内容正文:
§3 空间点、直线、平面之间的位置关系
第一课时 空间图形基本位置关系的认识及基本事实1,2,3
(一)点、线、面的位置关系
点、线、面之间的关系及符号表示(其中A是点,l,m是直线,α,β是平面)
1.“直线a经过平面α外一点P”用符号表示为 ( )
A.P∈a,a∥α B.a∩α=P
C.P∈a,P∉α D.P∈a,a⊂α
解析:由于点P在平面α外,所以有P∉α,又直线a经过点P,所以P∈a.
答案:C
2.把下列符号叙述所对应的图形的字母编号填在横线上.
(1)A∉α,a⊂α________;
(2)α∩β=a,P∉α,且P∉β________;
(3)a∩α=A________;
(4)α∩β=a,α∩γ=c,β∩γ=b,a∩b∩c=O________.
答案:(1)C (2)D (3)A (4)B
(二)基本事实1~3
1.平面的基本事实
(1)“不在一条直线上”“三个点”是基本事实1的重点字眼,如果没有前者,那么只能说“有一个平面”,但可能不唯一;如果将“三个点”改成“四个点”,那么过四个点不一定存在一个平面.由此可见,“不在一条直线上的三个点”是确定一个平面的恰到好处的条件.这里的“有且只有”包括存在性和唯一性两个方面,“有”表示“平面存在”,“只有”表示平面唯一.
(2)从集合的角度看基本事实2,即如果一条直线(集合)上有两个点(元素)属于一个平面(集合),那么这条直线就是这个平面的真子集.这个结论阐述了两个观点:一是整条直线在平面内,二是直线上的所有点在平面内.
(3)基本事实3表达了不重合的平面与平面有两种位置关系:两个平面相交于一条直线和两个平面平行.事实上,对于不重合的两个平面,如果两个平面有一个公共点,那么它们必定还有另外一个公共点,只要找出这两个平面的两个公共点,就找出了它们的交线.
——————————————————————————————————
2.平面的基本事实1,2的三个推论
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”).
(1)经过空间任意三点能确定一个平面. ( )
(2)四条线段首尾相连一定构成一个平面四边形. ( )
(3)基本事实2是确定直线在平面内的依据. ( )
答案:(1)× (2)× (3)√
2.三点可确定平面的个数是 ( )
A.0 B.1 C.2 D.1或无数个
答案:D
3.若平面α与平面β相交,点A,B既在平面α内又在平面β内,则点A,B必在________.
答案:α与β的交线上
[典例] 用符号表示下列语句,并画出图形.
(1)点A在平面α内但在平面β外;
(2)直线a经过平面α内一点A,α外一点B;
(3)直线a在平面α内,也在平面β内.
[解] (1)A∈α,A∉β.(如图①)
(2)a∩α=A,B∉α,B∈a.(如图②)
(3)α∩β=a.(如图③)
三种语言转换的注意点
(1)用文字语言、符号语言表示一个图形时,首先仔细观察图形有几个平面、几条直线且相互之间的位置关系如何,试着用文字语言表示,再用符号语言表示.
(2)要注意符号语言的意义,如点与直线的位置关系只能用“∈”或“∉”,直线与平面的位置关系只能用“⊂”或“⊄”.
(3)根据符号语言或文字语言画相应的图形时,要注意实线和虚线的区别.
[对点训练]
1.如图所示,用符号语言可表示为 ( )
A.α∩β=m,n⊂α,m∩n=A
B.α∩β=m,n∈α,m∩n=A
C.α∩β=m,n⊂α,A∉m,A∉n
D.α∩β=m,n∈α,A∈m,A∈n
解析:很明显,α∩β=m,n在α内,m与n交于点A,故选A.
答案:A
2.用符号表示下列语句,并画出图形.
(1)平面α与β相交于直线l,直线a与α,β分别相交于点A,B.
(2)点A,B在平面α内,直线a与平面 α交于点C,点C不在直线AB上.
解:(1)用符号表示α∩β=l,a∩α=A,a∩β=B,如图①.
(2)用符号表示A∈α,B∈α,a∩α=C,C∉AB,如图②.
[典例] 如图所示,已知l1∩l2=A,l2∩l3=B,l1∩l3=C.求证:直线l1,l2,l3在同一平面内.
[证明] 法一:纳入平面法
∵l1∩l2=A,∴l1和l2确定一个平面α.
∵l2∩l3=B,∴B∈l2.
又∵l2⊂α,∴B∈α.
同理可证C∈α.
又∵B∈l3,C∈l3,∴l3⊂α.
∴直线l1,l2,l3在同一平面内.
法二:辅助平面法
∵l1∩l2=A,∴l1,l2确定一个平面α.
∵l2∩l3=B,∴l2,l3确定一个平面β.
∵A∈l2,l2⊂α,∴A∈α.
∵A∈l2,l2⊂β.∴A∈β.
同理可证B∈α,B∈β,C∈α,C∈β.
∴不共线的三个点A,B,C既在平面α内,又在平面β内.
∴平面α和β重合,即