11.2 平面的基本事实与推论(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第四册同步学习指导(人教B版2019)

2025-06-03
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教B版必修第四册
年级 高一
章节 11. 2 平面的基本事实与推论
类型 学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.26 MB
发布时间 2025-06-03
更新时间 2025-06-03
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-03-31
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来源 学科网

内容正文:

因为S侧= 6π,设母线长为l,则π(1 + 2)l = 6π, 所以l = 2,所以高h = l2 -(R - r)槡 2 槡= 3, 所以V = 13 π × (1 2 + 1 × 2 + 22) 槡× 3 = 槡7 33 π. 11. 2  平面的基本事实与推论 必备知识  探新知 知识点1  A∈l  Al  A∈α  Aα  lα  lα  对应练习 1. A  由题图可知平面α,β相交于直线m,直线n在平面α内, 两直线m,n交于点A,所以用符号语言可表示为α∩β = m, nα,m∩n = A. 知识点2  1.有且只有  两个点  这个平面内  lα  公共直 线  2.经过一条直线和这条直线外一点  经过两条相交直线  经过两条平行直线 对应练习 2. D  根据基本事实3判定点C和点D既在平面β内又在平面 γ内,故在β与γ的交线上.故选D. 3. 1或3  当三条直线共点时可确定三个或一个平面,当三条直 线不共点时可确定一个平面. 关键能力  攻重难     例1:(1)点P∈直线AB;     (2)点C直线AB;    (3)点M∈平面AC;     (4)点A1平面AC;     (5)直线AB∩直线BC =点B;     (6)直线AB平面AC;     (7)平面A1B∩平面AC =直线AB. 对点训练 1.(1)lα  (2)A∈l     例2:方法一:∵ AB∩α = P,∴ P∈AB,P∈平面α.     又AB平面ABC,∴ P∈平面ABC.     ∴由基本事实3可知:     点P在平面ABC与平面α的交线上,     同理可证Q、R也在平面ABC与平面α的交线上.     ∴ P、Q、R三点共线.     方法二:∵ AP∩AR = A,     ∴直线AP与直线AR确定平面APR.     又∵ AB∩α = P,AC∩α = R,     ∴平面APR∩平面α = PR.     ∵ B∈面APR,C∈面APR,∴ BC面APR.     又∵ Q∈面APR,Q∈α,     ∴ Q∈PR. ∴ P、Q、R三点共线. 对点训练 2.如图所示,连接A1B,CD1 .显然B∈平面 A1BCD1,D1∈平面A1BCD1 . ∴ BD1平 面A1BCD1 . 同理BD1平面ABC1D1,∴平面ABC1D1 ∩平面A1BCD1 = BD1 . ∵ A1C与平面ABC1D1的公共点是Q, ∴ Q∈平面ABC1D1 . 又∵ A1C平面A1BCD1,∴ Q∈平面A1BCD1 . ∴ Q∈BD1,即B,Q,D1三点共线.     例3:[证明]  如图所示.由已知 a∥b,所以过a,b有且只有一个平面 α.设a∩l =A,b∩l = B,∴ A∈α,B∈α, 且A∈l,B∈l,∴ lα.即过a,b,l有且 只有一个平面. 对点训练 3.(1)D  (2)1  (1)在A图中,分别连接PS,QR(图略), 易证PS∥QR, ∴ P,Q,R,S四点共面; 在B图中,过P,Q,R,S可作一正六边形,如图 所示,∴ P,Q,R,S四点共面; 在C图中,分别连接PQ,RS(图略),易证 PQ∥RS,∴ P,Q,R,S四点共面; 在D图中,连接PS,RQ(图略),易知PS与RQ 不相交也不平行, ∴ P,Q,R,S四点不共面.故选D. (2)①正确,可以用反证法证明:若其中任意三点共线,则四点 必共面; ②不正确,共面不具有传递性; ③不正确,如空间四边形.     例4:[证明](1)因为BGGC = DHHC = 12, 所以GH∥BD. 因为E,F分别为AB,AD的中点,所以EF∥BD, 所以EF∥GH. 所以E,F,H,G四点共面. (2)因为G,H不是BC,CD的中点, 所以EF∥GH,且EF≠GH, 所以EG与FH必相交,设交点为M, 因为EG平面ABC,HF平面ACD,所以M∈平面ABC, 且M∈平面ACD,因为平面ABC∩平面ACD = AC, 所以M∈AC, 所以EG与HF的交点在直线AC上. 对点训练 4.[证明]  ∵ CE∩D1F = G, ∴ G∈CE,G∈D1F. 又∵ D1F平面ADD1A1,CE平面ABCD, ∴ G∈平面ADD1A1,G∈平面ABCD,即G为平面ADD1A1 和平 面ABCD的公共点. 又平面ADD1A1∩平面ABCD = AD, ∴ G∈AD. ∴ CE,D1F,DA三线共点. 课堂检测  固双基 1. A  ∵直线a平面α,直线b平面α,M∈a,N∈b,∴ M∈平 面α,N∈平面α. ∵ M∈l,N∈l,∴ lα.故选A. 2. D  经过两条相交直线有且只有一个平面,A错误;经过两条 平行直线有且只有一个平面,B错误;经过直线与直线外一点 有且只有一个平面,C错误;过共线的三点,有无数个平面,D 正确.故选D. 3. D  当四个点共线时,确定无数个平面;当四个点不共线时,若 四点共面,可确定1个平面,若四点不共面,可确定4个平面, 所以空间中四点可确定的平面有1个或4个或无数个                                                                      . —202— 4. C  因为α∩β = l,AB∩l =C,所以C∈β,C∈AB,所以AB∩β =C. 5.等边三角形或矩形或等腰梯形  点Q在棱DD1 上移动,当点 Q与点D1重合时截面为等边三角形AB1D1,如图(1)所示;当 点Q与点D重合时,截面为矩形AB1C1D,如图(2)所示;当点 Q不与点D,D1 重合时,截面为等腰梯形AQRB1,如图(3) 所示. 11. 3  空间中的平行关系 11. 3. 1  平行直线与异面直线 必备知识  探新知 知识点1  1.(1)有且只有一条  (2)互相平行  传递性  b∥c 2.对应平行  相同 对应练习 1. B  因为AB∥PQ,BC∥QR, 所以∠PQR与∠ABC相等或互补. 因为∠ABC = 30°,所以∠PQR = 30°或150°. 2. 3  因为四边形ABB′A′,ADD′A′均为长方形,所以AA′∥BB′, AA′∥DD′.又四边形BCC′B′为长方形,所以BB′∥CC′,所以 AA′∥CC′.故与AA′平行的棱共有3条,分别是BB′,CC′,DD′. 知识点2  1.既不平行也不相交  3.不经过交点 对应练习 3.(1)×   (2)×   (3)×   (4)√ [提示]  (1)没有公共点的两条直线是平行直线或异面 直线. (2)若直线a和b共面,则由题意可知a∥b;若a和b不共面, 则由题意可知a与b是异面直线. (3)若a,b是异面直线,a,c是异面直线,那么b,c可以平行, 可以相交,可以异面. (4)由异面直线的概念可知这个说法正确. 知识点3  不共面  顶点的4个字母  相邻顶点间  不相邻 对应练习 4. D  在△ABD中可得EH∥BD,EH = 12 BD,在△CBD中可得 FG∥BD,FG = 23 BD,所以EH,FG平行且不相等,所以四边形 EFGH是梯形. 关键能力  攻重难     例1:平行  连接BD,如图,     ∵ AEAB = AH AD,∴ EH∥BD,     又∵ CFCB = CG CD,∴ FG∥BD,∴ EH∥FG. 对点训练 1.因为G,H分别为FA,FD的中点, 所以GH∥AD,GH = 12 AD. 又BC∥AD,BC = 12 AD, 所以BC∥GH,BC = GH, 所以四边形BCHG是平行四边形.     例2:[证明]  在正方形ADD1A1中,M,M1分别为AD,A1D1 的中点,∴ A1M1瓛AM,∴四边形AMM1A1是平行四边形,     ∴ A1A瓛M1M.又∵ A1A瓛B1B,∴ M1M瓛B1B,     ∴四边形BB1M1M为平行四边形,∴ B1M1∥BM.     同理可得四边形CC1M1M为平行四边形,∴ C1M1∥CM.     由平面几何知识可知,∠BMC和∠B1M1C1都是锐角.     ∴ ∠BMC =∠B1M1C1 . 对点训练 2.△ADE≌△BCF  由题意知,E,F分别为原长方形纸片ABCD 中AD,BC的中点,EF与DC,AB分别平行且相等,∴四边形 EFCD和四边形EFBA均为平行四边形,∴ ED瓚FC,EA瓚FB 且方向相同,∴ ∠AED =∠BFC, ∴ △ADE≌△BCF.     例3:(2)(4)  (1)中HG∥MN,(3)中GM∥HN且GM≠ HN,所以直线HG与MN必相交. 对点训练 3.平行  异面  相交  异面  (1)在正方体AC1 中,因为A1D1 瓚BC,所以四边形A1BCD1为平行四边形,所以A1B∥D1C. (2)因为B∈平面BCC1B1,B1C平面BCC1B1,BB1C,又A1 平面BCC1B1,由异面直线的判定可知A1B与B1C异面. (3)因为D1D∩D1C = D1,所以直线D1D与直线D1C相交. (4)由异面直线的判定可知AB与B1C异面.     例4:60°或120°     [解析]  因为角α,β的两边分别平行,     所以α,β相等或互补,     又α = 60°,所以β = 60°或120°. 对点训练 4. B  ②④是正确的. 课堂检测  固双基 1. D  对于A,若GH∥MN,可得G,H,M,N四点共面,则直线 MG,HN共面,这与MG,HN异面矛盾,所以A中的两直线不平 行;由异面直线的定义可得B,C中的两直线GH,MN为异面 直线;对于D,由N,H为中点,可得NH∥MG,且NH = MG,则 四边形MGHN为平行四边形,故GH∥MN.故选D. 2. B  如图,在正方体ABCD - A1B1C1D1 中,AA1 与BC是异面直线,又AA1∥BB1,AA1∥DD1, 显然BB1∩BC = B,DD1与BC是异面直线,故 选B. 3. A  把正方体的平面展开图还原到原来的正 方体如图所示, AB⊥EF,EF与MN是异面直线,MN⊥CD,只有①②正确. 4.相交  直线A1B与直线外一点E确定的平面为A1BCD1,EF 平面A1BCD1,且两直线不平行,故两直线相交                                                                      . —203— 〉 /CD1 4.用平面α截一个球,所得的截面面积为π,若α到该球球心的距离为1,则球的体积为 (  ) A. 8π3           B. 8槡2π 3           C. 8槡2π          D. 32π 3 XYZ[%\]^ 1.充满氢气的气球飞艇可以供游客旅行.现有一 个飞艇,若要它的半径扩大为原来的4倍,那 么它的体积应增大到原来的 (    ) A. 4倍    B. 8倍 C. 64倍    D. 16倍 2.在棱长为1的正方体上,分别用过共顶点的三 条棱中点的平面截该正方体,则截去8个三棱 锥后,剩下的几何体的体积是 (    ) A. 23 B. 7 6 C. 45 D. 5 6 3.如果轴截面为正方形的圆柱的侧面积是4π, 那么圆柱的体积等于 (    ) A. π      B. 2π      C. 4π      D. 8π 4.如图,四棱锥P - ABCD的底面 ABCD为平行四边形,CE = 2EP, 若三棱锥P - EBD的体积为V1, 三棱锥P - ABD的体积为V2,则 V1 V2 的值为        . 5.圆台上、下底面面积分别是π,4π,侧面积是 6π,这个圆台的体积是        . 请同学们认真完成练案[16                        ] ##"% 平面的基本事实与推论 !"#$%&'( 学习目标 核心素养 1.掌握平面的基本事实和推论,会用符号表达基本事实 与推论. 2.会用平面的基本事实和推论描述点、直线、平面之间的 位置关系 1.通过平面画法的学习,培养直观想 象的数学核心素养. 2.借助平面的基本事实及推论,培养 逻辑推理的数学核心素养. )*+,%-.+ 知识点1  点、线、面之间的位置关系     一些文字语言与符号语言的对应关系: 文字语言表达 符号语言表示 文字语言表达 符号语言表示 点A在直线l上           点A在直线l外           点A在平面α内           点A在平面α外             直线l在平面α内           直线l在平面α外           直线l,m相交于点A l∩m = A 平面α,β相交于直线l α∩β = l     提醒: t CZÄ.[-Cˆ . K0¡Ÿ6->#RSíkO‹“Œo‹Œ,Ÿ6¡8<- >#RSíkO‹Œo‹Œ. $+& ●/012 1.如图所示,用符号语言可表示为 (    )                                                A. α∩β = m,nα,m∩n = A B. α∩β = m,n∈α,m∩n = A C. α∩β = m,nα,Am,An D. α∩β = m,n∈α,A∈m,A∈n 知识点2  平面的基本事实与推论     1.平面的基本事实 基本事实 内容 图形 符号 作用 基 本 事 实 1 经过不在一条直线上 的三个点,          一个平面 A,B,C三点不共线存 在唯一的平面α使A,B, C∈α 一是确定平面;二是证明 点、线共面问题;三是判断 两个平面重合的依据 基 本 事 实 2 如果一条直线上的          在一个平面 内,那么这条直线 在            A∈l,B∈l,且A∈α,B∈α            既可判定直线和点是否在 平面内,又能说明平面是 无限延展的 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          P∈α且P∈βα∩β = l, 且P∈l ①判定两平面相交的依据 ②判定点在直线上     2.利用基本事实1和基本事实2,再结合“两点确定一条直线”,可以得到下面三个推论:     推论1                   ,有且只有一个平面.     推论2                   ,有且只有一个平面.     推论3                   ,有且只有一个平面. ●/012 2.如图,平面α∩平面β = l,A,B∈α,C∈β,Cl,直线AB∩l = D,过A,B,C三点确 定的平面为γ,则平面γ,β的交线必过 (    ) A.点A B.点B C.点C,但不过点D D.点C和点D 3.三条直线两两相交,可确定平面的个数是        个. 3456%789 ●:;<%>ÓÔÕP”_Ö` 1.根据图形用符号表示下列点、直线、平面之间的关系. (1)点P与直线AB; (2)点C与直线AB; $+'   (3)点M与平面AC; (4)点A1与平面AC; (5)直线AB与直线BC; (6)直线AB与平面AC; (7)平面A1B与平面AC. [归纳提升]     提醒: vwZÄ.[o\ñ.[Q¶£-J;NVt CF6]6 -¢5 . 〉 /CD1 1.(1)用集合语言表示直线l在α内,          ; (2)点A在直线l上用符号语言表示为          . ●:;E%C¡×f: 2.已知△ABC在平面α外,AB∩α = P,AC∩α = R, BC∩α = Q,如图.求证:P、Q、R三点共线.     [分析]  (1)P、Q、R三点分别在哪几个平面上?     (2)在两个相交平面上的点,有什么特点? [归纳提升] 〉 /CD1 2.如图所示,在正方体ABCD - A1B1C1D1中,设线段A1C与 平面ABC1D1的公共点是Q,求证:B,Q,D1三点共线. 归纳提升:三种语言的 转换方法 O\ñ.[nZÄ.[ ÓÔ^.J;NV‡ ]^ÿ>J;b/.8 <n/šŸ6•¶¬Ý Í->#RSKWV_ kO\ñ.[ÓÔVƒ OZÄ.[ÓÔ . 归纳提升: 0»6-5 Ä$u5Ä$0»6 GH«OË(`F 3 V ¦\¶«8<«6-c ^+VG¯5Ä045 ®\.8</V5Ä0 ®¶«8<-«6„V òWEai*\0fg ^šŸ6V]÷5Äi j0ò®i„ . $+( ●:;>%סAf: 3.已知直线a∥b,直线l与a,b都相交,求证:过a,b,l有且只有一个 平面. [归纳提升] 〉 /CD1 3.(1)已知四个选项中的图形棱长都相等,且P,Q,R,S分别是所在棱的中 点,则这四个点不共面的是 (  ) (2)给出以下四个结论: ①不共面的四点中,其中任意三点不共线; ②若直线a,b共面,直线a,c共面,则直线b,c共面; ③依次首尾相接的四条线段必共面. 其中正确结论的个数是        . ●:;n%סCf: 4.如图所示,在空间四边形ABCD中,E,F分别为AB,AD的中点,G,H 分别在BC,CD上,且BGGC = DHHC = 12,求证:     (1)E,F,H,G四点共面;     (2)EG与HF的交点在直线AC上. [归纳提升] 归纳提升:在证明多线 共面时,可用下面的两 种方法来证明: È 1 Ébэuˆ” 4Ÿ6fg^.8<V ƒ5ÄijŸ6®’. 8</ . È 2 É*^u¦5 Ä^Ïðƒ®^.8< /Vƒ5Ä`^Ïðƒ ®`^.8</V]÷ 5Ē\.8<­AV ¦5X1bðƒ®*^ .8</ . 归纳提升:证明线共点 问题的方法 (1) $ 1 uWÊi* ^šI"45¯iì\ šŸ6-\.8<-« 6V]÷ƒ5\šŸ6 -«0®aŸ6„h (2) $ 2 u+i* ^šŸ6õIÎ\.8 <-«6V5Ä9«6 ¡`\šŸ645«p \0Vƒ50­AVØ ÙX:6»0h $+) 〉 /CD1 4.如图,在正方体ABCD - A1B1C1D1中,设E为AB的中点,F为AA1的中点,且CE∩D1F = G,求证: CE,D1F,DA三线共点. XYZ[%\]^ 1.如果直线a平面α,直线b平面α,M∈a, N∈b,且M∈l,N∈l,那么 (  )                                A. lα B. lα C. l∩α =M D. l∩α = N 2.下列条件不能确定一个平面的是 (  ) A.两条相交直线 B.两条平行直线 C.直线与直线外一点 D.共线的三点 3.空间中四点可确定的平面个数有 (    ) A. 1个 B. 3个 C. 4个 D. 1个或4个或无数个 4.设平面α与平面β交于直线l,A∈α,B∈α,且 直线AB∩l = C,则直线AB∩β =         . 5.正方体ABCD - A1B1C1D1中,点Q是棱DD1上 的动点,则过A,Q,B1三点的截面的形状可能 为                        . 请同学们认真完成练案[17                   ] ##"& 空间中的平行关系 11. 3. 1  平行直线与异面直线 !"#$%&'( 学习目标 核心素养 1.了解空间中两条直线的位置关系. 2.理解空间平行线的传递性,会证等角定理. 3.理解异面直线的概念、画法,了解空间四边形. 1.借助两直线平行的判定与性质,提 升逻辑推理的核心素养. 2.通过等角定理的学习,培养直观想 象的核心素养. $+*

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11.2 平面的基本事实与推论(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第四册同步学习指导(人教B版2019)
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