 平面平面//.第12题. 如图,M 、N 、P 分别为空间四边形ABCD 的边AB ,BC ,CD 上的点,且AM MB CN NB CP PD ==∶∶∶.求证:(1)AC //平面MNP ,BD //平面MNP ; (2)平面MNP 与平面ACD 的交线AC //. 答案:证明:(1)AM CN MN AC MB NBAC MNP AC MNP MN MNP⎫=⇒⎪⎪⊄⇒⎬⎪⊂⎪⎭//平面//平面平面.CN CP PN BD NB PDBD MNP BD MNP PN MNP⎫=⇒⎪⎪⊄⎬⎪⊂⎪⎭//平面//平面平面.(2)MNP ACD PE AC ACD PE AC AC MNP =⎫⎪⊂⇒⎬⎪⎭设平面平面平面//,//平面 MNP ACD AC 即平面与平面的交线//.第13题. 如图,线段AB ,CD 所在直线是异面直线,E ,F ,G ,H 分别是线段AC ,CB ,BD ,DA(1) 求证:EFGH 共面且AB ∥面EFGH ,CD ∥面EFGH ;(2) 设P ,Q 分别是AB 和CD 上任意一点,求证:PQ 被平面EFGH 平分.答案:证明:(1)∵E ,F ,G ,H 分别是AC ,CB ,BD ,DA 的中点.,EH CD ∴//,FG CD //,EH FG ∴//.因此,E ,F ,G ,H 共面. CD EH ∵//,CD ⊄平面EFGH ,EH ⊂平面EFGH , CD ∴//平面EFGH .同理AB //平面EFGH .(2)设PQ 平面EFGH =N ,连接PC ,设PCEF M =.PCQ △所在平面平面EFGH =MN ,CQ ∵//平面EFGH ,CQ ⊂平面PCQ ,CQ MN ∴//.EF ∵是ABC △是的中位线, M ∴是PC 的中点,则N 是PQ 的中点,即PQ 被平面EFGH 平分.第14题. 过平面α外的直线l ,作一组平面与α相交,如果所得的交线为a ,b ,c ,…,则这些交线的位置关系为( ) A.都平行B.都相交且一定交于同一点 C.都相交但不一定交于同一点 D.都平行或都交于同一点 答案:D.第15题. a ,b 是两条异面直线,A 是不在a ,b 上的点,则下列结论成立的是( )A.过A 且平行于a 和b 的平面可能不存在B.过A有且只有一个平面平行于a和bC.过A至少有一个平面平行于a和bD.过A有无数个平面平行于a和b答案:A.第16题. 若空间四边形ABCD的两条对角线AC,BD的长分别是8,12,过AB的中点E且平行于BD、AC的截面四边形的周长为.答案:20.第17题. 在空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别为AB,BC,CD,DA上的一点,且EFGH为菱形,若AC//平面EFGH,BD//平面EFGH,AC m=,BD n=,则AE BE=:.答案:m n∶.第18题. 如图,空间四边形ABCD的对棱AD、BC成60þ的角,且AD BC a==,平行于AD与BC的截面分别交AB、AC、CD、BD 于E、F、G、H.(1)求证:四边形EGFH为平行四边形;(2)E在AB的何处时截面EGFH的面积最大?最大面积是多少?答案:(1)证明:BC∵//平面EFGH,BC⊂平面ABC平面EFGH EF=,BC EF∴//.同理BC GH//,EF GH∴//,同理EH FG//,∴四边形EGFH 为平行四边形.(2)解:∵AD 与BC 成60þ角,∴60HGF ∠=þ或120þ,设:AE AB x =,∵EF AEx BC AB==, BC a =,∴EF ax =,由1EH BEx AD AB==-, 得(1)EH a x =-.∴sin 60EFGH S EF EH =⨯⨯四边形þ(1)ax a x =⨯-22()2x x =-+2211()24x ⎡⎤=--+⎢⎥⎣⎦. 当12x =时,2S =最大值, 即当E 为AB的中点时,截面的面积最大,最大面积为28. 第19题. P 为ABC △所在平面外一点,平面α//平面ABC ,α交线段PA,PB,PC于ABC ''',23PA AA =∶∶'',则A B CAS S=△△∶''' .答案:425∶第20题. 如图,在四棱锥P ABCD -中,ABCD 是平行四边形,M ,N 分别是AB ,PC 的中点.求证:MN //平面PAD .答案:证明:如图,取CD 的中点E∵M ,N 分别是AB ,PC 的中点, NE PD ∴//,ME AD //,可证明NE //平面PAD ,ME //平面PAD . 又NEME E =,∴平面MNE //平面PAD ,又MN ⊂平面MNE ,∴MN //平面PAD .第21题. 已知平面α//平面β,AB ,CD平行平面间的两条线段,A ,C 在α内,B ,C 内,点E ,F 分别在AB ,CD 上, 且AE EB CF FD m n ==∶∶∶. 求证:EF //平面α.答案:证明:分AB ,CD 是异面、共面两种情况讨论. (1) 当AB ,CD 共面时,如图(a )αβ∵//,AC BD ∴//,连接E ,F .AE EB CF FD =∶∶∵EF AC BD ∴////EF α⊄,AC α⊂,∴EF //平面α.交在GF HD //,又AG GH AE EB =∶∶得EG BH //.∴平面EFG //平面β//平面α.又EF ⊂面EFG ,∴EF //平面α. 第22题. 已知a αβ=,m βγ=,b γα=,m α//a b //答案:证明:m m m a a b a m b βαααβ=⎫⎫⎪⎪⇒⇒⎬⎬⎪⎪=⇒⎭⎭同理////////.第23题. 三棱锥A BCD -中,AB CD a ==,截面MNPQ 与AB 、CD 都平行,则截面MNPQ 的周长是( ). A.4a B.2aC.32a D.周长与截面的位置有关答案:B. 第24题. 已知:b αβ=,a α//,a β//,则a 与b 的位置关系是( ).A.a b // B.a b ⊥C.a 、b 相交但不垂直 D.a 、b 异面 答案:A.第25题. 如图,已知点P 是平行四边形ABCD点,E 、F 分别是PA 、BD 上的点且::PE EA BF FD =,求证:EF //平面PBC .答案:证明:连结AF 并延长交BC 于M . 连结PM ,AD BC ∵//,BF MFFD FA=∴, 又由已知PEBF EA FD =,PE MFEA FA=∴.由平面几何知识可得EF //PM , 又EF PBC ⊄,PM ⊂平面PBC ,∴EF //平面PBC .第26题. 如图,长方体1111ABCD A B C D -中,11E F 是平面11A C 上的线段,求证:11E F //平面ABCD .答案:证明:如图,分别在AB 和CD 上截得11AE A E =,11DF D F =,连接1EE ,1FF ,EF .∵长方体1AC 的各个面为矩形,1EE ∴平行且等于1AA ,1FF 平行且等于1DD . 1AA ∵平行且等于1DD ,1EE ∴平行且等于四边形11EFF E 为平行四边形,11E F EF //.EF ⊂∵平面ABCD ,11E F ⊄平面ABCD, ∴11E F //平面ABCD .第27题. 已知正方体1111ABCD A B C D -, 求证:平面11AB D //平面1C BD .答案:证明:因为1111ABCD A B C D -所以1111D C A B //,1111D C A B =. 又11AB A B //,11AB A B =, 所以11D C AB //,11D C AB =, 所以11D C BA 为平行四边形.所以11D A C B //1D A //平面1C BD .同理11D B //平面1C BD ,又1111D A D B D =,所以,平面11AB D //平面1C BD .第28题. 已知平面外的两条平行直线中的一条平行于这个平面,求证:另一条也平行于这个平面.如图,已知直线a,b平面α,且a b//,a,b都在α外.//,aα求证:bα//.答案:证明:过a作平面β,使它与平面α相交,交线为c.因为aααβ=,//,aβ⊂,c所以a c//.因为a b//,所以b c//.又因为cα⊂,bα⊄,所以bα//.第29题. 如图,直线AA',BB',CC'相交于O,AO AO=',BO B O=',Array CO C O='.求证:ABC//平面ABC'''.答案:提示:容易证明AB AB//'',AC AC//''进而可证平面ABC//平面ABC'''.第30题. 直线a与平面αA.直线a与平面α内的一条直线平行B.直线a与平面α内两条直线不相交C.直线a与平面α内的任一条直线都不相交D.直线a与平面α内的无数条直线平行答案:C.一、选择题1、若α//l ,α∈A ,则下列说法正确的是( ) A 、过A 在平面α内可作无数条直线与l 平行 B 、 过A 在平面α内仅可作一条直线与l 平行C 、 过A 在平面α内可作两条直线与l 平行D 、 与A 的位置 有关2、b a //,P a =⋂α,则b 与α的关系为( )A 、 必相交B 、 必平行C 、 必在内D 、 以上均有可能3、α∉A ,过A 作与α平行的直线可作( )A 、 不存在B 、 一条C 、 四条D 、 无数条4、α//a ,b 、c α⊂,b a //,c b ⊥,则有( )A 、 c a //B 、 c a ⊥C 、 a 、c 共面D 、 a 、c 异面,所成角不确定 5、下列四个命题(1)b a //,c b //c a //⇒ (2)b a ⊥,c b ⊥c a //⇒(3)α//a ,α⊂b b a //⇒(4)b a //,α//b α//a ⇒ 正确有( )个A 、 1B 、 2C 、 3D 、 46、若直线a∥直线b ,且a∥平面α,则b 与a 的位置关系是( )A 、一定平行B 、不平行C 、平行或相交D 、平行或在平面内 7、直线a∥平面α,平面α内有n 条直线交于一点,那么这n 条直线中与直线a 平行的( )A 、至少有一条B 、至多有一条C 、有且只有一条D 、不可能有8、若a//b//c , 则经过a 的所有平面中( ) A 、必有一个平面同时经过b 和cB 、必有一个平面经过b 且不经过cC 、必有一个平面经过b 但不一定经过cD 、不存在同时经过b 和c 的平面 二、填空题9、过平面外一点,与平面平行的直线有_________条,如果直线m∥平面,那么在平面内有_________条直线与m 平行10、n ⊂平面α,则m∥n 是m∥α的______条件 11、若P 是直线l 外一点,则过P 与l 平行的平面有___________个。