空间点线面之间的关系.ppt

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1、备考方向要明了,1.直线、平面位置关系是历年高考考 查的重点内容之一，既有客观题， 又有主观题其中客观题主要是空 间线、面位置关系的判定如2012 年重庆T9，陕西T5等主观题中往 往作为其中一问来考查，如2012年 陕西T18，安徽T18(1)等 2.公理和定理一般不单独考查，而是 作为解题过程中的推理依据.,1.理解空间直线、平 面位置关系的定义 2.了解四个公理和等角 定理，并能以此作为 推理的依据 3.能运用公理、定理和 已获得的结论证明一 些空间图形的位置关 系的简单命题.,怎 么 考,考 什 么,归纳知识整合 1四个公理 公理1：如果一条直线上的 在一个平面内，那么这条直线在此平面

2、内作用：可用来证明点、直线在平面内 公理2：过 的三点，有且只有一个平面 作用：可用来确定一个平面；证明点线共面 公理3：如果两个不重合的平面有一个公共点，那么它们 过该点的公共直线作用：可用来确定两个平面的交线；判断或证明多点共线；判断或证明多线共点,两点,不在一条直线上,有且只有一条,公理4：平行于同一条直线的两条直线 作用：判断空间两条直线平行的依据 探究 1.平面几何中成立的有关结论在空间立体几何中是否一定成立？ 提示：不一定例如，“经过直线外一点有且只有一条直线和已知直线垂直”在平面几何中成立，但在立体几何中就不成立而公理4的传递性在平面几何和立体几何中均成立,互相平行,2直线与直线

3、的位置关系,平行,相交,任何,(2)异面直线所成的角 定义：设a，b是两条异面直线，经过空间中任一点O作直线aa，bb，把a与b所成的_ 叫做异面直线a与b所成的角(或夹角),锐角(或直角),(3)定理 空间中如果两个角的两边分别对应平行，那么这两个角 探究 2.不相交的两条直线是异面直线吗？ 提示：不一定，不相交的两条直线可能平行，也可能异面 3不在同一平面内的直线是异面直线吗？ 提示：不一定，不在同一平面内的直线可能异面，也可能平行,相等或互补,3空间直线与平面、平面与平面的位置关系,1,0,无数,0,无数,自测牛刀小试,1(教材习题改编)下列命题： 经过三点确定一个平面； 梯形可以确定一

4、个平面； 两两相交的三条直线最多可以确定三个平面； 如果两个平面有三个公共点，则这两个平面重合 其中正确命题的个数是 ( ) A0 B1 C2 D3,解析：对于，未强调三点不共线，故错误；正确；对于，三条直线两两相交，如空间直角坐标系，能确定三个平面，故正确；对于，未强调三点共线，则两平面也可能相交，故错误,答案：C,答案：D,2(教材习题改编)分别在两个平面内的两条直线的位 置关系是 ( ) A异面 B平行 C相交 D以上都有可能 解析：由直线、平面的位置关系分析可知两条直线相交、平行或异面都有可能,3如果a，b，laA，lbB，那么下列关系 成立的是 ( ) Al Bl ClA DlB 解

5、析：a ，laA，A，Al，同理B，Bl，l.,答案：A,4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_个部分 解析：三个平面，两两相交，交线分别是a，b，c，且abc，则，把空间分成7部分 答案：7,5如图所示，在正方体ABCDA1B1C1D1 中，E、F分别是AB，AD的中点，则异 面直线B1C与EF所成的角的大小为_ 解析：连接B1D1，易证B1D1EF，从而D1B1C即为异面直线B1C与EF所成的角，连接D1C，则B1D1C为正三角形，故D1B1C60. 答案：60,平面的基本性质及应用,例1 以下四个命题： 不共面的四点中，其中任意三点不共线； 若点A、B、C、

6、D共面，点A、B、C、E共面，则点A、B、C、D、E共面； 若直线a、b共面，直线a、c共面，则直线b、c共面； 依次首尾相接的四条线段必共面 其中正确命题的个数是 ( ) A0 B1 C2 D3,自主解答 正确，可以用反证法证明；不正确，从条件看出两平面有三个公共点A、B、C，但是若A、B、C共线则结论不正确；不正确，共面不具有传递性；不正确，空间四边形的四条边不在一个平面内 答案 B,由所给元素确定平面的关键点 判断由所给元素(点或直线)确定平面时，关键是分析所给元素是否具有确定唯一平面的条件，如不具备，则一定不能确定一个平面,1下列如图所示是正方体和正四面体，P、Q、R、S分别 是所在棱

7、的中点，则四个点共面的图形是_,解析：中可证四边形PQRS为梯形；中，如图所示取A1A与BC的中点为M、N，可证明PMQNRS为平面图形，且PMQNRS为正六边形中可证四边形PQRS为平行四边形；中，可证Q点所在棱与面PRS平行，因此，P、Q、R、S四点不共面,答案：,(1)证明：四边形BCHG是平行四边形； (2)C，D，F，E四点是否共面？为什么？,本例条件不变，如何证明“FE、AB、DC共点”？,证明共面问题的常用方法 纳入平面法：先确定一个平面，再证明有关点、线在此平面内 辅助平面法：先证明有关的点、线确定平面，再证明其余元素确定平面，最后证明平面、重合,2如图所示，正方体ABCDA1

8、B1C1D1中，E、F分别是AB 和AA1的中点求证： (1)E、C、D1、F四点共面； (2)CE、D1F、DA三线共点,证明：(1)连接EF，CD1，A1B. E、F分别是AB、AA1的中点， EFBA1. 又A1BD1C， EFCD1，E、C、D1，F四点共面,(2)EFCD1，EFCD1， CE与D1F必相交，设交点为P， 则由PCE，CE平面ABCD， 得P平面ABCD. 同理P平面ADD1A1. 又平面ABCD平面ADD1A1DA， P直线DA.CE、D1F、DA三线共点,空间两条直线的位置关系,例3 如图，在正方体ABCDA1B1C1D1中，M，N分别是BC1，CD1的中点，则下

9、列判断错误的是( ) AMN与CC1垂直 BMN与AC垂直 CMN与BD平行 DMN与A1B1平行,自主解答 由于MN与平面DCC1D1相交于N点，D1C1平面DCC1D1，且C1D1与MN没有公共点，所以MN与C1D1是异面直线又因为C1D1A1B1，且A1B1与MN没有公共点，所以A1B1与MN是异面直线，故选项D错误 答案 D, ,异面直线的判定方法 (1)定义法：依据定义判断(较为困难)； (2)定理法：过平面内一点与平面外一点的直线与平面内不经过该点的直线为异面直线(此结论可作为定理使用) (3)反证法：先假设两条直线不是异面直线，即两直线平行或相交，由假设的条件出发，经过严密的推理

10、，导出矛盾，从而否定假设，肯定两条直线异面.,3已知空间四边形ABCD中，E、H分别是边AB、AD的中 点，F、G分别是边BC、CD的中点 (1)求证：BC与AD是异面直线； (2)求证：EG与FH相交,证明：(1)假设BC与AD共面，不妨设它们所共平面为，则B、C、A、D. 所以四边形ABCD为平面图形，这与四边形 ABCD为空间四边形相矛盾所以BC与AD是异面直线 (2)如图，连接AC，BD，则EFAC，HGAC，因此EFHG；同理EHFG，则EFGH为平行四边形 又EG、FH是EFGH的对角线， 所以EG与HF相交.,异面直线所成的角,例4 (2012银川模拟)如图所示，在正方体ABCD

11、A1B1C1D1中， (1)求A1C1与B1C所成角的大小； (2)若E、F分别为AB、AD的中点，求A1C1与EF所成角的大小,自主解答 (1)如图，连接AC、AB1， 由ABCDA1B1C1D1是正方体，知AA1C1C 为平行四边形，所以ACA1C1，从而B1C 与AC所成的角就是A1C1与B1C所成的角 由AB1ACB1C可知B1CA60， 即A1C1与B1C所成角为60. (2)如图，连接BD，由AA1CC1，且AA1CC1可知A1ACC1是平行四边形，所以ACA1C1. 即AC与EF所成的角就是A1C1与EF所成的角 因为EF是ABD的中位线，所以EFBD. 又因为ACBD，所以EF

12、AC，即所求角为90.,求异面直线所成角的步骤 平移法求异面直线所成角的一般步骤：,4已知三棱锥ABCD中，ABCD，且直线AB与CD成 60角，点M、N分别是BC、AD的中点，求直线AB和MN所成的角,MEN为异面直线AB与CD所成的角(或补角)，且MEN为等腰三角形 当MEN60时，EMN60，即异面直线AB和MN所成的角为60. 当MEN120时，EMN30，即异面直线AB和MN所成的角为30. 直线AB和MN所成的角为60或30.,(1)“不同在任何一个平面内”指这两条直线不能确定任何一个平面，因此异面直线既不平行，也不相交 (2)不能把异面直线误解为：分别在不同平面内的两条直线为异面

13、直线 (3)异面直线的公垂线有且仅有一条,(1)平移法：即选点平移其中一条或两条直线使其转化为平面角问题，这是求异面直线所成角的常用方法 (2)补形法：即采用补形法作出平面角,(1)证明共面问题一般有两种途径： 首先由条件中的部分线(或点)确定一个平面，再证其他线(或点)在此平面内； 将所有条件分为两部分，然后分别确定平面，再证明这两个平面重合 (2)证明共线问题一般有两种途径： 先由两点确定一条直线，再证其他点都在这条直线上； 直接证明这些点都在同一条特定直线上 (3)证明共点问题常用方法：先证其中两条直线交于一点，再证其他直线经过该点.,易误警示求解线线角中忽视隐含条件而致错 典例 (20

14、13临沂模拟)过正方体ABCDA1B1C1D1的顶点A作直线l，使l与棱AB，AD，AA1所成的角都相等，这样的直线l可以作 ( ) A1条 B2条 C3条 D4条,答案 D,1易忽视异面直线所成的角，且没有充分认识正方体中的平行关系而错选A. 2求解空间直线所成的角时，还常犯以下错误： (1)缺乏空间想象力，感觉无从下手； (2)忽视异面直线所成角的范围,答案：90,“演练知能检测” 见“限时集训（四十四）”,1平面、的公共点多于两个，则 、垂直 、至少有三个公共点 、至少有一条公共直线 、至多有一条公共直线 以上四个判断中不成立的个数是 ( ) A0 B1 C2 D3 解析：由条件知，平面

15、与重合或相交，重合时，公共直线多于一条，故错误；相交时不一定垂直，故错误,答案：C,2如图，在四面体ABCD中，截面PQMN是正方形，则 在下列命题中，错误的为 ( ) AACBD BAC截面PQMN CACBD D异面直线PM与BD所成的角为45 解析：依题意得MNPQ，MN平面ABC，又MN平面ACD，且平面ACD平面ABCAC，因此有MNAC，AC平面MNPQ.同理，BDPN.又截面MNPQ是正方形，因此有ACBD，直线PM与BD所成的角是45.,答案：C,3对于四面体ABCD，下列命题 相对棱AB与CD所在直线异面； 由顶点A作四面体的高，其垂足 是BCD三条高线的交点； 若分别作AB

16、C和ABD的边AB上的高，则这两条高所在的直线异面； 分别作三组相对棱中点的连线，所得的三条线段相交于一点 其中正确的是_(填序号),解析：对于，由四面体的概念可知，AB与CD所在的直线为异面直线，故正确；对于，由顶点A作四面体的高，当四面体ABCD的对棱互相垂直时，其垂足是BCD的三条高线的交点，故错误；对于，当DADB，CACB时，这两条高线共面，故错误；对于，设AB、BC、CD、DA的中点依次为E、F、M、N，易证四边形EFMN为平行四边形，所以EM与FN相交于一点，易证另一组对棱也过它们的交点，故正确 答案：,4已知长方体ABCDABCD中，AB4，BC3， AA5，求异面直线DB和AC所成角的余弦值,