内容正文:
第3节 空间点、直线、平面之间的位置关系
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核心素养
考情聚焦
1.理解空间直线、平面位置关系的定义.
2.了解可以作为推理依据的公理和定理.
3.能运用公理、定理和已获得的结论证明一些空间位置关系的简单命题
1.平面的基本性质及应用,增强逻辑推理和数学抽象的素养.
2.空间两直线的位置关系,达成直观想象和逻辑推理的素养.
3.异面直线所成的角,提升直观想象、数学抽象和数学运算的素养
2024年高考预计以几何体为载体,考查与点、线、面的位置关系等有关命题真假的判断、求异面直线所成的角是高考考查的重点.判断空间线面的位置关系可以用相关定理进行判断.也可以构造长方体模型来判断,还可以直接举反例来判断.题型既有选择题、填空题,又有解答题,一般难度不会太大,属中低档题型
[必备知识]
一、构成空间几何体的基本元素
1.空间几何体的基本元素
长方体、圆柱、圆锥、球等都是几何体(几何体也简称为“体”),包围着几何体的都是“面”,面与面相交给人“线”的形象,线与线相交给人“点”的形象. 点、线、面 是构成空间几何体的基本元素.
2.空间中的两条直线a,b的位置关系
3.直线a与平面α的位置关系
4.平面α与平面β的位置关系
5.直线与平面垂直:
(1)定义:一般地,如果直线l与平面α相交于一点A,且对平面α内任意一条过点A的直线m,都有l⊥m,则称直线l与平面α垂直(或l是平面α的一条垂线,α是直线l的一个垂面,记作l⊥α),其中点A称为垂足.
(2)点面距:若点A是平面α外一点,AB⊥α,B为垂足,则线段AB的长为点A到平面α的距离.
(3)线面距、面面距转化为点面距.
二.平面的基本事实与推论
1.三个基本事实
图形
文字语言
符号语言
基本
事实1
过 不在一条直线上 的三点,有且只有一个平面
A,B,C三点不共线⇒存在唯一的平面α使A,B,C∈α
基本
事实2
如果一条直线上的 两个点 在一个平面内,那么这条直线在这个平面内
A∈l,B∈l,且A∈α,B∈α⇒l⊂α
基本
事实3
如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条 过该点的公共直线
P∈α,且P∈β⇒α∩β=l,且P∈l
2.三个推论
(1)经过一条直线和 直线外的一点有且只有 一个平面.
(2)经过两条 相交 直线 有且只有 一个平面.
(3)经过两条 平行 直线 有且只有 一个平面.
三、平行直线与异面直线
1.平行直线
(1)定义:在同一平面内 不相交 的两条直线称为平行直线.
(2)空间平行线的传递性
①文字表述:平行于同一条直线的两条直线互相 平行 .
②符号表述:⇒b∥c.
2.异面直线
(1)定义:两条直线异面,实际上也就是这两条直线不能同时在 任何一个平面内 .
(2)异面直线的画法:为了表示异面直线a,b不共面的特点,作图时,通常用一个或两个 平面 衬托,如图所示.
(3)判定方法:与一个平面相交于一点的直线与这个平面内 不经过交点 的直线异面.
3.异面直线所成的角
(1)定义:一般地,如果a,b是空间中的两条异面直线,过空间中任意一点,分别作与a,b 平行或重合 的直线a′,b′,则a′与b′所成角的大小,称为异面直线a与b所成角的大小.
(2)异面直线所成角θ的取值范围: 0°<θ≤90° .
四、等角定理
文字表述:如果一个角的两边与另一个角的两边分别对应 平行 ,并且方向 相同 ,那么这两个角 相等 .
五、空间四边形
1.定义: 顺次 连接不共面的4点所构成的图形称为空间四边形,其中4个点都是空间四边形的 顶点 ,连接 相邻 顶点间的线段称为空间四边形的边,连接 不相邻 顶点间的线段称为空间四边形的对角线.
2.表示:用表示 顶点 的4个字母表示,如图所示为空间四边形ABCD,这个空间四边形的边为 AB,BC,CD,DA ,对角线为 AC,BD .
1.异面直线的判定
过平面外一点和平面内一点的直线,与平面内不过该点的直线是异面直线.
2.唯一性定理
(1)过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行.
(2)过直线外一点有且只有一个平面与已知直线垂直.
(3)过平面外一点有且只有一个平面与已知平面平行.
(4)过平面外一点有且只有一条直线与已知平面垂直.
[自主诊断]
◆[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”.
(1)两个不重合的平面只能把空间分成四个部分.( )
(2)两个平面α,β有一个公共点A,就说α,β相交于A点,记作α∩β=A.( )
(3)两两相交的三条直线最多可以确定三个平面.( )
(4)如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.( )
(5)已知a,b是异面直线,直线c平