内容正文:
第3节 空间点、直线、平面之间的位置关系
考点点击
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.
[要点梳理]
1.平面的基本性质
图形
文字语言
符号语言
公理1
如果一条直线上的 两点 在一个平面内,那么这条直线在此平面内
⇒l⊂α
公理2
过不在 同一条直线上的三点 ,有且只有一个平面
A,B,C三点不共线⇒有且只有一个平面α,使A∈α,B∈α,C∈α
公理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
若P∈α且P∈β,则α∩β=a,且P∈a
2.空间两条直线的位置关系
位置关系的分类
共面
直线
异面直线:不同在 任何 一个平面内, 没有 公共点.
3.平行公理
平行于同一条直线的两条直线互相 平行 .
4.等角定理
空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角 相等或互补 .
5.异面直线所成的角
(1)定义:设a,b是两条异面直线,经过空间中任一点O作直线a′∥a,b′∥b,把a′与b′所成的 锐角(或直角) 叫做异面直线a与b所成的角.
(2)范围:.
6.空间直线、平面的位置关系
图形语言
符号语言
公共点
直线与平面
相交
a∩α=A
1 个
平行
a∥α
0 个
在平面内
a⊂α
无数 个
平面与平面
平行
α∥β
0 个
相交
α∩β=l
无数 个
1.公理2的三个推论
推论1:经过一条直线和这条直线外一点有且只有一个平面;
推论2:经过两条相交直线有且只有一个平面;
推论3:经过两条平行直线有且只有一个平面.
2.异面直线判定的一个定理
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.
[自主诊断]
◆[思考辨析]
判断下面结论是否正确(正确的打“√”,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平行于直线a,那么c与b不可能是平行直线.( )
(6)没有公共点的两条直线是异面直线.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)×
◆[教材改编]
1.[必修2P52B组T1(2)改编]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( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
解析:C [连接B1D1,D1C(图略),则B1D1∥EF,故∠D1B1C为所求的角,又B1D1=B1C=D1C,
∴∠D1B1C=60°.]
2.[必修2P45例2改编]如图,在三棱锥ABCD中,E,F,G,H分别是棱AB,BC,CD,DA的中点,则
(1)当AC,BD满足条件 __________ 时,四边形EFGH为菱形;
(2)当AC,BD满足条件 __________ 时,四边形EFGH为正方形.
解析:(1)∵四边形EFGH为菱形,
∴EF=EH,∴AC=BD.
(2)∵四边形EFGH为正方形,∴EF=EH且EF⊥EH,∵EF∥AC,EH∥BD,
且EF=AC,EH=BD,
∴AC=BD且AC⊥BD.
答案:(1)AC=BD (2)AC=BD且AC⊥BD
◆[小题纠偏]
1.如图正方体或四面体,P,Q,R,S分别是所在棱的中点,则这四个点不共面的一个图是( )
解析:D [A、B、C图中四点一定共面,D中四点不共面.]
2.如图,α∩β=l,A,B∈α,C∈β,且C∉l,直线AB∩l=M,过A,B,C三点的平面记作γ,则γ与β的交线必通过( )
A.点A B.点B
C.点C但不过点M D.点C和点M
解析:D [∵AB⊂γ,M∈AB,∴M∈γ.
又α