数学高考复习全套直线平面平行的判定及其性质学习教案

1、会计学1数学高考数学高考(o ko)复习全套直线平面平复习全套直线平面平行的判定及其性质行的判定及其性质第一页，共29页。2. 平面与平面平行的判定与性质(1)判定定理如果(rgu)一个平面内有两条 都平行于另一个平面,那么这两个平面 .(2)性质定理如果(rgu)两个平行平面同时和第三个平面相交,那么所得的两条交线 .3. 两个平行平面间的距离(jl)两个平行平面的 的长度叫做两个平行平面间的距离(jl).相交(xingjio)直线平行平行公垂线段第1页/共29页第二页，共29页。典例分析典例分析(fnx)【例1】已知四边形ABCD是空间四边形,E、F、G、H分别(fnbi)是边AB、BC、

2、CD、DA的中点.求证:四边形EFGH是平行四边形.题型一题型一 线线平行线线平行(pngxng)分析 若证四边形是平行四边形,只需证一组对边平行且相等或两组对边分别平行即可.第2页/共29页第三页，共29页。证明(zhngmng) 如图,连接BD.EH是ABD的中位线,EHBD,EH= BD.又FG是CBD的中位线,FGBD,FG= BD,FGEH,且FG=EH,四边形EFGH是平行四边形.学后反思(fn s) 证明四边形EFGH是平行四边形,可有两条途径,一是证两组对边分别平行,二是证明一组对边平行且相等.2121第3页/共29页第四页，共29页。举一反三举一反三1. 1. 已知已知E E

3、、 分别分别(fnbi)(fnbi)是正方体是正方体 的棱的棱ADAD、 的中点的中点. .求证求证:BEC= :BEC= 证明: 如图,连接 . ,E分别为 ,AD的中点, AE.四边形 为平行四边形, .又 , ,四边形 是平行四边形. EB.同理 EC.又 与CEB方向相同, =CEB.1EE1E11AE11AE EA1A A1E E1A A1B B1E E1B B11E EBB11E B11EC111C E B111C E B第4页/共29页第五页，共29页。【例2】如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,侧面对角线AB1,BC1上分别(fnbi)有两点E,F,且B1E=C1F.求

4、证:EF平面ABCD.题型二线题型二线(r xin)面平行面平行分析 要证EF平面ABCD,方法有两种:一是利用线面平行的判定定理,即在平面ABCD内确定(qudng)EF的平行线;二是利用面面平行的性质定理,即过EF作与平面ABCD平行的平面.第5页/共29页第六页，共29页。证明 方法一:过E作EMAB于M,过F作FNBC于N,连接(linji)MN(如图),则EMBB1,FNBB1,EMFN.AB1=BC1,B1E=C1F,AE=BF, .又BB1=CC1,EM=FN,四边形EMNF是平行四边形,EFMN.又EF平面ABCD,MN平面ABCD,EF平面ABCD.,CCFNABAEBCBF

5、,ABAEBBEM1111111CCFNBBEM第6页/共29页第七页，共29页。方法二: 连接B1F,并延长(ynchng)交BC的延长(ynchng)线于点P,连接AP(如图).BPB1C1,B1FC1PFB, .AB1=BC1,B1E=C1F,AE=BF, ,EFAP.又EF平面ABCD,AP平面ABCD,EF平面ABCD.FPFBEAEB.EAEBBFFC1111BFFCFPFB11第7页/共29页第八页，共29页。方法(fngf)三:过点E作EHBB1于点H,连接FH(如图),则EHAB, .又AB1=BC1,B1E=C1F, FHB1C1.B1C1BC,FHBC.EHFH=H,平面

6、EFH平面ABCD.EF平面EFH,EF平面ABCD.BCFCBBHB,BBHBABEB11111111BBHBABEB1111第8页/共29页第九页，共29页。学后反思 判断(pndun)或证明线面平行的常用方法有:(1)利用线面平行的定义(无公共点);(2)利用线面平行的判定定理(a,b,aba);(3)利用面面平行的性质定理(,aa);(4)利用面面平行的性质(,a,a,aa).举一反三举一反三(j y fn sn)(j y fn sn)2. 2. 如图如图, ,在四棱锥在四棱锥P PABCDABCD中中, ,底面底面ABCDABCD为正方形为正方形,E,E为为PCPC中中点点. .求证

7、求证:PA:PA面面EDB.EDB.第9页/共29页第十页，共29页。证明:如图，连接AC交BD于O,连接EO.四边形ABCD为正方形,O为AC的中点.E为PC的中点,EO为PAC的中位线,故EOPA.又EO 面EDB，且PA 面EDB,PA面EDB.题型三题型三 面面平行面面平行(pngxng)【例3】如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,其棱长为1.求证(qizhng):平面AB1C平面A1C1D.第10页/共29页第十一页，共29页。分析(fnx) 要证明面AB1C面A1C1D,根据面面平行的判定定理或推论，只要证明AC面A1C1D，AB1面A1C1D,且ACAB1=A,即可.证明

8、 方法(fngf)一: AA1BB1 AA1=BB1 AA1 CC1 BB1CC1 BB1=CC1 四边形AA1C1C为平行四边形 ACA1C1 A1C1平面A1C1D AC平面A1C1D第11页/共29页第十二页，共29页。方法二:易知AA1和CC1确定(qudng)一个平面AC1,于是,平面AC1平面A1C1=A1C1平面AC1平面AC=AC平面A1C1平面AC A1C1AC A1C1平面AB1C AC平面AB1C AC平面(pngmin)A1C1D 同理,AB1平面(pngmin)A1C1D 平面(pngmin)AB1C平面(pngmin)A1C1D. ACAB1=A第12页/共29页第

9、十三页，共29页。A1C1平面(pngmin)AB1C 同理,A1D平面(pngmin)AB1C 平面(pngmin)AB1C平面(pngmin)A1C1D. A1C1A1D=A1学后反思 证明平面与平面相互平行,一般利用面面平行的判定定理,将面面平行转化为线面平行或线线平行来证明.具体方法有:(1)面面平行的定义;(2)面面平行的判定定理：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;(3)利用垂直于同一条(y tio)直线的两个平面平行;(4)两个平面同时平行于第三个平面,那么这两个平面平行;(5)利用“线线平行”、“线面平行”、“面面平行”的相互转化.第13页/共2

10、9页第十四页，共29页。3. 在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N、E、F分别是棱A1B1,A1D1,B1C1,C1D1的中点.求证(qizhng):平面AMN平面EFDB.举一反三举一反三(j y fn sn)证明(zhngmng): 如图，连接MF.M、F分别是A1B1,C1D1的中点,且四边形A1B1C1D1为正方形,MFA1D1.又A1D1 AD,MFAD,四边形ADFM为平行四边形,AMDF.又AM平面EFDB,DF平面EFDB,AM平面EFDB.同理可证,AN平面EFDB.AM,AN平面AMN,AMAN=A,平面AMN平面EFDB.第14页/共29页第十五页，共29页。题型

11、四题型四 平行平行(pngxng)(pngxng)的探究问题的探究问题【例【例4 4】长方体】长方体ABCD-ABCDABCD-ABCD，点，点PBBPBB（不与（不与B B、BB重合重合），），PABA=M,PCBC=N,PABA=M,PCBC=N,求证：求证：MNMN平面平面AC.AC.分析 要证明MN平面AC,只要证明MN平行(pngxng)于面AC内的一条直线即可，而这条直线应与MN共面.由于AC与MN共面,只要证明ACMN即可.解 如图，连接(linji)AC,AC,ABCDABCD为长方体，ACAC.AC平面ACB,AC平面ACB,第15页/共29页第十六页，共29页。AC平面(p

12、ngmin)ACB.又平面(pngmin)PAC过AC与平面(pngmin)ACB交于MN，MNAC.MN平面(pngmin)AC，AC平面(pngmin)AC，MN平面(pngmin)AC.学后反思 定理、定义是做题的依据，具备了条件，便可得到结论；条件不足，要通过题设和图形的结构特征、性质(xngzh)去寻求，增添辅助线是解决问题的关键.第16页/共29页第十七页，共29页。4. 如图,四棱锥(lngzhu)PABCD的底面是边长为a的正方形,侧棱PA底面ABCD,侧面PBC内有BEPC于E,且 ,试在AB上找一点F,使EF平面PAD.举一反三举一反三(j y fn sn)解析(ji x)

13、： 如图，在面PCD内作EGPD于G,连接AG.PA平面ABCD,CDAD,CD面PAD,CDPD,CDEG.又ABCD,EGAB.若有EF平面PAD,则EFAG,四边形AFEG为平行四边形,即EG=AF. ,且易知PBC为直角三角形,a36BE a33)a6(aCE22第17页/共29页第十八页，共29页。BC2=CECPCP= ,故AFFB=21时,EF平面(pngmin)PAD.32a3a333PCPECDEGABAFa3题型五题型五 平行关系的综合应用平行关系的综合应用【例5】(14分)如图，正三棱柱 的底面边长为2,点E、F分别是棱 、 上的点，点M是线段AC上的动点，EC=2FB=

14、2.（1）当点M在何位置时，MB平面AEF;(2)若MB平面AEF，判断MB与EF的位置关系，说明理由，并求MB与EF所成角的余弦值.111ABCABC1CC1BB第18页/共29页第十九页，共29页。分析 对于第（1）问，可采用分析法得到，即假设MB平面AEF，则平面MBF与AEF的交线与MB平行，由平面几何的知识不难探求M应为AC的中点(zhn din);第（2）问MB与EF异面可由判定定理推证，求夹角用平移法.解 (1)如图，当M是线段AC中点时，MB平面AEF.取AE中点N，连接NF,MN，则MN CE BF,即MN BF,.2MNFB是平行四边形，MB NF.4又NF 平面AEF，M

15、B 平面AEF，MB平面AEF.612第19页/共29页第二十页，共29页。(2)MB与EF是两条异面直线.EF 平面 ,B平面 ,B EF,M 平面 ，MB与EF是异面直线.8由（1）知MBNF,EFN就是异面直线MB与EF所成的角10由平面ABC平面 ，BMAC,知MB平面 ，又NFMB,FN平面 FNAE，而N是AE的中点,EF=AF= ，NF=BM= ，.12在RtEFN中,cosEFN= .即所求角的余弦值为 .141BC1BC1BC11ACC A11ACC A11ACC A53155NFEF155第20页/共29页第二十一页，共29页。5. 如图所示,在四面体ABCD中,截面EFG

16、H平行(pngxng)于对棱AB和CD.试问:截面在什么位置时,截面的面积最大?举一反三举一反三(j y fn sn)解析： AB平面EFGH,平面EFGH与平面ABC和平面ABD分别(fnbi)交于FG、EH,ABFG,ABEH,FGEH.同理可证,EFGH.截面EFGH是平行四边形.设AB=a,CD=b,FGH=(a、b、均为定值,其中为异面直线AB与CD所成的角),又设FG=x,GH=y.第21页/共29页第二十二页，共29页。由平面几何知识,得 .两式相加,得 ,即y= (a-x).S EFGH=FGGHsin =x (a-x)sin = x(a-x).x0,a-x0,且x+(a-x)

17、=a(定值),当且仅当x=a-x,即x= 时,(SEFGH)max= .故当截面EFGH的顶点E、F、G、H分别(fnbi)为棱AD、AC、BC、BD的中点时,截面面积最大.1byaxBCBGby,CBCGaxababa bsin2a4absin第22页/共29页第二十三页，共29页。易错警示易错警示(jn sh)【例】如图所示,已知E,F分别是正方体 棱 , 上的点，且AE= .求证:四边形 是平行四边形.1111ABCDABC D1AA1BC1C F1EBFD错解 在正方体 中,平面 平面 由两平行平面与第三平面相交，得交线平行,故 FB.同理可证, EB.故四边形 为平行四边形.1111

18、ABCDABC D11A ADD11B BCC1D E1D F1EBFD第23页/共29页第二十四页，共29页。错解分析 错解主要错在盲目地在立体几何证明中套用平面几何定理.立体几何问题只有在化归为平面几何问题后才能直接使用平面几何知识解题.正确的思路应分为两步,第一步将立体几何问题化归为平面几何问题,即先证明四边形 为平面四边形(四点共面),第二步再证四边形 为平行四边形,或者用平行四边形的充要条件证明.1EBFD1EBFD正解 方法一:如图,在平面 中,作EGAD交 于G点,连接GC,易证EG AD BC,四边形GEBC为平行四边形,EB GC.又由AE= ,得 FC,11A ADD1D D1C F1DG第24页/共29页第二十五页，共29页。四边形 为平行四边形, GC.于是EB ,四边形 为平行四边形.方法二:在平面 中,过A作AH 交 于H,连接HF,易得四边形 为平行四边形.于是 AE 四边形 为平行四边形, HF.又 AB,HF AB,四边形HABF为平行四边形,AH BF.又AH ,BF 四边形 为平行四边形.1DGCF1C F1D F1EBFD11A ADD1ED1DD1AHD E1D H1C F11D HFC11DC11DC1ED1ED1EBFD第25页/共2