内容正文:
7.3 空间点、直线、平面之间的位置关系
课程标准
1.借助长方体,在直观认识空间点、直线、平面间的位置关系的基础上,抽象出空间点、直线、平面间的位置关系的定义. 2.了解四个基本事实和一个定理,并能用定理解决相关问题.
授课提示:对应学生用书第154页
知识点一 平面
1.平面的基本事实
基本事实1:过不在一条直线上的三个点,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.基本事实三个推论
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.
知识点二 空间中两直线间的位置关系
1.空间中两直线间的位置关系
2.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(或夹角).
(2)范围:.
3.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.
知识点三 空间中直线与平面、平面与平面间的
位置关系
1.直线与平面间的位置关系有相交、平行、在平面内三种情况.
2.平面与平面间的位置关系有平行、相交两种情况.
[对点自测]
1.(知识点一)下列命题中正确的是( )
A.过三点确定一个平面
B.四边形是平面图形
C.三条直线两两相交则确定一个平面
D.两个相交平面把空间分成四个区域
答案:D
2.(知识点二、三)如果直线a⊂平面α,直线b⊂平面β.且α∥β,则a与b( )
A.共面
B.平行
C.是异面直线
D.可能平行,也可能是异面直线
答案:D
3.(知识点一、二)若平面α∥平面β,点A,C∈α,B,D∈β,则直线AC∥直线BD的充要条件是( )
A.AB∥CD
B.AD∥CB
C.AB与CD相交
D.A,B,C,D四点共面
答案:D
4.(知识点二)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所成角的大小为________.
答案:60°
授课提示:对应学生用书第155页
互动探究
[例1] 如图所示,在正方体ABCDA1B1C1D1中,点E,F分别是AB,AA1的中点,连接D1F,CE.求证:
(1)E,C,D1,F四点共面;
(2)CE,D1F,DA三线共点.
[证明] (1)如图所示,连接CD1,EF,A1B.
∵E,F分别是AB,AA1的中点,
∴EF∥A1B,且EF=A1B.
又∵A1D1∥BC,A1D1=BC,
∴四边形A1BCD1是平行四边形,
∴A1B∥CD1,∴EF∥CD1,
∴EF与CD1能够确定一个平面ECD1F,
即E,C,D1,F四点共面.
(2)由(1)知EF∥CD1,
且EF=CD1,
∴四边形CD1FE是梯形,
∴CE与D1F必相交,设交点为P,
则P∈CE,且P∈D1F.
∵CE⊂平面ABCD,D1F⊂平面A1ADD1,
∴P∈平面ABCD,且P∈平面A1ADD1.
又∵平面ABCD∩平面A1ADD1=AD,
∴P∈AD,∴CE,D1F,DA三线共点.
[变式训练] 若本例条件不变,且CE∩D1F=Q,证明Q,A,D三点共线.
证明:∵CE∩D1F=Q,
∴Q∈平面ADD1A1,且Q∈平面ABCD.
又∵平面ADD1A1∩平面ABCD=AD,∴Q∈AD.
故Q,A,D三点共线.
技法点拨
共面、共线、共点问题的证明
(1)证明共面的方法:先确定一个平面,然后再证其余的线(或点)在这个平面内.
(2)证明共线的方法:先由两点确定一条直线,再证明其他各点都在这条直线上.
(3)证明共点的方法:先证其中两条直线交于一点,再证其他直线经过该点.
自主探究
1.下列推断中,错误的是( )
A.若M∈α,M∈β,α∩β=l,则M∈l
B.A∈α,A∈β,B∈α,B∈β⇒α∩β=AB
C.l⊄α,A∈l⇒A∉α
D.A,B,C∈α,A,B,C∈β,且A,B,C不共线⇒α,β重合
解析:对于A,因为M∈α,M∈β,α∩β=l,由基本事实3可知M∈l,A正确.
对于B,A∈α,A∈β,B∈α,B∈β,故直线AB⊂α,AB⊂β,
即α∩β=AB,B正确.
对于C,若l∩α=A,
则有l⊄α,A∈l,但A∈α,C错误.
对于D,有三个不共线的点在平面α,β中,故α,β重合,D正确.
答案:C
2.(2023·哈尔滨师大附中等三校联考)设m,n是两条不同的直线,α,β,γ是三个不同的平面,下列四个命题正确的是( )
A.若m∥α,n∥α,