6.4.2 平面与平面平行-【金版新学案】2025-2026学年高中数学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word(北师大版)
2026-04-29
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教辅
摘要:
本讲义聚焦高中数学“平面与平面平行”核心内容,系统梳理平面与平面平行的性质定理(两平面平行,第三个平面与它们相交则交线平行)和判定定理(一平面内两条相交直线平行于另一平面则两平面平行),并通过综合问题实现线线、线面、面面平行的转化,构建完整知识支架。
资料以问题驱动(如工人师傅用水平尺判断桌面水平)和实例分析(正方体、三棱柱模型)为主线,通过“问题-定理-例题-对点练”环节设计,培养学生直观想象与逻辑推理核心素养。课中助力教师引导学生深化理解,课后通过易错警示和练习题帮助学生查漏补缺,强化知识应用能力。
内容正文:
4.2 平面与平面平行
学习目标
1.理解并掌握平面与平面平行的性质定理和判定定理. 2.能够利用平面与平面平行的性质与判定定理解决问题,提升直观想象和逻辑推理的核心素养.
任务一 平面与平面平行的性质
问题1.若两平面α与β平行,那么平面α内的直线a与平面β有何位置关系?平面α内的直线a与平面β内的任一直线b有何位置关系?何时a与b平行?
提示:直线a与平面β平行.直线a与平面β内的任一直线b平行或异面.当a与b不异面,即a与b在同一个平面内时,a与b平行.
平面与平面平行的性质定理
文字语言
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
符号语言
α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b⇒a∥b
图形语言
[微思考] 夹在两个平行平面间的两条平行线段有什么关系呢?
提示:长度相等.利用面面平行的性质定理可以得到.
(链教材P232例5)如图,已知α∥β,点P是平面α,β外的一点(不在α与β之间),直线PB,PD分别与α,β相交于点A,B和C,D.
(1)求证:AC∥BD;
(2)已知PA=4 cm,AB=5 cm,PC=3 cm,求PD的长.
解:(1)证明:因为PB∩PD=P,所以直线PB和PD确定一个平面γ,则α∩γ=AC,β∩γ=BD.
又α∥β,所以AC∥BD.
(2)由(1)得AC∥BD,所以=,所以=,
所以CD= cm,
所以PD=PC+CD=3+=(cm).
学生用书⬇第168页
利用平面与平面平行的性质定理解题的基本步骤
对点练1.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为棱AA1的中点,过点B,E,D1的平面与棱CC1交于点F.
求证:四边形BFD1E为平行四边形.
证明:在正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面ABB1A1∥平面DCC1D1,
且平面BFD1E∩平面ABB1A1=BE,平面BFD1E∩平面DCC1D1=FD1,
由面面平行的性质定理知BE∥FD1,同理BF∥D1E,
所以四边形BFD1E为平行四边形.
任务二 平面与平面平行的判定
问题2.对于平面α和平面β,在平面α内取一条直线l,且l∥β,那么能不能得到α∥β呢?
提示:不能;如图所示,平面A1BCD1中的A1D1∥平面ABCD,但平面A1BCD1与平面ABCD不平行.
问题3.我们在生活中看到,工人师傅将水平尺(如图)在桌面上交叉放置两次,如果水平尺的气泡两次都在中央,就能判断桌面是水平的,为什么呢?
提示: 理论依据: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.
平面与平面平行的判定定理
文字语言
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
符号语言
a⊂α,b⊂α,a∩b=A,a∥β,b∥β⇒α∥β
图形语言
[微思考] 如果一条直线与两个平行平面中的一个平行,那么这条直线与另一个平面也平行吗?
提示:不一定.这条直线与另一个平面平行或在另一个平面内.
如图所示,已知正方体ABCD-A1B1C1D1.
(1)求证:平面A1BD∥平面B1D1C;
(2)若E,F分别是AA1,CC1的中点,求证:平面EB1D1∥平面FBD.
证明:(1)因为B1B綊DD1,
所以四边形BB1D1D是平行四边形.
所以B1D1∥BD.又BD⊄平面B1D1C,
B1D1⊂平面B1D1C,所以BD∥平面B1D1C.
同理A1D∥平面B1D1C.
又A1D∩BD=D,A1D,BD⊂平面A1BD,
所以平面A1BD∥平面B1D1C.
(2)由BD∥B1D1,
B1D1⊂平面EB1D1,
BD⊄平面EB1D1,
得BD∥平面EB1D1.
取BB1的中点G,
连接AG,GF,
易得AE∥B1G,
又因为AE=B1G,
所以四边形AEB1G是平行四边形,
所以B1E∥AG.
易得GF∥AD,又因为GF=AD,
所以四边形ADFG是平行四边形,
所以AG∥DF,所以B1E∥DF,又B1E⊂平面EB1D1,DF⊄平面EB1D1,
所以DF∥平面EB1D1.
又因为BD∩DF=D,
BD,DF⊂平面FBD,
所以平面EB1D1∥平面FBD.
学生用书⬇第169页
平面与平面平行的判定方法
1.定义法:两个平面没有公共点.
2.判定定理:一个平面内的两条相交直线分别平行于另一个平面.
3.利用平行平面的传递性:若α∥β,β∥γ,则α∥γ.
对点练2.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F,G,H分别是AB,AC,A1B1,A1C1的中点.求证:
(1)B,C,H,G四点共面;
(2)平面EFA1∥平面BCHG.
证明:(1)因为G,H分别是A1B1,A1C1的中点,
所以GH是△A1B1C1的中位线,所以GH∥B1C1.
又在三棱柱ABC-A1B1C1中,B1C1∥BC,
所以由平行线的传递性,可得GH∥BC,
所以B,C,H,G四点共面.
(2)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.
因为在三棱柱ABC-A1B1C1中,A1B1∥AB,且A1B1=AB,
所以A1G∥EB,且A1G=A1B1=AB=EB,
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.
因为A1E∩EF=E,A1E,EF⊂平面EFA1,
所以平面EFA1∥平面BCHG.
任务三 线面平行、面面平行的综合问题
如图,在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,M为DD1的中点,N为CC1的中点.
求证:(1)BD1∥平面MAC;
(2)平面NBD1∥平面MAC.
证明:(1)如图所示,连接BD,交AC于O,连接MO.
因为在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,ABCD为平行四边形,所以O为BD的中点,
因为M为DD1的中点,所以MO∥BD1.
因为MO⊂平面MAC,BD1⊄平面MAC,所以BD1∥平面MAC.
(2)在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,CC1∥DD1,CC1=DD1,
因为M为DD1的中点,N为CC1的中点,所以CN∥MD1,CN=MD1,所以NCMD1为平行四边形.
所以MC∥D1N,
因为MC⊂平面MAC,D1N⊄平面MAC,所以D1N∥平面MAC.
由(1)可知BD1∥平面MAC.
因为D1N,BD1⊂平面NBD1,且BD1∩D1N=D1,
所以平面NBD1∥平面MAC.
三种平行关系的相互转化
线线平行、线面平行、面面平行可以进行相互转化,相互间的转化关系如图:
对点练3.如图,已知四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,点M,N,Q分别是PA,BD,PD的中点.
求证:(1)MN∥平面PCD;
(2)平面MNQ∥平面PBC.
证明:(1)由题意,四棱锥P-ABCD的底面ABCD为平行四边形.
由N是BD的中点,则N也是AC的中点.
又点M是PA的中点,所以在△PAC中,MN∥PC.
因为MN⊄平面PCD,PC⊂平面PCD,所以MN∥平面PCD.
(2)由(1)知MN∥PC,又PC⊂平面PBC,MN⊄平面PBC,所以MN∥平面PBC.
由N是BD的中点,又因为Q是PD的中点,所以在△PBD中,NQ∥PB.
因为NQ⊄平面PBC,PB⊂平面PBC,所以NQ∥平面PBC.
因为MN∩NQ=N,MN,NQ⊂平面MNQ,
所以平面MNQ∥平面PBC.
任务再现
1.平面与平面平行的性质定理.2.平面与平面平行的判定定理.3.线面平行、面面平行的综合问题
方法提炼
定义法、定理法、转化与化归思想
易错警示
在利用平面与平面平行的性质定理和判定定理解决问题时,漏写条件
学生用书⬇第170页
1.平面α内两条直线m,n都平行于平面β,则α与β的关系是( )
A.平行 B.相交
C.重合 D.不确定
答案:D
解析:若直线m与直线n为相交直线,根据平面与平面平行的判定定理可得α∥β,若m∥n,如图所示,可能α∥β,也可能α与β相交.故选D.
2.已知直线m,n,平面α,β,若α∥β,m⊂α,n⊂β,则直线m与n的关系是( )
A.平行 B.异面
C.相交 D.平行或异面
答案:D
解析:因为α∥β,所以α与β无公共点,又m⊂α,n⊂β,所以m与n无公共点,所以m与n平行或异面.故选D.
3.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,作截面EFGH(如图)交C1D1,A1B1,AB,CD分别于E,F,G,H,则四边形EFGH的形状为( )
A.平行四边形 B.菱形
C.矩形 D.梯形
答案:A
解析:在正方体ABCD-A1B1C1D1中,可得平面ABCD∥平面A1B1C1D1,且平面EFGH∩平面ABCD=GH,平面EFGH∩平面A1B1C1D1=EF,所以EF∥GH. 同理可证EH∥FG,所以四边形EFGH的形状一定为平行四边形.故选A.
4.如图,平面α∥平面β,△PAB所在的平面与α,β分别交于CD和AB,若PC=2,CA=3,CD=1,则AB= .
答案:
解析:因为平面α∥平面β,由面面平行的性质定理得CD∥AB,所以△PCD∽△PAB,所以=,即=,解得AB=.
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