内容正文:
第2节 空间点、直线、平面之间的位置关系
[课程标准要求]
1.借助长方体模型,在直观认识和理解空间点、线、面的位置关系的基础上,抽象出空间线、面位置关系的定义.
2.了解可以作为推理依据的基本事实和定理.
3.能运用基本事实、定理和已获得的结论证明一些空间位置关系的简单命题.
1.四个基本事实
基本事实1:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.
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.
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.
基本事实4:平行于同一条直线的两条直线平行.
2.用集合语言描述点、线、面间的位置关系
(1)点与直线的位置关系
点A在直线l上,记作 A∈l;点B不在直线l上,记作B∉l.
(2)点与平面的位置关系
点A在平面α内,记作 A∈α;点B不在平面α内,记作 B∉α.
(3)直线与平面的位置关系
直线a在平面α内,记作a⊂α;直线b不在平面α内,记作 b⊄α.
(4)直线a,b相交于点P,记作 a∩b=P.
(5)直线AB与平面α相交于点C,记作 AB∩α=C.
(6)平面α与平面β相交于直线CD,记作 α∩β=CD.
3.空间中两直线的位置关系
(1)空间中两直线的位置关系
(2)异面直线所成的角
①定义:对于异面直线a和b,在空间任取一点P,过P分别作a和b的平行线a′和b′,我们把a′与b′所成的锐角或直角叫作异面直线a与b所成的角.
②范围:(0°,90°].
(3)等角定理
如果空间中两个角的两条边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.
4.空间中直线与平面、平面与平面的位置关系
位置
关系
图形语言
符号语言
公共点
情况
直
线
与
平
面
相交
a∩α=A
有且只
有一个
公共点
平行
a∥α
没有
公共点
在平
面内
a⊂α
直线上
所有的
点都是
公共点
平
面
与
平
面
平行
α∥β
没有
公共点
相交
α∩β=a
有一条
公共
直线
1.“点在直线a上,但不在平面α内”,用数学符号表示正确的是( A )
A.A∈a且A∉α B.A∈a且A⊄α
C.A⊂a且A∉α D.A⊄a且A∈α
解析:“点在直线a上,但不在平面α内”的符号语言为A∈a且A∉α.
2.(多选题)下列叙述正确的是( ABD )
A.若P∈(α∩β),且α∩β=l,则P∈l
B.若直线a∩b=A,则直线a与b能确定一个平面
C.三点A,B,C确定一个平面
D.若A∈l,B∈l且A∈α,B∈α,则l⊂α
解析:点P是两平面的公共点,当然在交线上,故A正确;两相交直线确定一个平面,故B正确;只有不共线的三点才能确定一个平面,故C错误;直线上有两点在一个平面内,则整条直线都在平面内.
3.(2022·重庆月考)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( D )
A.点A B.点B
C.点C但不过点M D.点C和点M
解析:因为AB⊂γ,M∈AB,所以M∈γ.又α∩β=l,M∈l,所以M∈β.根据基本事实3可知,M在γ与β的交线上.同理可知,点C也在γ与β的交线上.
4.已知下列说法:
①若两个平面α∥β,a⊂α,b⊂β,则a∥b;
②若两个平面α∥β,a⊂α,b⊂β,则a与b是异面直线;
③若两个平面α∥β,a⊂α,b⊂β,则a与b一定不相交;
④若两个平面α∥β,a⊂α,b⊂β,则a与b平行或异面;
⑤若两个平面α∩β=b,a⊂α,则a与β一定相交.
其中正确的是 (将你认为正确的序号都填上).
解析:①错误.a与b也可能异面.
②错误.a与b也可能平行.
③正确.因为α∥β,所以α与β无公共点.
又因为a⊂α,b⊂β,所以a与b无公共点.
④正确.由已知及③知,a与b无公共点,那么a∥b或a与b异面.
⑤错误.a与β也可能平行.
答案:③④
平面的基本性质及应用
1.(多选题)如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,O为DB的中点,直线A1C交平面C1BD于点M,则下列结论正确的是( ABC )
A.C1,M,O三点共线
B.C1,M,O,C四点共面
C.C1,O,A,M四点共面
D.D1,D,O,M四点共面
解析:连接AC,A1C1(图略),由题意知点O为BD,AC的交点,且平面C1BD∩平面A1ACC1=C1O,因为直线A1C交平面C1BD于点M,
所以点M∈直线C1O,
所以C1,M,O三点共线,故选项A正确;
因为C1,M,O三点共线,所以C1,M,O,C四点共面,故B正确;
因为C1,M,O三点共线,所以C1,M,O,A四点共面,故C正确;
因为直线O