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 Al A∈α Aα lα lα
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,
nα,m∩n = A.
知识点2 1.有且只有 两个点 这个平面内 lα 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)lα (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,∴ lα.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BGGC = DHHC = 12,
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,∴ lα.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,BB1C,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
]
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平面的基本事实与推论
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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.[-C
.
K0¡6->#RSíkOo,6¡8<-
>#RSíkOo.
$+&
●/012
1.如图所示,用符号语言可表示为 ( )
A. α∩β = m,nα,m∩n = A B. α∩β = m,n∈α,m∩n = A
C. α∩β = m,nα,Am,An 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∈βα∩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,Cl,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
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归纳提升:
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3
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.
$+(
●:;>%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BGGC = DHHC = 12,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
ÉbÑu
46fg^.8<V
5Äij6®.
8</
.
È
2
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Ä^Ïð®^.8<
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5Ä\.8<AV
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.8</
.
归纳提升:证明线共点
问题的方法
(1)
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1
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(2)
$
2
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¡`\645«p
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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. lα B. lα
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.
$+*