内容正文:
11.3 空间中的平行关系
11.3.1 平行直线与异面直线
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目标导向
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自主预习
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合作探究
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课堂小结
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学习目标
核心素养
理解平行直线的传递性,并会用它解决两直线平行问题
直观想象
理解等角定理的内容,解决角相等或互补问题
逻辑推理
掌握异面直线的判定方法
逻辑推理
新知初探
1.空间平行线的传递性
(1)平行于同一条直线的两条直线______.这一性质通常叫做平行线的______性.
(2)符号表示: eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a∥b,,b∥c))⇒a∥c.
2.等角定理
如果空间中两个角的两条边分别对应平行并且方向相同,那么这两个角____________.
3.异面直线
(1)定义:空间中既不平行也不相交的直线.
(2)异面直线的画法(衬托平面法):
如图①②所示,为了表示异面直线不共面的特点,作图时,通常用一个或两个平面来衬托.
① ②
4.空间两条直线的三种位置关系
(1)从是否有公共点的角度来分:
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(没有公共点\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1( ,, ,)),有且仅有一个公共点 W.))
(2)从是否共面的角度来分:
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(在同一平面内\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1( ,, ,)),不同在任何一个平面内 W.))
5.空间四边形
(1)顺次连接不共面的4点所构成的图形称为空间四边形,其中4个点都是空间四边形的顶点,连接相邻顶点间的线段称为空间四边形的边,连接不相邻顶点间的线段称为空间四边形的对角线.
(2)空间四边形用表示顶点的4个字母表示.如图所示为空间四边形ABCD,这个空间四边形的边为AB, BC, CD, DA,对角线为AC,BD.
名师点拨
(1)求证两条直线平行,目前有两种途径:一是应用平行直线传递性,即找到第三条直线,证明这两条直线都与之平行,这是一种常用方法,要充分利用好平面几何知识;二是证明在同一平面内,这两条直线无公共点.
(2)等角定理是立体几何的基本定理之一.对于空间两个不相同的角,如果它们的两组对应边分别平行,则这两个角相等或互补.当角的两组对应边同时同向或同时反向时,两角相等;当两组对应边一组同向一组反向时,两角互补.
答案
1.(1)平行 (2)传递
2.相等或互补
4.(1)平行 异面 相交
(2)平行 相交 异面
初试身手
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)对于空间的三条直线a,b,c,如果a∥b,a与c不平行,那么b与c不平行.( )
(2)如果空间中两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等.( )
(3)两条直线和第三条直线成等角,则这两条直线平行.( )
(4)对于空间直线a,b,c,d,如果a∥b,b∥c,c∥d,那么a∥d.( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√
2.在长方体ABCDA′B′C′D′中,与AD平行的棱有________.(填写所有符合条件的棱)
答案:A′D′,B′C′,BC
类型1 空间平行线的传递性的应用
【例1】 如图,E,F分别是长方体ABCDA1B1C1D1的棱A1A,C1C的中点.求证:四边形B1EDF为平行四边形.
【证明】 如图所示,
取DD1的中点Q,连接EQ,QC1.
因为E是AA1的中点,所以EQA1D1.
因为在矩形A1B1C1D1中,A1D1B1C1,
所以EQB1C1,
所以四边形EQC1B1为平行四边形,
所以B1EC1Q.
又Q,F分别是D1D,C1C的中点,
所以QDC1F,
所以四边形DQC1F为平行四边形,
所以C1QFD.
又B1EC1Q,所以B1EFD,
故四边形B1EDF为平行四边形.
【规律方法】
证明空间中两条直线平行的方法
(1)利用平面几何的知识(三角形与梯形的中位线、平行四边形的性质、平行线分线段成比例定理等)来证明.
(2)利用基本事实4,即找到一条直线c,使得a∥c,同时b∥c,由基本事实4,得到a∥b.
跟踪训练1
如图,已知E,F分别是正方体ABCDA1B1C1D1的棱AA1,CC1的中点,求证:四边形EBFD1是菱形.
证明:如图所示,在正方体ABCDA1B1C1D1中,
取棱BB1的中点G,连接C1G,EG.
因为E,G分别为棱AA1,BB1的中点,
所以