内容正文:
第九章 立体几何
知识结构
命题趋势
本章内容在历年真题中出题数量基本保持在3道,主要涉及的知识点有:线面之间的关系及所成的角、异面直线所成的角,以及柱、锥、球及其简单组合体的结构特征、面积和体积.
第一节 平面的基本性质
知识梳理
知识点一 点、直线与平面的位置关系
(1)点A在直线l上,记作A∈l;点A不在直线l上,记作A∉l.
(2)点A在平面α内,记作A∈α;点A不在平面α内,记作A ∉ α.
(3)直线l在平面α内,记作lα;直线A不在平面α内,记作lα.
知识点二 平面的基本性质
(1)公理1:如果一条直线上有两点在一个平面内,那么这条直线上所有点都在这个平面内(直线在平面内,或者平面经过直线).
(2)公理2:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有一条过这点的公共直线.
(3)公理3:不在同一直线上的三点确定一个平面.
(4)推论1:过一条直线和这条直线外一点有且只有一个平面.
(5)推论2:过两条相交直线有且只有一个平面.
(6)推论3:过两条平行直线有且只有一个平面.
典例解析
例1 在空间中,下列说法不正确的是().
A.若三条直线相交于一点,则这三条直线共面
B.四条平行直线最多可以确定六个平面
C.同一平面的两条垂线一定共面
D.若两个平面有一个公共点,则它们有无数个公共点
解析
技巧
点拨
两条相交直线确定一个平面,但第三条直线不一定在这个平面内.故选A.
本题考查了共面的条件.
典例解析
例2
已知△ABC三个顶点都在平面α外,分别延长AB,BC,AC交平面α于P,Q,R三点.
求证:P,Q,R三点共线.
解析
技巧
点拨
因为点A∈平面ABC,点B∈平面ABC,点C∈平面ABC,所以直线AB平面ABC,直线BC平面ABC,直线AC平面ABC.
因为点P∈直线AB,点Q∈直线BC,点R∈直线AC,所以点P,Q,R∈平面ABC.
又因为点P,Q,R∈平面α,所以点P,Q,R在平面ABC与平面α的交线上.
所以P,Q,R三点共线.
如果直线l上的两个点都在平面α内,那么直线l上的所有点都在平面α内;如果两个平面有一个公共点,那么它们一定还有其他的公共点,并且所有公共点的集合是过这个点的一条直线.
第二节 空间的平行关系
知识梳理
知识点一 圆的方程
1.直线与直线的位置关系
(1)直线与直线的位置关系:相交、平行、异面.
①相交直线:有且只有一个公共点的两条直线称为相交直线.
②平行直线:在同一平面内,没有公共点的两条直线称为平行直线.
③异面直线:不同在任何一个平面内,没有公共点的两条直线称为异面直线.
(2)平行公理(公理4).
平行于同一条直线的两条直线互相平行.
2.直线与平面的位置关系
直线与平面的三种位置关系:直线在平面内、直线与平面相交、直线与平面平行.
(1)直线在平面内:直线上的所有点都在平面内.
(2)直线与平面相交:直线与平面只有唯一一个公共点.
(3)直线与平面平行:直线与平面没有公共点.
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3.直线与平面平行
(1)直线与平面平行的定义:若直线l与平面α没有公共点,则称直线l与平面α平行.
(2)直线与平面平行的判定定理:平面α外的一条直线l与平面α内的一条直线m平行,则直线l与平面α平行.(线线平行线面平行)
(3)直线与平面平行的性质定理:已知直线l与平面α平行,且经过直线l的平面β与平面α相交于直线m,则直线l与直线m平行.(线面平行线线平行)
4.平面与平面平行
(1)平面与平面平行的定义:若两个平面没有公共点,则称这两个平面平行.
(2)平面平行的判定定理:若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.(线面平行面面平行)
(3)平面平行的性质定理1:若两个平行平面同时与第三个平面相交,则两条交线平行.(面面平行线线平行)
(4)平面平行的性质定理2:若两个平面平行,则其中一个平面内的任何一条直线都与另一个平面平行.(面面平行线面平行)
典例解析
例1 如图9-1所示的空间四边形ABCD,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA的中点,求证:四边形EFGH是平行四边形.
典例解析
解析
技巧
点拨
因为E,F分别为AB,BC的中点,
所以EF∥AC且EF=AC.
又因为G,H分别为CD,DA的中点,
所以GH∥AC且GH= AC.
所以EF与GH平行且相等.
所以四边形EFGH是平行四边形.
在证明线线平行时往往借助三角形的中位线平行且等于底边的一半.
典例解析
例2 如图9-3所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G分别是A1B1,A1D1,AA1的中点.
求证:平面EFG∥平面BDC1.
解析
连接B1D1,AB1,因为E,F分别是A1B1,A1D1的中点,所以EF∥B1D1,又因为BD∥B1D1,所以EF∥BD