内容正文:
01
02
必备知识•自主导学
关键能力•师生共研
8.4.2 空间点、直线、平面之间的位置关系
内容概览
【学习目标】
1.了解空间两条直线间的位置关系,理解异面直线的定义.(直观想象)
2.了解直线与平面间的位置关系,能判断它们间的位置关系.(直观想象、逻辑推理)
3.了解平面与平面间的位置关系,能判断它们间的位置关系.(直观想象、逻辑推理)
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01
必备知识•自主导学
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一、空间中两条直线的位置关系
共面
直线 相交直线 在同一平面内,有且只有一个公共点
平行直线 在同一平面内,没有公共点
异面
直线 不同在任何一个
平面内的两条直线,
没有公共点
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【思考】
1.分别在两个平面内的两条直线一定是异面直线吗?
提示:不一定.可能平行、相交或异面,如图所示:
【点拨】
异面直线既不相交,也不平行,不具备确定平面的条件.
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二、空间中直线与平面的位置关系
在平面内 有_____个公共点
在平
面外 相交 ___________个公共点
平行 _____公共点
无数
有且只有一
没有
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【思考】
2.“直线与平面不相交”与“直线与平面没有公共点”是一回事吗?
提示:不是.前者包括直线与平面平行及直线在平面内这两种情况,而后者仅
指直线与平面平行.
【点拨】
判断直线与平面的位置关系时,不要忽视直线在平面内的情况.
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三、空间中平面与平面的位置关系
平行 没有公共点,记作α∥β
相交 有一条公共直线
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【思考】
3.如果两个平面都平行于同一条直线,那么这两个平面一定平行吗?
提示:不一定.如图所示,这两个平面可能平行,也可能相交.
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【明辨是非】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若两条直线没有公共点,则这两条直线是异面直线.( )
提示:没有公共点的两条直线平行或异面.
(2)若a与b是异面直线且a与c也是异面直线,则b与c是异面直线.( )
提示:b与c可能相交、平行或异面.
(3)若直线l上有无数个点都在平面α外,则直线l与平面α平行.( )
提示:直线l与平面α相交或平行.
(4)两个平面只有平行和相交两种位置关系.( )
×
×
×
√
返回
02
关键能力•师生共研
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类型1空间中直线与直线的位置关系(直观想象)
【典例1】如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,
(1)直线A1B与直线D1C的位置关系是 ;
(2)直线A1B与直线B1C的位置关系是 ;
(3)直线D1D与直线D1C的位置关系是 ;
(4)直线AB与直线B1C的位置关系是 .
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【解析】(1)在长方体ABCD-A1B1C1D1中,A1D1∥BC,A1D1=BC,所以四边形A1BCD1为平行四边形,所以A1B∥D1C.
(2)直线A1B与直线B1C不同在任何一个平面内.
(3)直线D1D与直线D1C相交于点D1.
(4)直线AB与直线B1C不同在任何一个平面内.
答案:(1)平行 (2)异面 (3)相交 (4)异面
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【总结升华】
空间两直线位置关系的判断
(1)判定两条直线是平行或相交直线,可用平面几何的方法.
(2)判定两条直线是异面直线的方法:
①定义法:即利用异面直线的定义来判断两直线不可能在同一平面内;
②排除法:判断两直线既不平行也不相交.
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【即学即练】
(多选)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别为棱C1D1,CC1的中点,以下结论正确的是( )
A.直线DM与CC1是相交直线
B.直线AM与NB是平行直线
C.直线MN与CD1是平行直线
D.直线AM与DD1是异面直线
√
√
√
返回
【解析】选ACD.A中直线DM与直线CC1在同一平面内,它们不平行,必相交,故结论正确.C中MN是△CD1C1的中位线,故结论正确.D中的两条直线既不相交也不平行,即为异面直线,故结论正确.B中AM与BN是异面直线,故结论不正确.
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类型2空间中直线与平面的位置关系(直观想象、逻辑推理)
【典例2】若a,b为直线,α为平面,下列命题正确的是( )
A.若a在α外,则a∥α
B.若a∥b,则a平行于过b的任何一个平面
C.若a,b相交且a与α相交,则b与α相交
D.如果a∥b,a∥α,b⊄α,那么b∥α
√
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【解析】选D.直线a在平面α外包括两种情况,即a∥α或a与α相交,所以a和α不一定平行,故A不正确;如图,在正方体ABCD-A'B'C'D'中,AA'∥BB',AA'在过BB'的平面ABB'A'内,故B不正确;AB与AD相交,AB与平面BB'C'C相交,AD与平面BB'C'C平行,C不正确;D中,假设b与α相交,因为a∥b,所以a与α相交,这与a∥α矛盾,故b∥α,即D正确.
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【总结升华】
直线与平面位置关系的判断的关注点
(1)通法:要判断直线在平面内,只要判断直线上两点在平面内;要判断直线与平面相交,只需说明直线与平面只有一个公共点;要判断直线与平面平行,则必须说明直线与平面没有公共点.
(2)巧法:借助模型(正方体、长方体等).
(3)提醒:判断直线与平面的位置关系时不要遗漏直线在平面内的情况.
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【即学即练】
如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,判断下列直线与平面的位置关系:
(1)直线A1C1与平面A1B1C1D1: ;
(2)直线A1B与平面ABCD: ;
(3)直线AD1与平面B1BCC1: .
【解析】(1)因为点A1∈平面A1B1C1D1,点C1∈平面A1B1C1D1,所以直线A1C1在平面
A1B1C1D1内;
(2)因为点A1∉平面ABCD,点B∈平面ABCD,所以直线A1B与平面ABCD相交;
(3)因为AD1所在的直线与平面B1BCC1没有公共点,所以直线AD1与平面B1BCC1平行.
答案:(1)在平面内 (2)相交 (3)平行
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类型3空间中平面与平面的位置关系(直观想象、逻辑推理)
【典例3】(易错·对对碰)
(1)已知在两个平面内分别有一条直线,且这两条直线平行,则这两个平面的位置关系是 ;
(2)已知在两个平面内分别有一条直线,且这两条直线相交,则这两个平面的位置关系是 ;
(3)已知在两个平面内分别有一条直线,且这两条直线异面,则这两个平面的位置关系是 .
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【解析】(1)如图,两平面有平行或相交两种情况.
(2)因为分别在两个平面内的两条直线相交,所以两平面是相交的.
(3)如图,a⊂α,b⊂β,a,b异面.
由图知这两个平面可能平行,也可能相交.
答案:(1)平行或相交 (2)相交 (3)平行或相交
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【总结升华】
1.平面与平面的位置关系的判断方法
(1)平面与平面相交的判断,主要是以基本事实3为依据找出一个交点;
(2)平面与平面平行的判断,主要是说明两个平面没有公共点.
2.常见的平面和平面平行的模型
(1)棱柱、棱台、圆柱、圆台的上、下底面平行;
(2)长方体(正方体)的六个面中,三组相对面平行.
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【即学即练】
1.若两个平面互相平行,则分别在这两个平行平面内的直线( )
A.平行 B.异面
C.相交 D.平行或异面
【解析】选D.两个平面内的直线必无交点,所以是异面或平行.
√
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2.如图所示,ABCD-A1B1C1D1是正方体,E,F分别是D1C1,B1B的中点.
则平面AEF与平面ABCD的位置关系为 .
【解析】因为平面AEF与平面ABCD有公共点A,所以平面AEF与平面ABCD
相交.
答案:相交
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【教材深一度】
异面直线的判定定理
链接教材:P130例2
【判定定理】
与一个平面相交的直线和这个平面内不经过交点的直线是异面直线.
用符号语言可表示为A∉α,B∈α,l⊂α,B∉l⇒AB与l是异面直线(如图).
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【典例4】在长方体ABCD-A1B1C1D1中,求证:A1B与AD1是异面直线.
【证明】如图,连接A1B,AD1,
因为AD1⊂平面A1ADD1,而A1B∩平面A1ADD1=A1,A1∉AD1,
且点B∉平面A1ADD1,
所以A1B与AD1是异面直线.
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8.4.2 空间点、直线、平面之间的位置关系
【学习目标】
1.了解空间两条直线间的位置关系,理解异面直线的定义.(直观想象)
2.了解直线与平面间的位置关系,能判断它们间的位置关系.(直观想象、逻辑推理)
3.了解平面与平面间的位置关系,能判断它们间的位置关系.(直观想象、逻辑推理)
必备知识·自主导学
一、空间中两条直线的位置关系
共面
直线
相交直线
在同一平面内,有且只有一个公共点
平行直线
在同一平面内,没有公共点
异面
直线
不同在任何一个平面内的两条直线,没有公共点
【思考】
1.分别在两个平面内的两条直线一定是异面直线吗?
提示:不一定.可能平行、相交或异面,如图所示:
【点拨】
异面直线既不相交,也不平行,不具备确定平面的条件.
二、空间中直线与平面的位置关系
在平面内
有无数个公共点
在平
面外
相交
有且只有一个公共点
平行
没有公共点
【思考】
2.“直线与平面不相交”与“直线与平面没有公共点”是一回事吗?
提示:不是.前者包括直线与平面平行及直线在平面内这两种情况,而后者仅指直线与平面平行.
【点拨】
判断直线与平面的位置关系时,不要忽视直线在平面内的情况.
三、空间中平面与平面的位置关系
平行
没有公共点,记作α∥β
相交
有一条公共直线
【思考】
3.如果两个平面都平行于同一条直线,那么这两个平面一定平行吗?
提示:不一定.如图所示,这两个平面可能平行,也可能相交.
【明辨是非】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若两条直线没有公共点,则这两条直线是异面直线. (×)
提示:没有公共点的两条直线平行或异面.
(2)若a与b是异面直线且a与c也是异面直线,则b与c是异面直线. (×)
提示:b与c可能相交、平行或异面.
(3)若直线l上有无数个点都在平面α外,则直线l与平面α平行. (×)
提示:直线l与平面α相交或平行.
(4)两个平面只有平行和相交两种位置关系.(√)
关键能力·师生共研
类型1空间中直线与直线的位置关系(直观想象)
【典例1】如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,
(1)直线A1B与直线D1C的位置关系是 ;
(2)直线A1B与直线B1C的位置关系是 ;
(3)直线D1D与直线D1C的位置关系是 ;
(4)直线AB与直线B1C的位置关系是 .
【解析】(1)在长方体ABCD-A1B1C1D1中,A1D1∥BC,A1D1=BC,所以四边形A1BCD1为平行四边形,所以A1B∥D1C.
(2)直线A1B与直线B1C不同在任何一个平面内.
(3)直线D1D与直线D1C相交于点D1.
(4)直线AB与直线B1C不同在任何一个平面内.
答案:(1)平行 (2)异面 (3)相交 (4)异面
【总结升华】
空间两直线位置关系的判断
(1)判定两条直线是平行或相交直线,可用平面几何的方法.
(2)判定两条直线是异面直线的方法:
①定义法:即利用异面直线的定义来判断两直线不可能在同一平面内;
②排除法:判断两直线既不平行也不相交.
【即学即练】
(多选)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别为棱C1D1,CC1的中点,以下结论正确的是( )
A.直线DM与CC1是相交直线
B.直线AM与NB是平行直线
C.直线MN与CD1是平行直线
D.直线AM与DD1是异面直线
【解析】选ACD.A中直线DM与直线CC1在同一平面内,它们不平行,必相交,故结论正确.C中MN是△CD1C1的中位线,故结论正确.D中的两条直线既不相交也不平行,即为异面直线,故结论正确.B中AM与BN是异面直线,故结论不正确.
类型2空间中直线与平面的位置关系(直观想象、逻辑推理)
【典例2】若a,b为直线,α为平面,下列命题正确的是 ( )
A.若a在α外,则a∥α
B.若a∥b,则a平行于过b的任何一个平面
C.若a,b相交且a与α相交,则b与α相交
D.如果a∥b,a∥α,b⊄α,那么b∥α
【解析】选D.直线a在平面α外包括两种情况,即a∥α或a与α相交,所以a和α不一定平行,故A不正确;如图,在正方体ABCD-A'B'C'D'中,AA'∥BB',AA'在过BB'的平面ABB'A'内,故B不正确;AB与AD相交,AB与平面BB'C'C相交,AD与平面BB'C'C平行,C不正确;D中,假设b与α相交,因为a∥b,所以a与α相交,这与a∥α矛盾,故b∥α,即D正确.
【总结升华】
直线与平面位置关系的判断的关注点
(1)通法:要判断直线在平面内,只要判断直线上两点在平面内;要判断直线与平面相交,只需说明直线与平面只有一个公共点;要判断直线与平面平行,则必须说明直线与平面没有公共点.
(2)巧法:借助模型(正方体、长方体等).
(3)提醒:判断直线与平面的位置关系时不要遗漏直线在平面内的情况.
【即学即练】
如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,判断下列直线与平面的位置关系:
(1)直线A1C1与平面A1B1C1D1: ;
(2)直线A1B与平面ABCD: ;
(3)直线AD1与平面B1BCC1: .
【解析】(1)因为点A1∈平面A1B1C1D1,点C1∈平面A1B1C1D1,所以直线A1C1在平面A1B1C1D1内;
(2)因为点A1∉平面ABCD,点B∈平面ABCD,所以直线A1B与平面ABCD相交;
(3)因为AD1所在的直线与平面B1BCC1没有公共点,所以直线AD1与平面B1BCC1平行.
答案:(1)在平面内 (2)相交 (3)平行
类型3空间中平面与平面的位置关系(直观想象、逻辑推理)
【典例3】(易错·对对碰)
(1)已知在两个平面内分别有一条直线,且这两条直线平行,则这两个平面的位置关系是 ;
(2)已知在两个平面内分别有一条直线,且这两条直线相交,则这两个平面的位置关系是 ;
(3)已知在两个平面内分别有一条直线,且这两条直线异面,则这两个平面的位置关系是 .
【解析】(1)如图,两平面有平行或相交两种情况.
(2)因为分别在两个平面内的两条直线相交,所以两平面是相交的.
(3)如图,a⊂α,b⊂β,a,b异面.
由图知这两个平面可能平行,也可能相交.
答案:(1)平行或相交 (2)相交 (3)平行或相交
【总结升华】
1.平面与平面的位置关系的判断方法
(1)平面与平面相交的判断,主要是以基本事实3为依据找出一个交点;
(2)平面与平面平行的判断,主要是说明两个平面没有公共点.
2.常见的平面和平面平行的模型
(1)棱柱、棱台、圆柱、圆台的上、下底面平行;
(2)长方体(正方体)的六个面中,三组相对面平行.
【即学即练】
1.若两个平面互相平行,则分别在这两个平行平面内的直线 ( )
A.平行 B.异面
C.相交 D.平行或异面
【解析】选D.两个平面内的直线必无交点,所以是异面或平行.
2.如图所示,ABCD-A1B1C1D1是正方体,E,F分别是D1C1,B1B的中点.则平面AEF与平面ABCD的位置关系为 .
【解析】因为平面AEF与平面ABCD有公共点A,所以平面AEF与平面ABCD相交.
答案:相交
【教材深一度】
异面直线的判定定理
链接教材:P130例2
【判定定理】
与一个平面相交的直线和这个平面内不经过交点的直线是异面直线.
用符号语言可表示为A∉α,B∈α,l⊂α,B∉l⇒AB与l是异面直线(如图).
【典例4】在长方体ABCD-A1B1C1D1中,求证:A1B与AD1是异面直线.
【证明】如图,连接A1B,AD1,
因为AD1⊂平面A1ADD1,而A1B∩平面A1ADD1=A1,A1∉AD1,且点B∉平面A1ADD1,
所以A1B与AD1是异面直线.
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