内容正文:
第六章
立体几何
平面的基本性质
6.1
两条直线的位置关系
6.2
两条异面直线所成的角,异面直线垂直的判定
6.3
直线与平面的位置关系,直线与平面平行的判定和性质
6.4
直线与平面垂直的判定和性质
6.5
直线与平面所成的角
6.6
两个平面的位置关系,平面与平面平行的判定和性质
6.7
二面角·平面与平面垂直的判定和性质
6.8
6.7
两个平面 的位置关系,平面与平面平行的判定和性质
观察
如图6.7-1所示,在长方体中,上底面与下底面平行,右侧面与下底面相交.
两个平面的位置关系,平面与平面平行的判定和性质
6.7
抽象
从上述例子受到启发,两个平面的位置关系有且只有下述3种情形:
两个平面的位置关系,平面与平面平行的判定和性质
6.7
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(1)两个平面平行——没有公共点;
(2)两个平面相交——所有公共点位于一条直线上;
(3)两个平面重合——有3个公共点不在一条直线上(从而它们的所有点都是公共点).
在画两个平行的平面时,注意要使表示这两个平面的两个平行四边形的对应边平行,如图6.7-2所示.
平面和平行,记作.
如果两个平面平行,则它们没有公共点,从而其中一个平面内的任意一条直线都和另一个平面平行.反之如何?我们有如下结论:
定理1(两个平面平行的判定定理) 如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行.
两个平面的位置关系,平面与平面平行的判定和性质
6.7
探索
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已知:平面内有两条相交直线都和平面平行,如图6.7-3所示.
求证:.
证明
由于因此与不重合.
假如与相交,设交点为.
由于,且,因此.
同理,.从而这与己知与相交矛盾.
所以不相交.于是.
两个平面的位置关系,平面与平面平行的判定和性质
6.7
两个平面平行的判定定理在实际生活 中有许多应用.例如,木工师傅常将气泡水平仪在桌面上交叉放两次,若每次气泡均在中间, 则可判断该桌面是水平的.
为什么要将水平仪交叉放两次?
两个平面的位置关系,平面与平面平行的判定和性质
6.7
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观察
教室里天花板与左墙面的交线,跟地面与左墙面的交线之间的位置关系如何?
两个平面的位置关系,平面与平面平行的判定和性质
6.7
抽象
上述例子里,与平行.由此受到启发,猜测有下述结论:
定理2(两个平面平行的性质定理) 如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行.
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已知:平面与平面平行,平面与, 都相交,交线分别为,,如图6.7-4所示.
求证:.
证明
由于
因此与没有公共点,从而与也没有公共点.
又由于与都在平面内,因此.
两个平面的位置关系,平面与平面平行的判定和性质
6.7
1
证明:夹在两个平行平面间的平行线段的长度相等.
已知:平面与平面平行,是上两点,是上两点,且,如图6.7-5所示.
求证:线段与线段的长度相等.
例
证明
由于,
因此直线与确定一个平面,且这个平面与,分别相交于直线.
由于,因此,
从而四边形是平行四边形.
于是对边与的长度相等.
两个平面的位置关系,平面与平面平行的判定和性质
6.7
2
如果一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面,那么它也垂直于另一个平面.
已知:平面,直线,如图6.7-6所示.
求证:.
例
证明
在平面内任取一条直线,过作平面与平面相交,交线为.
由于,因此根据定理2得,.
由于,因此.
由于,因此根据6.3节的命题得,.
从而.
两个平面的位置关系,平面与平面平行的判定和性质
6.7
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与两个平行平面同时垂直的直线称为这两个平行平面的公垂线,它夹在这两个平行平面间的部分,称为这两个平行平面的公嚣线段.
根据直线与平面垂直的性质定理以及例1立即得到下述结论:
两个平