立体几何证明方法总结(教师)

1、一、线线平行的证明方法：1 、利用平行四边形。2、利用三角形或梯形的中位线。3、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，那么这条直线就和交线平行。（线面平行的性质定理）4、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。（面面平行的性质定理）5、如果两条直线垂直于同一个平面，那么这两条直线平行。 （线面垂直的性质定理）6、平行于同一条直线的两条直线平行。7、夹在两个平行平面之间的平行线段相等。（需证明）二、线面平行的证明方法：1 、定义法：直线与平面没有公共点。2、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。（线面平行的判定定理）3

2、、两个平面平行，其中一个平面内的任何一条直线必平行于另一个平面。三、面面平行的证明方法：1 、定义法：两平面没有公共点。2、如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面，那么这两个平面平行。（面面平行的判定定理）3、平行于同一平面的两个平面平行。4、经过平面外一点，有且只有一个平面和已知平面平行。5、垂直于同一直线的两个平面平行。四、线线垂直的证明方法：1 、勾股定理。2、等腰三角形。3、菱形对角线。4、圆所对的圆周角是直角。5、点在线上的射影。6、如果一条直线和一个平面垂直，那么这条直线就和这个平面内任意的直线都垂直。7 、在平面内的一条直线，如果和这个平面一条斜线的射影垂直，那么它也和这

3、条斜线垂直。 证明）8 、在平面内的一条直线，如果和这个平面一条斜线垂直，那么它也和这条斜线的射影垂直。 需证明）9、如果两条平行线中的一条垂直于一条直线，则另一条也垂直于这条直线。五、线面垂直的证明方法：（三垂线定理，需（三垂线逆定理,1 、定义法：直线与平面内任意直线都垂直。2、点在面内的射影。3、如果一条直线和一个平面内的两条相交直线垂直，那么这条直线垂直于这个平面。（线面垂直的判定定理）4、如果两个平面互相垂直，那么在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面。（面面垂直的性质定理）5、两条平行直线中的一条垂直于平面，则另一条也垂直于这个平面。6、一条直线垂直于两平行平面中的一个平

4、面，则必垂直于另一个平面。7、两相交平面同时垂直于第三个平面，那么两平面交线垂直于第三个平面。8、过一点，有且只有一条直线与已知平面垂直。9、过一点，有且只有一个平面与已知直线垂直。六、面面垂直的证明方法：1 、定义法：两个平面的二面角是直二面角。2、如果一个平面经过另一个平面的一条垂线，那么这两个平面互相垂直。（面面垂直的判定定理）3、如果一个平面与另一个平面的垂线平行，那么这两个平面互相垂直。4、如果一个平面与另一个平面的垂面平行，那么这两个平面互相垂直。一选择题（共27 小题）1. （2010浙江）设l, m是两条不同的直线，a是一个平面，则下列命题正确的是（）A.若 l，m, rna

5、,则 l a B.若 l，a, l / m,则 m，aC.若 l / a, ma ,则 l / m D.若 l / a, m / a,则 l / mDBB1D1平行的直线共有12条2. （2006湖南）过平行六面体 ABCD- A1B1C1D1任意两条棱的中点作直线，其中与平面（ ）A. 4 条B. 6 条C. 8 条D.3 .直线l与平面a无公共点”是N a的（）A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件4 .已知m, n表示两条直线，a表示一个平面，给出下列四个命题:3 a其中正确命题的序号是（.!仃:mln)叫=m # n ；nil a=m_Ln -A.B.

6、C.D.5.正方体 ABCD- A1B1C1D1中，E, F, G分别是 A1B1、CD BiCi的中点，则下列中与直线（ ）AE有关的正确命题是B. AE与CG是异面直线C.四边形ABC1F是正方形D. AE/平面 BCiF6.直线与平面平行的充要条件是这条直线与平面内的（）A. 一条直线不相交B.两条直线不相交C.任意一条直线都不相交D.无数条直线不相交7. a、3表不平面，a、b表布直线，则a / a的一个充分条件是（）A. a 3,且 a，3B. an3=b且a/b C. a/b,且 b/“D.8.已知两条直线 a, b,两个平面A.若 a & 且 a/ 3,则 a / aa, &则下

7、列结论中正确的是（）B.若 b a, a/ b,贝U a/ aC.若 a / 3, a / 3,则 a / aD.若 b / a, a / b,贝U a / a9.下列四个正方体图形中，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的图形的序号是（）10.设“、3 丫是三个不同的平面，a、b是两条不同的直线，给出下列 若 a/ a, b / a,则 a/b;若 a/ /， b/ & a / b,则 all 3;若 在平面口内的射影互相垂直，则 ab.其中正确命题是（）A.B.C.4个命题：a a, b 3, a b, 则 a 氏 若 a、D.11.已知两条直线

8、 a, b和平面A.充分但不必要条件a,若 b a,则 a / b 是 a / a 的（）B.必要但不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件12.已知直线a和平面 飞 那么all ”的一个充分条件是（）A.存在一条直线b, all b, baB.存在一条直线b, ab, b aC.存在一个平面 3, a 3, a/ 3D.存在一个平面& a 3, a1 313.已知a, 3表示平面,A. a1 3, oc 3D. a/ & a 314. A, b, c为三条不重合的直线，a, 3 丫为三个不重合平面,a, b表示直线，则all ”的一个充分条件是（B. a 3 =b a / bC. a

9、/ b, b / a现给出六个命题其中正确的命题是（）A.B.C.D.15.下列说法正确的是（）A.垂直于同一平面的两平面也平行B.与两条异面直线都相交的两条直线一定是异面直线C.过一点有且只有一条直线与已知直线垂直D.垂直于同一直线的两平面平行16.已知两条直线 m、n与两个平面“、&下列命题正确的是（）A.若 m H a, n II a,则 mB.若 m H a, m II 3,则 all C.若 m,a, m，& 则 all D.若 m,n, m 3, nBBB则n /17.已知直线a, b,平面a, 3,则all a的一个充分条件是（）A. a b, b aB. a/ 3, 3/ aC

10、. ba, a/ bD. ab, b II a, a a18. A是平面BCD外一点，E, F, G分别是BD, AD, BC, BD, DC中，与平面 a平行的直线有（DC, CA的中点，设过这三点的平面为）AC,AA. 0B. 1条C. 2条D. 3条B.平行于同一直线的两个平面平行D.垂直于同一平面的两条直线平行19. （2010山东）在空间，下列命题正确的是（A.平行直线的平行投影重合C.垂直于同一平面的两个平面平行卜列四个命题中，正确的是（）20. （2008湖南）设有直线 m、n和平面A.若 m / a, n / a,则 m / nB.若 ma , n a, m / 3, n /

11、& 则 a/ 3C.若 a，3, ma ,则 m，3D.若 a/ 3, m 3, ma,贝U m/ a21. （2008福建）如图，在长方体 ABCD- A1B1C1D1中，AB=BC=2 AA1=1,则ACl与平面AlBlClDl所成角的正弦值为（）C.D. 1322. （2008安徽）两条不同直线， a, 3 丫是三个不同平面，下列命题中正确的是（）A.若 m / , n / ,则 m / n B.若 a, 丫， % 则 a/ pC.若 m / a, m / & 则 a/ D.若 m，a, n a,则 m /Bn23. （2007辽宁）若m, n是两条不同的直线，a,A.若 m3 , a,

12、 3,贝m aC.若 a_L y, a_L 3,贝U 8 H 丫3, 丫是二个不同的平面，则下列命题中为真命题的是（）B.若加 丫 =m 3门 丫 =n m / n,贝U a/ 3D.若 m，& m ” a,则 a 324. （2007江苏）已知两条直线 m, n,两个平面 a,应给出下面四个命题:mn, mai（） a/ 3, ma, nmnm“n, m II an all 3 m II n, m a i 3其中正确命题的序号是（）D.A.B.C.25. （2002北京）已知三条直线A. _LY、口 B b B.m、n、l,三个平面七2a、b、g,下列四个命题中,C. mil Rnnrlln

13、正确的是（）nlYD. m_LY26.已知直线m平面a,直线n平面a, A.充分而不必要条件直线cm ,直线cn”是直线 C平面a 的（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27.若直线a/直线b,且a/平面a,则b与平面a的位置关系是（）A. 一定平行B.不平行C.平行或相交D.平行或在平面内二.填空题（共3小题）28.如图：点 P在正方体 ABCD- A1B1C1D1的面对角线 BC1上运动，则下列四个命题:三棱锥A-DiPC的体积不变；AlP/ 面 ACDi; DPBG;面 PDBi,面 ACD1.其中正确的命题的序号是29 .考察下列三个命题，在 七-”处都缺少同一个

14、条件，补上这个条件使其构成真命题（其中 l, m为不同的直 线，a、3为不重合的平面），则此条件为 .（即 J 口 l/ a,（11/ a,1 , 6 卜 aJ Im/ a lalP J30 .在正四面体 PABC中，D, E, F分别是棱AB, BC, CA的中点.给出下面四个结论： BC/平面 PDF;DFL平面PAE;平面 PDF,平面 ABC;平面 PAE1平面 ABC, 其中所有不正确的结论的序号是 .1.分析：根据题意，依次分析选项：A,根据线面垂直的判定定理判断.C:根据线面平行的判定定理判断.D:由线线的位置关系判断.B：由线面垂直的性质定理判断；综合可得答案.解答：解：A,根

15、据线面垂直的判定定理，要垂直平面内两条相交直线才行，不正确；C: l / a, ma ,则l / m或两线异面，故不正确.D：平行于同一平面的两直线可能平行，异面，相交，不正确.B:由线面垂直的性质可知：平行线中的一条垂直于这个平面则另一条也垂直这个平面.故正2 .:解：如图，过平行六面体 ABCD- A1B1C1D1任意两条棱的中点作直线,其中与平面DBB1D1平行的直线共有12条， 故选D.3解：若直线l与平面a无公共点”成立，则 “ a”即 直线l与平面a无公共点到a为真命题反之，当“N a时，直线l与平面a无公共点”即。a”直线l与平面a无公共点”也为真命题根据充要条件的定义可得：直线

16、l与平面a无公共点”是“小的充要条件故选C4：. m/ n,根据线面垂直的性质定理：垂直于同一平面的两直线平行，故正确.n aIiD_Ln/ &由m，附 m n得n / a或na,故不正确.I. m_Ln! m m/n,由m / a, n / a,则m, n可能平行、可能相交、可能异面.故不正确.n/l a111nm_Ln,则m, n可能相交、可能异面，根据异面直线所成的角，可知 mn.故正确.(nil 口故选D.5根据正方体的几何特征，可以判断出AE与CG相交，但不垂直，由此可以判断出 A, B的真假，分析四边形ABC1F中各边的长度，即可判断 C的真假，由线面平行的判定定理，可以判断出D的

17、真假，进而得到答案.解：由正方体的几何特征，可得AE GG,但AE与平面BCBiCi不垂直，故AE, CG不成立；由于EG/ AC,故A, E, B, C四点共线AE与CG是异面直线错误；四边形ABQF中，ABW BC故四边形ABCiF是正方形错误；而AE/ CiF,由线面平行的判定定理，可得AE/平面BC1F故选 D6解答：解：二直线与平面平行，由其性质可知：，这条直线与平面内的任意一条直线都不相交，A 一条直线不相交，说明有其它直线与其相交，故A 错误；B、两条直线不相交，说明有其它直线与其相交，故 B错误；D、无数条直线不相交，说明有其它直线与其相交，无数不是全部，故 D错误； 故选C点

18、评： 此题考查直线与平面平行的判断定理：公理二：如果两个平面有一个公共点则它们有一条公共直线且所有的公共点都在这条直线上公理三：三个不共线的点确定一个平面推论一：直线及直线外一点确定一个平面推论二：两相交直线确定一个平面，这些知识要熟练掌握7解答：解：A、还可能有a a,所以不正确B、因为a不一定在3内，所以不正确C、还可能有a a,所以不正确D、all 3,且a 3由面面平行的性质定理可知是正确的.故选 D点评： 本题主要考查线线，线面，面面的平行及垂直间的相互转化，一定要注意常见结论的严密性8解答：解：A、a/ 3,又a氏all ”故A正确；B b a, a / b ,若a%则a不可能与a

19、平行，故B错误；C、a/ 3, M &若a ”,则结论不成立，故 C错误；D、b/%a/ b,若a a,则结论不成立，故 D错误； 故 A 正确；点评： 此题考查直线与平面平行的判断定理：公理二：如果两个平面有一个公共点则它们有一条公共直线且所有的公共点都在这条直线上公理三：三个不共线的点确定一个平面推论一：直线及直线外一点确定一个平面推论二：两相交直线确定一个平面， 这些知识要熟练掌握9分析：对于，可以构造面面平行，考虑线面平行定义；对于，考虑线面平行的判定及定义；对于，可以 用线面平的定义及判定定理判断；对于，用线面平行的判定定理即可.解答：解：对图，构造 AB所在的平面，即对角面，可以证

20、明这个对角面与平面MNP,由线面平行的定义可得AB/平面MNP.对图，通过证明 AB/ PN得至ij AB/平面MNP;对于、无论用定义还是判定定理都无法证明线面平行；故选B点评： 本题考查线面平行的判定，主要考虑定义、判定定理两种方法，同时运用面面平行的性质决问题10解 解：a与b可以相交，故错误；答： .a与3可以垂直，故错误；; a a, b 3, aXb, a 3,故正确；: a、b在平面a内的射影互相垂直，a与b不一定是垂直的，有可能斜交，故错误;故选A点评： 此题考查直线与平面平行的判断定理：公理二：如果两个平面有一个公共点则它们有一条公共直线且所有的公共点都在这条直线上公理三：三

21、个不共线的点确定一个平面推论一：直线及直线外一点确定一个平面推论二：两相交直线确定一个平面，这些知识要熟练掌握11解解：当ba是答： 若a/b时，a与a的关系可能是 a/ a,也可能是a a,即a/ a不一定成立，故 a / ba/ a为假命题；若a/a时，a与b的关系可能是 a/ b,也可能是a与b异面，即a/ b不一定成立，故a/a a/ b也为假命题；故a / b是a / a的既不充分又不必要条件故选 D点评：本题考查的知识点是充要条件，直线与平面平行关系的判断，先判断 a/ ba / “与a / ”油b的真假，然后利用充要条件的定义得到结论是证明充要条件的常规方法，要求大家熟练掌握12

22、解解：A、直线a在“内时，不正确 答：B、直线a在“内时，不正确C、面面平行的性质定理知正确D、直线a在“内时，不正确 故选 C点评： 本题主要考查在应用定理或常见结论时一定要条件全面，提醒学生做题量考虑要具体全面13解解：选项A, a_L 3, a_L 油“或a” 答：选项 B, a 3 =b a / ba / a 或 a a选项 C, a / b, b / a a/ a 或 a aA、B、C三个选项都不能排除a a,选项D,根据线面平行的性质可知正确 故选 D14解 解：根据平行公理可知正确；答： 根据面面平行的判定定理可知正确；对于错在a、 b 可能相交或异面对于错在a与3可能相交，对于

23、错在a可能在a内.点评:15分析：解答:16解答：点评:故选：C本题主要考查了直线与平面平行的判定，以及平面与平面平行的判定，同时考查了对定理、公理的理解, 属于综合题.垂直于同一个平面的两个平面的位置关系不能确定，与两条异面直线都相交的直线如果是交于不同的四个点，一定异面，若交于三个点则共面，过一点在空间中有无数条直线与已知直线垂直，得到结论.解：垂直于同一个平面的两个平面的位置关系不能确定，故A不正确，与两条异面直线都相交的直线如果是交于不同的四个点，一定异面，若交于三个点则共面，故B不正确,过一点在空间中有无数条直线与已知直线垂直，故C不正确，垂直于同一直线的两个平面平行，正确，故选D.

24、解：对于A,若m/ a, n / a,则m, n可以平行、相交，也可以异面，故不正确；对于B,若m/ a, m /氏则当m平行于a, 3的交线时，也成立，故不正确；对于C,若m，a, m 3,则m为平面a与3的公垂线，则 a/ &故正确；对于D,若m n, m 3,则nN&n也可以在 3内故选C本题考查空间中直线和平面的位置关系.涉及到两直线共面和异面，线面平行等知识点，在证明线面平17解答：点评:18解答:解：A： ab, b a,则a与平面平行或在平面内，不正确.B： all 3, 3/ /，则a与平面平行或在平面内，不正确.C： ba, a/b,则a与平面平行或在平面内，不正确.D：由线

25、面平行的判定理知，正确.故选D本题主要考查了立体几何中线面之间的位置关系及判定定理，属中档题也蕴含了对定理公理综合运用能力的考查,解：取AB的中点H,连接HE、ER FG GH平面HEFG为平面a其中AR BD CD AC都与平面 a相交E、F是BD CD的中点EF/ BC,而 EFa, BCa .BC/平面 a同理可证AD/平面a故选C行时，其常用方法是在平面内找已知直线平行的直线.当然也可以用面面平行来推导线面平行.点评:本题主要考查了直线与平面平行的判定，同时考查了空间想象能力和推理论证的能力，属于基础题.A错误.19解答：解：平行直线的平行投影重合，还可能平行,平行于同一直线的两个平面

26、平行，两个平面可能相交，B错误.垂直于同一平面的两个平面平行，可能相交，C错误.故选D.20分析由面面平行的判定定理和线面平行的定理判断A、B、D;由面面垂直的性质定理判断 C.解答：解：A不对，由面面平行白判定定理知，m与n可能相交；B不对，由面面平行的判定定理知少相交条件；C不对，由面面垂直的性质定理知，m必须垂直交线；故选D.点评： 本题考查了线面的位置关系，主要用了面面垂直和平行的定理进行验证，属于基础题.21分：由题意连接 A1C1,则/ AC1A1为所求的角，在 AAClAl计算.解答： 解：连接A1C1,在长方体 ABCD- A1B1C1D1中，A1AL平面 A1B1C1D1,则

27、/ AQA1 为 AC1 与平面 A1B1C1D1 所成角.1:r 2VH2 + 2JJl 2 3AAi在 AC1A1 中，sin / ACi A1 =A C 故选D.22分 本题考查的知识点是空间中直线与平面之间的位置关系，若m/, nil , m, n可以相交也可以异面，故析：A不正确；若 Y, 3, 丫，则all &则“、3可以相交也可以平行，故 B不正确；若 m / a, m /氏则a / 3,则a、3可以相交也可以平行，故 C不正确；m _L a, n_La则同垂直于一个平面的两条直线平行； 故D答案正确；分析即可得到结论.解答： 解：m, n均为直线，其中 m , n平行a, m

28、, n可以相交也可以异面，故A不正确；若a_L飞3-L Y,则a/ 3,则a、3可以相交也可以平行，故 B不正确；若m/m / &则all 3则“、3可以相交也可以平行，故C不正确；m _L a, n_L a则同垂直于一个平面的两条直线平行；故选D.23分对于选项A直线m可能与平面a斜交，对于选项B可根据三棱柱进行判定，对于选项C列举反例，如正 析：方体同一顶点的三个平面，对于D根据面面垂直的判定定理进行判定即可.解答：解：对于选项 D,若m/ %则过直线 m的平面与平面”相交得交线n,由线面平行的性质定理可得m/ n,又m，3,故n 3,且na,故由面面垂直的判定定理可得a &故选D点评：本

29、题主要考查了空间中直线与平面之间的位置关系，以及面面垂直的判定定理，同时考查了推理能力， 属于基础题.24解 解：用线面垂直和面面平行的定理可判断正确；答： 中，由面面平行的定义，m, n可以平行或异面；中，用线面平行的判定定理知，n可以在a内；故选C.点评： 本题考查了线面垂直和面面平行的定理，及线面、面面位置关系的定义，属于基础题.25 分 利用墙角知A 不对，线面平行和垂直的定理知B 不对，由面面平行的判定定理和线面垂直的性质定理来析： 判断出 C 和 D解答：解：A、“与3可能相交，如墙角，故 A错误；B、可能l B故B错误；C、由面面平行的判定定理知，m、n可能相交，故C错误；D、由

30、线面垂直的性质定理知，故 D正确.故选D点评： 本题考查了空间中线面位置关系，主要根据线面和面面平行及垂直的定理进行判断，考查了定理的运用能力和空间想象能力26:由线面垂直的定义，当直线 C，平面a时，C与a中的任意一条直线都垂直，即 直线C，平面a”直线Cm,直线cn为真命题，但反之，当 直线c,m,直线c n时，直线 C平面a不一定成立，根据充 要条件的定义，易得答案解答： 解：若直线cX m ,直线cX n成立则当m, n相交时，直线 C平面a成立，当m, n平行时，直线 C平面a不一定成立 故直线c,m,直线cn直线c,平面 小为假命题 若直线C平面a成立则C垂直平面a的每一条直线故

31、直线 C平面a直线c m,直线c n”为 直线c m,直线c n真命题 故直线cm,直线cn是直线c,平面a的必要而不充分条件 故选 B点评：判断充要条件的方法是：若pq为真命题且qp为假命题，则命题 p是命题q的充分不必要条件；若pq为假命题且qp为真命题，则命题 p是命题q的必要不充分条件；若 pq为真命题且qp为真命题， 则命题p是命题q的充要条件；若 pq为假命题且qp为假命题，则命题 p是命题q的即不充分也不必 要条件.判断命题 p与命题q所表示的范围，再根据 谁大谁必要，谁小谁充分 ”的原则，判断命题 p 与命题 q 的关系27分 由直线a/直线b,且a/平面 %知直线b/平面”或直线b在平面”内. 解答： 解：:直线a/直线b,且a/平面a,直线b/平面a或直线b在平面a内