内容正文:
第25讲 空间直线、平面的平行
必备知识
1
考点精析
2
综合提升
3
必备知识
PART
01
第一部分
1.线面平行的判定定理:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行.
图形语言:
符号语言:____________________
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2.线面平行的性质定理:一条直线与一个平面平行,如果过该直线的平面与此平面相交,那么该直线与交线平行.
图形语言:
符号语言:____________________
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3.面面平行的判定定理:如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,那么这两个平面平行.
图形语言:
符号语言:_________________________
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4.面面平行的性质定理:两个平面平行,如果另一个平面与这两个平面相交,那么两条交线平行.
图形语言:
符号语言:____________________
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1.平行关系中的三个重要结论
(1)垂直于同一条直线的两个平面平行,即若a⊥α,a⊥β,则α∥β.
(2)垂直于同一个平面的两条直线平行,即若a⊥α,b⊥α,则a∥b.
(3)平行于同一个平面的两个平面平行,即若α∥β,β∥γ,则α∥γ.
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2.平行关系有关的性质
(1)夹在两个平行平面之间的平行线段的长度相等.
(2)两条直线被三个平行平面所截,截得的对应线段成比例.
(3)同一条直线与两个平行平面所成的角相等.
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考点精析
PART
02
第二部分
考点一 直线与平面平行的判定和性质
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,O,M分别为BD,PC的中点.设平面PAD与平面PBC的交线为l.求证:
(1)OM∥平面PAD;
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证明:连接AC(图略).因为底面ABCD为平行四边形,所以O为AC中点,
又M为PC中点,所以OM∥PA,
又OM⊄平面PAD,PA⊂平面PAD,
所以OM∥平面PAD.
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(2)BC∥l.
证明:因为底面ABCD为平行四边形,
所以AD∥BC,
因为AD⊂平面PAD,BC⊄平面PAD,
所以BC∥平面PAD,
又BC⊂平面PBC,
平面PAD∩平面PBC=l,
所以BC∥l.
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归纳总结 判断或证明线面平行的常用方法
(1)利用线面平行的定义(无公共点).
(2)利用线面平行的判定定理(a⊄α,b⊂α,a∥b⇒a∥α).
(3)利用面面平行的性质定理(α∥β,a⊂α⇒a∥β).
(4)利用面面平行的性质(α∥β,a⊄β,a∥α⇒a∥β).
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考点二 平面与平面平行的判定与性质
如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,过BC的平面与
上底面A1B1C1交于HG(HG与B1C1不重合).
(1)求证:BC∥HG;
证明:因为在三棱柱ABC-A1B1C1中,平面ABC∥平面A1B1C1,
又平面BCHG∩平面ABC=BC,且平面BCHG∩平面A1B1C1=HG,所以由面面平行的性质定理得BC∥HG.
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(2)若E,F,G分别是AB,AC,A1B1的中点,求证:平面EFA1∥平面BCHG.
证明:因为E,F分别为AB,AC的中点,所以EF∥BC,
因为EF⊄平面BCHG,BC⊂平面BCHG,
所以EF∥平面BCHG.
又G,E分别为A1B1,AB的中点,A1B1綉AB,所以A1G綉EB,
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所以四边形A1EBG是平行四边形,
所以A1E∥GB.
因为A1E⊄平面BCHG,GB⊂平面BCHG,
所以A1E∥平面BCHG.
又因为A1E∩EF=E,A1E,EF⊂平面EFA1,所以平面EFA1∥平面BCHG.
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归纳总结 证明面面平行的方法
(1)利用面面平行的定义.
(2)利用面面平行的判定定理:如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,那么这两个平面平行.
(3)利用垂直于同一条直线的两个平面平行.
(4)利用两个平面同时平行于第三个平面,那么这两个平面平行.
(5)利用“线线平行”“线面平行”“面面平行”的相互转化.
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综合提升
PART
03
第三部分
1.平面α∥平面β的一个充分条件是( )
A.存在一条直线a,a∥α,a∥β
B.存在一条直线a,a⊂α,a∥β
C.存在两条平行直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α
D.存在两条异面直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α
√
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解析:若α∩β=l,a∥l,a⊄α,a⊄β,则a∥α,a∥β,故排除A.若α∩β=l,a⊂α,a∥l,则a∥β,故排除B.若α∩β=l,a⊂α,a∥l,b⊂β,b∥l,则a∥β,b∥α,故排除C.故选D.
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2.(2024·广东学考模拟)设a,b是空间中不同的直线,α,β,γ是不同的平面,则下列说法正确的是( )
A.若a∥b,b⊂α,则a∥α
B.若a⊂α,b⊂β,α∥β,则a∥b
C.若a⊂α,b⊂α,a∥β,b∥β,则α∥β
D.若α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b,则a∥b
√
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解析:对于A,若a∥b,b⊂α,则a⊂α或a∥α,故A错误;对于B,a⊂α,b⊂β,α∥β,则a与b平行或异面,故B错误;对于C,a⊂α,b⊂α,a∥β,b∥β,则α与β相交或平行,故C错误;对于D,由面面平行的性质定理得D正确.故选D.
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3.如图,四棱锥P-ABCD中,M,N分别为AC,PC上的点,且MN∥平面PAD,则( )
A.MN∥PD B.MN∥PA
C.MN∥AD D.以上均有可能
√
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解析:四棱锥P-ABCD中,M,N分别为AC,PC上的点,且MN∥平面PAD,
MN⊂平面PAC,平面PAC∩平面PAD=PA,
由直线与平面平行的性质定理可得:MN∥PA.
故选B.
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4.下列命题中正确的是( )
A.若a,b是两条直线,且a∥b,那么a平行于经过b的任何平面
B.若直线a和平面α满足a∥α,那么a与α内的任何直线平行
C. 平行于同一条直线的两个平面平行
D.若直线a,b和平面α满足a∥b,a∥α,b⊄α,则b∥α
√
解析:A中,a可以在过b的平面内;B中,a与α内的直线也可能异面;C中,两平面可能相交;D中,由直线与平面平行的判定定理知b∥α,正确.故选D.
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5.“平面α与平面β平行”是“平面α内的任何一条直线都与平面β平行”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
√
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解析:如图1,平面α与平面β平行,在平面α内任取一条直线a,作平面γ,使得直线a⊂γ,即γ∩α=a且γ∩β=b,
由面面平行的性质可知a∥b,因为a⊄β,b⊂β,故a∥β,充分性成立,
如图2,平面α内的任何一条直线都与平面β平行,不妨取两条相交直线a,b均平行于β,
则平面α与平面β平行,必要性成立.故选C.
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6.设α,β,γ为三个不同的平面,a,b为直线,给出下列条件:
①a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α;②α∥γ,β∥γ;③α⊥γ,β⊥γ;④a⊥α,b⊥β,a∥b.
其中能推出α∥β的条件是________.(填上所有正确的序号)
②④
解析:在条件①或条件③中,α∥β或α与β相交;
由α∥γ,β∥γ⇒α∥β,条件②满足;
在④中,a⊥α,a∥b⇒b⊥α,又b⊥β,从而α∥β,④满足.
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7.如图,在底面为菱形的四棱锥P-ABCD中,E,F分别是棱PC,AB上的点,从①②③中选取两个作为条件,证明另一个成立:①F是AB的中点;②E是PC的中点;③BE∥平面PFD.(只需选择一种组合进行解答即可)
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选①F是AB的中点,③BE∥平面PFD作为已知条件,证明②E是PC的中点.
取CD的中点N,连接BN,EN(图略),
由已知得DN∥FB,DN=FB,
所以四边形BFDN是平行四边形,则BN∥DF.
因为BN⊄平面PFD,DF⊂平面PFD,所以BN∥平面PFD,
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因为BE∥平面PFD,BN∩BE=B,BN,BE⊂平面BEN,所以平面PFD∥平面BEN,因为EN⊂平面BEN,所以EN∥平面PFD,
因为EN⊂平面PDC,
平面PDC∩平面PFD=PD,
所以EN∥PD,
因为N是CD的中点,所以E是PC的中点.
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8.如图,四边形ABCD为长方形,PD=AB=2,AD=4,点E,F分别为AD,PC的中点.设平面PDC∩平面PBE=l.证明:
(1)DF∥平面PBE;
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(2)DF∥l.
证明:由(1)知DF∥平面PBE,
又DF⊂平面PDC,平面PDC∩平面PBE=l,
所以DF∥l.
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eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(a⊄α,b⊂α,a∥b)) ⇒a∥α
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(a∥α,a⊂β,α∩β=b)) ⇒a∥b
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(a∥α,b∥α,a⊂β,b⊂β,a∩b=P)) ⇒β∥α
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b)) ⇒a∥b
证明:选①F是AB的中点,②E是PC的中点作为已知条件,证明③BE∥平面PFD.
取PD的中点M,连接ME,MF(图略),
由已知得ME∥CD,ME= eq \f(1,2) CD,FB∥CD,FB= eq \f(1,2) CD,所以ME綉FB,所以四边形MEBF是平行四边形,则BE∥MF.
因为BE⊄平面PFD,MF⊂平面PFD,所以BE∥平面PFD.
选②E是PC的中点,③BE∥平面PFD作为已知条件,证明①F是AB的中点.
取PD的中点M,连接ME,MF(图略),
由已知得ME∥CD,ME= eq \f(1,2) CD,因为FB∥CD,所以ME∥FB,因为MF⊂平面PFD,MF⊂平面MEBF,所以平面MEBF∩平面PFD=MF.因为BE∥平面PFD,BE⊂平面MEBF,所以BE∥MF,所以四边形MEBF是平行四边形,则BF=ME.
因为ME= eq \f(1,2) CD= eq \f(1,2) AB,所以BF= eq \f(1,2) AB,
即F是AB的中点.
证明:取PB中点G,连接FG,GE,
因为点E,F分别为AD,PC的中点,
所以FG∥BC,FG= eq \f(1,2) BC.
因为四边形ABCD为长方形,
所以BC∥AD,
且BC=AD,DE= eq \f(1,2) AD= eq \f(1,2) BC,
所以DE∥FG,DE=FG,
所以四边形DEGF为平行四边形,所以DF∥GE.
因为DF⊄平面PBE,GE⊂平面PBE,所以DF∥平面PBE.
$