1.2.1平面的基本性质及推论(二)
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1.2.1平面的基本性质与推论一.学习要点:三个公理及三个推论及其简单应用二.学习过程:1.基本性质1:如果一条直线上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。
即:概念解读:(1)由性质1(2)性质1的作用可以用来判断一条直线是否在一个平面内。
2.基本性质2:3.基本性质3: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。
即:概念解读:(1)两个平面公共点的集合是一条直线;(2二.平面基本性质的推论推论1经过一条直线和直线外一点,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。
1.共面:空间中的几个点或几条直线都在同一平面内,我们就说它们共面。
2.异面直线:既不相交又不平行的直线叫做异面直线。
规律探索:空间两条直线有怎样的位置关系?共面直线——平行或相交;异面直线——既不相交也不平行的两条直线。
∉;1.点A在平面α内,记作Aα;点A不在平面α内,记作Aα2.直线在平面α内,记作l α⊂;直线不在平面α内,记作l α⊄;3.平面α与平面β相交于直线a ,记作a αβ=; 4.直线和m 相交于点A ,记作l m A =.例1 已知三个平面两两相交,有三条交线,求证:这三条交线或交于一点,或互相平行。
例2 已知P 、Q 、R 三点分别在长方体ABCD 1111A B C D 的棱1BB 、1CC 、1DD 上,试画出过P 、Q 、R 三点的截面。
课堂练习:教材P38页练习课后作业:见作业(43)。
张喜林制1.2.1 平面的基本性质与推论教材知识检索考点知识清单1.点与直线的基本性质连接两点的线中, 最短;过两点有 ,并且只有 . 2.平面的基本性质公理1:如果一条直线上的 在一个平面内,那么这条直线上的 ,这时我们就说:直线在 或 .公理2:经过 的三点,有且只有一个 即 的三点确定 .公理3:如果不重合的两个平面有一个公共点,那么它们有 条过 的公共直线. 3.平面基本性质的推论推论1:经过一条直线和____,有且只有____推论 2:经过两条____,有且只有____ . 推论3:经过两条____,有且只有____.要点核心解读1.平面的基本性质 (1)公理l①三种语言表述文字语言:如果一条直线上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, 图形语言:如图1-2 -1-1. 符号语言:⇒∈∈∈∈ααB A l B l A ,,,.α⊂l②公理1的条件是“线上有两点在平面内”,结论是“线上的所有点都在平面内”,这个结论阐述两个观点,一是整条直线在平面内,二是直线上的所有点在平面内. ③作用:判定直线是否在平面内,判定点是否在平面内. (2)公理2①三种语言表述文字语言:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面.图形语言:如图1-2 -1-2.符号语言:A ,B ,C 三点不共线等有且仅有一个平面α,使.,,ααα∈∈∈C B A②公理2的条件是“过不在同一直线上的三点”,结论是“有且仅有一个平面”,要注意“不在同一条直线上”这一附加条件,舍之则结论不成立.结论中“有且仅有”即“存在且唯一”,又可称之为“确定”平面.③公理2的三个推论推论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.④公理2及三个推论的作用:其一是确定平面,其二可用来证明点、线共面的问题,其三是用来作为计算平面个数的依据. (3)公理3①三种语言表述文字语言: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. 图形语言:如图1-2 -1-3.符号语言:.l P l P ∈=⇒∈且βαβα②公理3的条件是“两面共一点”,结论是“两面共一线,且过这一点,线唯一”.③作用:其一是判定两个平面是否相交,其二是判定点在直线上,可用来证明多点共线或多线共点问题2.平面基本性质的理解及应用 平面基本性质的三条公理及推论,是我们学习和研究立体几何问题的重要基础,根据平面的基本性质,常将空间图形转化为平面图形解决,这是解答立体几何问题的重要思想方法.(1)公理1是判定直线是否在平面内的依据,运用公理1可判定直线是否在某一平面内.(2)公理2以及推论是确定平面的依据,确定一个平面,包括两层意思:①存在一个平面;②只有一个平面.公理2及其三个推论是四个等价命题.(3)公理3是确定两个平面相交于一条直线的依据,运用公理3可判定多点共线或点在线上.(4)证明空间三点共线的问题.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某两个平面的交线上,再证明第三点既在第一个平面内又在第二个平面内,当然必在两个平面的交线上.(5)证明空间三线共点的问题可把其中一条作为分别过其余两条的两个平面的交线,然后存证另两条直线的交点在此直线上.(6)证明空间几点共面的问题,可先取三点(不共线的三点)确定一个平面,再证其他各点都在这个平面内.(7)证明空间几条直线共面的问题,可先取两条(相交或平行)直线确定一个平面,再证其余直线在这个平面内,或者从这些直线中取任意两条确定若干个平面,再一一确定这些平面重合.典例分类剖析考点1 判断命题的正误 命题规律判断对给出的公理及推论的理解或不同表述是否正确. [例1] (1)下列命题中不正确的是( ).A.若一条直线上有一点在平面外,则直线上有无穷多个点在平面外B .若,,,ABC B A ∈∈∈αα则α∈C C .若,,,,B b l A a lb a ==⊂⊂ αα则α⊂lD .若一条直线上有两点在已知平面外,则直线上的所有点都在平面外(2)直线⊂a 平面α,直线⊂b 平面b N a M ∈∈,,α且,l M ∈,l N ∈则( ).α⊂l A . α⊂/l B . M l C =α. N l D =α . [试解] .(做后再看答案,发挥母题功能)[解析] (1)根据公理l ,直线在平面内的条件是直线上有两个点在平面内即可,因此选D .,,,,,,)2(ααα∈∴⊂⊂∈∈N M b a b N a M 而M .N 确定直线L .根据公理1可知,α⊂l 故选A .[答案](1)D(2)A母题迁移 1.下列命题:(1)空间不同的3点确定一个平面; (2)有3个公共点的两个平面必重合;(3)空间两两相交的三条直线确定一个平面; (4)三角形是平面图形;(5)平行四边形、梯形、四边形都是平面图形; (6)垂直于同一直线的两直线平行;(7)-条直线和两平行线中的一条相交,也必和另一条相交; (8)两组对边相等的四边形是平行四边形, 其中正确的命题是 . 考点2 平面个数的确定 命题规律由给定的条件,借助公理确定平面的个数. [例2] (1)不共面的四点可以确定几个平面?(2)三条直线两两平行但不共面,它们可以确定几个平面? (3)共点的三条直线可以确定几个平面? (4)空间三点可以确定几个平面?[答案] (1)不共面的四点可以确定四个平面.(2)三条直线两两平行但不共面,它们可以确定三个平面. (3)共点的三条直线可以确定一个或三个平面.(4)若空间三点不共线,由公理2,则可以确定一个平面;若空间三点共线,则过三点的平面有无数多个,但这三点都不能确定其中的任何一个平面,此时有0个平面.故空间三点可以确定一个或0个平面. [点拨] (1)判定平面的个数问题关键是要紧紧地抓住已知条件,做到不重不漏.平面的个数问题主要是根据已知条件和公理2及其三个推论来判定.(2)题中“确定”即“有且只有”.“有”是说平面存在,“只有”是说平面的唯一性.(3)解此类问题要注意理解“确定”的含义,否则(4)中就会错答为“可确定一个或无数个平面”. 母题迁移 2.四条直线两两平行,任意三条不共面,过其中的任意两条作一个平面,共可以作平面____个.考点3 线共点问题命题规律 证明满足某些条件的几条直线交于一点.[例3] 如图1-2 -1-5所示,空间四边形ABCD 中,E 、F 、G 分别在AB 、BC 、CD 上,且满足===GD CG FB CF EB AE :,1:2::,1:3过E 、F 、G 的平面交AD 于H(1)求AH :HD ;(2)求证:EH 、FC 、BD 三线共点.[答案] (1) ,//,2AC EF FBCFEB AE ∴== //EF ∴平面ACD .而⊂EF 平面EFCR ,平面 EFGH平面,GH ACD =.3.//,//,//==∴∴∴GDCGHD AH GH AC AC nEF GH EF,//)2(GH EF 且,41,31==AC GH AC EF ∴=/∴,GH EF 四边形EFGH 为梯形.令,P FG EH= 则⊂∈∈EH FG P EH P 又,,平面ABD ,⊂FG 平面BCD ,平面 ABD 平面,BD BCD =BD FG EH BD P 、、∴∈∴⋅三线共点.[点拨] 证明线共点的问题实质上是证明点在线上的问题,其基本理论是把直线看作两平面的交线,点看作是两平面的公共点,由公理3得证.母题迁移 3.三个平面两两相交得到三条交线,如果其中有两条相交于一点,那么第三条也经过这个点.考点4 点共线问题命题规律 证明满足某些条件的几个点在一条直线上.[例4] 正方体1111D C B A ABCD -中,对角线C A 1与平面1BDC 交于点O ,AC 、BD 交于点M ,求证:点M O C 、、1共线.[解析] 要证若干点共线的问题,只需证这些点同在两个相交平面内即可.[答案] 如图1-2-1-6所示,C C A A C C A A 1111//、⇒确定平面,1C A的交线上与平面在平面平面直线平面平面平面D BC C A O D BC D BC C A O C A 111111111⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫∈⇒=∈⇒⎭⎬⎫∈⊂O O C A O C A C A ,D BC C A 111111M C O M C C A D BC O ∈⇒⎭⎬⎫=平面平面的交线上与平面在平面即M C O 、、1三点共线.[点拨] 证明点共线的问题,一般转化为证明这些点是某两个平面的公共点.这样就可根据公理3证明这些点都在这两个平面的公共直线上, 母题迁移 4.已知△ABC 在平面α外,直线,P AB =α 直线,R AC =α 直线,Q BC =α 如图1 -2-1 -7.求证:P 、Q 、R 三点共线. 考点5点、线共面问置命题规律证明满足某些条件的若干个点或直线在题同一平面内.[例5] 如图1-2 -1-8所示,M 、N 、P 、Q 分别是正方体////D C B A ABCD -中棱///CC D C BC AB 、、、的中点.求证:M 、N 、P 、Q 四点共面.[解析] 要证这四点共面,方法较多,但注意到本题中点P 、Q 、N 、M 的特殊性及对正方体的理解和认识,可证直线PQ 和MN 相交或M P// NQ.[答案] 证法一:如图l-2-1-8所示,连接MN 并延长交DC 的延长线于O ,则≅∆MBN ,OCN ∆.BM CO =∴连接PQ 并延长交DC 的延长线于,/O 则,//CQ O Q PC ∆≅∆/////,,.O O CO CO PC MB PC CO 、又∴=∴==∴ 重合,∴ PQ 、MN 相交且确定一个平面,故M 、N 、P 、Q 四点共面.证法二:∴,///PC MB 四边形P MBC /为平行四边形.⋅∴∴NQ MP BC NQ BC MP //,//.////∴ MP 与NQ 确定一个平面, 故M 、N 、P 、Q 四点共面.[点拨] 一般地,证明若干个点共面,可证明这些点所在的直线相交,或先证明其中的三点共面,再证明其他的点也在这个平面内,这往往就要用到有关的定理或推论, 母题迁移 5.求证:两两相交且不共点的四条直线共面.学业水平测试1.下列叙述中正确的是( ).A .因为,,αα∈∈Q P 所以α∈PQB .因为,,βα∈∈Q P 所以PQ =βαC .因为,,,ABD AB C AB ∈∈⊂α所以α∈CD D .因为,,βα⊂⊂AB AB 所以)()(βαβα∈-∈∏B A2.下列命题中是真命题的是( ). A .空间不同的三点确定一个平面B .有三个内角是直角的空间四边形是矩形C .三条直线中任意两条均相交,则这三条直线确定一个平面D .顺次连接空间四边形各边的中点所得的四边形其对角线必共面3.在空间,若四点中的任意三点不共线,则此四点不共面.此结论( ). A .正确 B .不正确 C .无法判断 D .缺少条件 4.已知点A ,直线a ,平面α;,αα∉⇒⊂/∈A a a A ①;,αα∈⇒∈∈A a a A ②⊂∉a a A ,③;αα∉⇒A .,αα⊂⇒⊂∈A a a A ④以上命题正确的个数为 .5.下列命题:①空间3点确定一个平面;②有3个公共点的两个平面必重合;③空间两两相交的三条直线确定一个平面;④三角形是平面图形;⑤平行四边形、梯形、四边形都是平面图形;⑥垂直于同一直线的两直线平行;⑦一条直线和两平行线中的一条相交,也必和另一条相交;⑧两组对边相等的四边形是平行四边形,其中正确的命题是 . 6.有空间不同的五个点.(1)若有某四点共面,则这五点最多可确定多少个平面?(2)若任意四点都在同一平面内,则这五点共能确定多少个平面?并证明你的结论,高考能力测试(测试时间:45分钟测试满分:100分) 一、选择题(6分x 7 = 42分)1.空间四点A 、B 、C 、D 共面而不共线,那么四点中( ). 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 2.如图1-2-1-11所示,平面,l =βα 点、A ,α∈B 点β∈C 且,,R l AB l C =∉ 设过A 、B 、C 三点的平面为γ,则γβ是( ).A .直线ACB .直线BC C .直线CRD .以上均不正确3.若三个平面两两相交,且三条交线互相平行,则这三个平面把空间分成( ). A.5部分 B.6部分 C.7部分 D.8部分 4.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5.如图1-2 -1-12所示,正方体-ABCD 1111D C B A 中,P 、Q 、R 分别是11C B AD AB 、、的中点.那么,正方体过P 、Q 、R 的截面图形是( ).A .三角形B .四边形C .五边形D .六边形6.不共面的四个定点到平面α的距离都相等,这样的平面a 共有( ). A .3个 B .4个 C .6个 D .7个7.三条直线两两相交,由这三条直线所确定的平面个数是( ). A .1 B .2 C .3 D .1或3二、填空题(5分x4 =20分)8.如果一条直线与一个平面有一个公共点,则这条直线可能有 个点在这个平面内. 9.有下面几个命题:①如果一条线段的中点在一个平面内,那么它的两个端点也在这个平面内;②两组对边分别相等的四边形是平行四边形;③两组对边分别平行的四边形是平行四边形;④四边形有三条边在同一个平面内,则第四条边也在这个平面内;⑤点A 在平面α外,点A 和平面a 内的任何一条直线都不共面. 其中正确命题的序号是 .(把你认为正确的序号都填上) 10.如图1-2 -1 -13所示,正方体-ABCD 1111D C B A 中,E 、F 分别为1CC 和1AA 的中点,画出平面F BED 1与平面ABCD 的交线的作法为11.如图1-2 -1-14所示,E 、F 分别是正方体的面11A ADD 和面11B BCC 的中心,则四边形E BFD 1在该正方体的面上的投影可能是 (要求:把图1-2 -1 -15中可能的图的序号都填上)三、解答题(共38分)12.(8分)如图1-2-1-16所示,在正方体1111D C B A ABCD -中,E 为AB 的中点,F 为1AA 的中点.求证:DA F D CE 、、1A 三线交于一点.13.(10分)如图1-2-1 -17所示,在棱长为1的正方体1111D C B A ABCD -中,M 为AB 的中点,N 为1BB的中点,D 为平面11B BCC 的中心.(1)过O 作一直线与AN 交于P ,与CM 交于Q (只写作法,不必证明);(2)求PQ 的长.14.(10分)如图1-2-1-18所示,正方体1111D C B A ABCD -中,E 、F 分别是1111.B C C D 的中点。
0441.平面的基本性质与推论(2)课型:新授课编制人:年级主任:班级:姓名:编号:0441.2.1 平面的基本性质与推论(2)一、学习目的1、会判别空间两直线的位置关系.2、了解两异面直线的定义,会求两异面直线所成的角.3、能用公理4处置一些复杂的相关效果.二、基础知识1、空间两条直线的位置关系有且只要三种:______________、________________、________________.2、异面直线的定义:________________________________的两条直线叫做异面直线.3、公理4:平行于同一条直线的两条直线____________.4、等角定理:空间中假设两个角的两边区分对应________,那么这两个角________或________.5、异面直线所成的角:直线a,b是异面直线,经过空间任一点O,作直线a′,b′,使________,________,我们把a′与b′所成的______________叫做异面直线a与b所成的角(或夹角).假设两条直线所成的角是________,那么我们就说这两条异面直线相互垂直,两条异面直线所成的角的取值范围是________.三、基础自测:1、区分在两个相交平面内的两条直线间的位置关系是( )A.异面 B.平行 C.相交 D.以上都有能够2、假定a和b是异面直线,b和c是异面直线,那么a和c的位置关系是( )A.异面或平行 B.异面或相交 C.异面 D.相交、平行或异面3、以下四个结论中假命题的个数是( )①垂直于同不时线的两条直线相互平行;②平行于同不时线的两直线平行;③假定直线a,b,c满足a∥b,b⊥c,那么a⊥c;④假定直线l1,l2是异面直线,那么与l1,l2都相交的两条直线是异面直线.A.1 B.2 C.3 D.44、如图,长方体ABCD—A′B′C′D′中,AB=23,AD=23,AA′=2.(1)BC和A′C′所成的角是多少度?(2)AA′和BC′所成的角是多少度?四、典型例题:例1、如下图,空间四边形ABCD中,E、F、G、H区分是AB、BC、CD、DA的中点.求证:四边形EFGH是平行四边形.假定在例1中,假设再加上条件AC=BD,那么四边形EFGH是例2 如右图,正方体ABCD—A′B′C′D′.(1)哪些棱所在直线与直线BA′是异面直线?(2)直线BA′和CC′的夹角是多少?例3、如图,在三棱锥A-BCD中,E,F,G区分是AB,BC,AD的中点,∠GEF=120°,那么BD和AC所成角的度数为________.例4、如下图,正方体AC1中,E、F区分是A1B1、B1C1的中点,求异面直线DB1与EF所成角的大小.五、课堂练习1、如图,在四棱锥O-ABCD中,底面ABCD是边长为2的正方形,OA⊥底面ABCD,OA=2,M为OA的中点.(1)求四棱锥O-ABCD的体积;(2)求异面直线OC与MD所成角的正切值的大小.2、空间四边形ABCD中,AB=CD且AB与CD所成的角为30°,E、F区分是BC、AD的中点,求EF与AB所成角的大小.【当堂检测】1、正方体ABCD—A′B′C′D′中:(1)BC′与CD′所成的角为________;(2)AD与BC′所成的角为________.2、一个正方体纸盒展开后如下图,在原正方体纸盒中有如下结论:①AB⊥EF;②AB与CM所成的角为60°;③EF与MN是异面直线;④MN∥CD.以上结论中正确结论的序号为________.。
1.2.1平面的基本性质与推论一、基础过关1.“a、b为异面直线”是指:①a∩b=∅,且aD∥\b;②a⊂面α,b⊂面β,且a∩b=∅;③a⊂面α,b⊂面β,且α∩β=∅;④a⊂面α,b⊄面α;⑤不存在面α,使a⊂面α,b⊂面α成立.上述结论中,正确的是()A.①④⑤正确B.①③④正确C.仅②④正确D.仅①⑤正确答案 D解析①等价于a和b既不相交,又不平行,故a、b是异面直线;⑤等价于a、b不同在同一平面内,故a、b是异面直线.故选D.2.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.三个点答案 C解析由公理2知:不共线的三点确定一个平面,而三角形的三个顶点一定不共线,故三角形可以确定一个平面.3.如图所示,用符号语言可表示为()A.α∩β=m,n⊂α,m∩n=AB.α∩β=m,n∈α,m∩n=AC.α∩β=m,n⊂α,A⊂m,A⊂nD.α∩β=m,n∈α,A∈m,A∈n答案 A解析很明显,α与β交于m,n在α内,m与n交于A,故选A.4.已知平面α与平面β、γ都相交,则这三个平面可能的交线有()A.1条或2条B.2条或3条C.1条或3条D.1条或2条或3条答案 D解析当三个平面两两相交且过同一直线时,它们有1条交线;当平面β和γ平行时,它们的交线有2条;当这三个平面两两相交且不过同一条直线时,它们有三条交线.5.给出以下命题:①和一条直线都相交的两条直线在同一平面内;②三条两两相交的直线在同一平面内;③有三个不同公共点的两个平面重合;④两两平行的三条直线确定三个平面.其中正确命题的个数是________.答案0解析命题①错,因为在空间中这两条直线可能既不相交也不平行,即不在同一平面内;命题②错,若交于同一点时,可以不共面,如正方体同一顶点的三条棱.命题③错,这三个不同公共点可能在它们的公共交线上.命题④错,两两平行的三条直线也可在同一个平面内.所以正确命题的个数为0.6.已知α∩β=m,a⊂α,b⊂β,a∩b=A,则直线m与A的位置关系用集合符号表示为________.答案A∈m解析因为A∈a⊂α,所以A∈α,同理A∈β,又α∩β=m,故A在α与β的交线m上.7.如图,梯形ABDC中,AB∥CD,AB>CD,S是直角梯形ABDC所在平面外一点,画出平面SBD和平面SAC的交线,并说明理由.解很明显,点S是平面SBD和平面SAC的一个公共点,即点S在交线上,由于AB>CD,则分别延长AC和BD交于点E,如图所示.∵E∈AC,AC⊂平面SAC,∴E∈平面SAC.同理,可证E∈平面SBD.∴点E在平面SBD和平面SAC的交线上,连接SE,直线SE是平面SBD和平面SAC的交线.二、能力提升8.空间不共线的四点,可以确定平面的个数是()A.0 B.1C.1或4 D.无法确定答案 C解析空间不共线四点可以确定的平面个数可以是1或4,它取决于四个点的相互位置关系.9.空间中A,B,C,D,E五个点,已知A,B,C,D在同一平面内,B,D,C,E在同一平面内,那么这五点()A.共面B.不一定共面C.不共面D.以上都不对答案 B解析本题容易错选A.认为A,B,C,D,E在B,C,D三点所确定的平面内,没有考虑B,C,D是否能确定一个平面.B,C,D三点可能共线.若A,E两点所在直线与B,C,D三点所在直线不平行且没有交点,则有A,B,C,D,E五点不共面.10.已知α、β为平面,A、B、M、N为点,a为直线,下列推理错误的是________.①A∈a,A∈β,B∈a,B∈β⇒a⊂β;②M∈α,M∈β,N∈α,N∈β⇒α∩β=MN;③A∈α,A∈β⇒α∩β=A;④A、B、M∈α,A、B、M∈β,且A、B、M不共线⇒α、β重合.答案③解析∵A∈α,A∈β,∴A∈α∩β.由公理可知α∩β为经过A的一条直线而不是A.故α∩β=A的写法错误.11.如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,O1是A1C1与B1D1的交点,长方体体对角线A1C交截面AB1D1于点P.求证:O1,P,A三点在同一条直线上.证明因为O1∈平面AB1D1,O1∈平面AA1C1C,A∈平面AB1D1,A∈平面AA1C1C,所以平面AB1D1∩平面AA1C1C=AO1.又因为A1C∩平面AB1D1=P.所以P∈直线A1C,P∈平面AB1D1,所以P∈平面AA1C1C,所以P∈直线AO1,即O1,P,A三点在同一条直线上.12.已知a,b,c,d是两两相交且不共点的四条直线,求证:a,b,c,d共面.证明(1)无三线共点的情况,如图①.设a∩d=M,b∩d=N,c∩d=P,a∩b=Q,a∩c=R,b∩c=S.因为a∩d=M,所以a,d可确定一个平面α.因为N∈d,Q∈a,所以N∈α,Q∈α.所以NQ⊂α,即b⊂α.同理c⊂α,所以a,b,c,d共面.(2)有三线共点的情况,如图②.设b,c,d三线相交于点K,与a分别交于N,P,M,且K∉a.因为K∉a,所以K和a确定一个平面,设为β.因为N∈a,a⊂β,所以N∈β,所以NK⊂β,即b⊂β.同理c⊂β,d⊂β,所以a,b,c,d共面.由(1)(2)知a,b,c,d共面.三、探究与拓展13.在四面体ABCD中,E,G分别为BC,AB的中点,F在CD上,H在AD上,且有DF∶FC =DH∶HA=2∶3.求证:EF,GH,BD交于一点.证明因为E,G分别为BC,AB的中点,所以GE∥AC.又因为DF∶FC=DH∶HA=2∶3,所以FH∥AC,从而FH∥GE.故E,F,H,G四点共面.所以四边形EFHG是一个梯形,GH和EF交于一点O.因为O在平面ABD内,又在平面BCD内,所以O在这两个平面的交线上.而这两个平面的交线是BD,且交线只有这一条,所以点O在直线BD上.这就证明了GH 和EF的交点也在BD上,所以EF,GH,BD交于一点.。
1.2.1平面的基本性质及推论(二)
教学目标:理解推论1、2、3的内容及应用 教学重点:理解推论1、2、3的内容及应用
教学过程:
(一) 推论1:直线及其外一点确定一个平面 (二) 推论2:两相交直线确定一个平面 (三) 推论3:两平行直线确定一个平面
(四)例1已知:空间四点A 、B 、C 、D 不在同一平面内. 求证:AB 和CD 既不平行也不相交.
证明:假设AB 和CD 平行或相交,则AB 和CD 可确定一个平面α,则α⊂AB ,α⊂CD ,故α∈A ,α∈B ,α∈C ,α∈D .这与已知条件矛盾.所以假设不成立,即AB 和CD 既不平行也不相交.
卡片:1、反证法的基本步骤:假设、归谬、结论;
2、归谬的方式:与已知条件矛盾、与定理或公理矛盾、自相矛盾.
例2已知:平面α⋂平面β=a ,平面α⋂平面γ=b ,平面γ⋂平面β=c 且c b a 、、不重合.
求证:c b a 、、交于一点或两两平行.
证明:(1)若三直线中有两条相交,不妨设a 、b 交于A . 因为,β⊂a ,故β∈A ,
同理,γ∈A ,
故c A ∈.
所以c b a 、、交于一点.
(2)若三条直线没有两条相交的情况,则这三条直线两两平行. 综上所述,命题得证.
例3已知ABC ∆在平面α外,它的三边所在的直线分别交平面α于R Q P 、、.
求证:R Q P 、、三点共线.
证明:设ABC ∆所在的平面为β,则R Q P 、、为平面α与平面β的公共点,
所以R Q P 、、三点共线.
卡片:在立体几何中证明点共线,线共点等问题时经常要用到公理2.
例4正方体1111D C B A ABCD -中,E 、F 、G 、
H 、K 、L 分别是、
、、111D A DD DC BC BB B A 、、111的中点.
求证:这六点共面. 证明:连结BD 和KF ,
因为 L E 、是CB CD 、的中点, 所以 BD EL //.
A B C P
Q
R
α
C
A A B
B C D D E
F
G
H K
L
1
1
11
又 矩形11B BDD 中BD KF //, 所以 EL KF //,
所以 EL KF 、可确定平面α, 所以 L K F E 、、、共 面α,
同理 KL EH //,
故 L K H E 、、、共面β.
又 平面α与平面β都经过不共线的三点L K E 、、,
故 平面α与平面β重合,所以E 、F 、G 、H 、K 、L 共面于平面α.
同理可证α∈G ,
所以,E 、F 、G 、H 、K 、L 六点共面. 卡片:证明共面问题常有如下两个方法:
(1)接法:先确定一个平面,再证明其余元素均在这个平面上;
(2)间接法:先证明这些元素分别在几个平面上,再证明这些平面重合. 课堂练习:
1.判断下列命题是否正确
(1)如果一条直线与两条直线都相交,那么这三条直线确定一个平面. ( ) (2)经过一点的两条直线确定一个平面. ( ) (3)经过一点的三条直线确定一个平面. ( ) (4)平面α和平面β交于不共线的三点A 、B 、C . ( ) (5)矩形是平面图形. ( ) 2.空间中的四点,无三点共线是四点共面的 条件. 3.空间四个平面两两相交,其交线条数为 . 4.空间四个平面把空间最多分为 部分. 5.空间五个点最多可确定 个平面.
6.命题“平面α、β相交于经过点M 的直线a ”可用符号语言表述为 .
7.梯形ABCD 中,AB ∥CD ,直线AB 、BC 、CD 、DA 分别与平面α交于点E 、G 、F 、H .那么一定有G 直线EF ,H 直线EF .
8.求证:三条两两相交且不共点的直线必共面. 小结:
本节课学习了平面的基本性质的推论及其应用 课后作业:略。