内容正文:
第八章 立体几何初步
8.5.2 直线与平面平行
目 标 素 养
1.会用图形语言、文字语言、符号语言准确描述直线与平面平行的判定定理和性质定理,提升直观想象和数学抽象素养.
2.掌握直线与平面平行的判定定理和性质定理,解决空间中的平行关系问题,提升直观想象和逻辑推理素养.
知 识 概 览
课前·基础认知
1.直线与平面平行的判定定理及性质定理
微思考(1)若一条直线平行于一个平面内的一条直线,则这条直线和这个平面平行,对吗?
提示:根据直线与平面平行的判定定理可知该结论错误,该直线可能在平面内.
(2)若直线l∥平面α,则l平行于平面α内的所有直线吗?
提示:不是.
(3)若a∥α,过a与α相交的平面有多少个?这些平面与α的交线与直线a有什么关系?
提示:若a∥α,则过a且与α相交的平面有无数个.这些平面与α的交线与直线a相互平行.
课堂·重难突破
一 直线与平面平行的判定定理的应用
典例剖析
1.如图,在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,D,E分别是AB,B1C的中点.
求证:DE∥平面ACC1A1.
证明:如图,连接BC1,AC1.
由题意可知,四边形BCC1B1是平行四边形,
因为E是B1C的中点,
所以E也是BC1的中点.
又D是AB的中点,所以DE∥AC1.
又DE⊄平面ACC1A1,AC1⊂平面ACC1A1,
所以DE∥平面ACC1A1.
规律总结
利用直线与平面平行的判定定理证明线面平行,关键是在平面内寻找一条与已知直线平行的直线.
学以致用
1.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,M,N分别为BC,A1B1的中点.
求证:MN∥平面AA1C1C.
证明:如图,取A1C1的中点E,连接NE,CE.
∵N,E分别为A1B1,A1C1的中点,
∴MC∥NE,MC=NE,
∴四边形MNEC为平行四边形,∴MN∥CE.
又MN⊄平面AA1C1C,CE⊂平面AA1C1C,
∴MN∥平面AA1C1C.
二 直线与平面平行的性质定理的应用
典例剖析
2.求证:如果一条直线和两个相交平面都平行,那么这条直线和它们的交线平行.
解:已知:α∩β=l,a∥α,a∥β.
求证:a∥l.
证明:如图,过a作平面γ交α于b.
∵a∥α,∴a∥b.
过a作平面ε交平面β于c.
∵a∥β,∴a∥c.∴b∥c.
又b⊄β,c⊂β,∴b∥β.
又α∩β=l,b⊂α,∴b∥l.
又a∥b,∴a∥l.
规律总结
利用线面平行的性质定理解题的具体步骤:(1)确定(或寻找)一条直线平行于一个平面;(2)确定(或寻找)过这条直线且与这个平行平面相交的平面;(3)确定交线;(4)由性质定理得出线线平行的结论.
学以致用
2.如图,已知两条异面直线AB与CD,平面MNPQ与AB,CD都平行,且点M,N,P,Q依次在线段AC,BC,BD,AD上.
求证:四边形MNPQ是平行四边形.
证明:∵AB∥平面MNPQ,平面ABC∩平面MNPQ=MN,AB⊂平面ABC,∴AB∥MN.
又平面ABD∩平面MNPQ=PQ,AB⊂平面ABD,
∴AB∥PQ.∴MN∥PQ.同理NP∥MQ.
∴四边形MNPQ是平行四边形.
三 直线与平面平行的判定与性质的综合应用
典例剖析
3.如图,已知三棱锥A-BCD被一平面所截,截面为▱EFGH.
求证:CD∥平面EFGH.
证明:∵四边形EFGH为平行四边形,∴EF∥GH.
又GH⊂平面BCD,EF⊄平面BCD,
∴EF∥平面BCD.
又EF⊂平面ACD,平面ACD∩平面BCD=CD,
∴EF∥CD.
又EF⊂平面EFGH,CD⊄平面EFGH,
∴CD∥平面EFGH.
规律总结
线面平行的性质和判定经常交替使用.根据线线平行,由判定定理得到线面平行;根据线面平行,由性质定理得到线线平行.
学以致用
3.如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,E,H分别为A1B1,D1C1上的点,且EH∥A1D1,过EH的平面与BB1,CC1相交,交点分别为F,G.
求证:FG∥平面ADD1A1.
证明:因为EH∥A1D1,A1D1∥B1C1,
所以EH∥B1C1,又EH⊄平面BCC1B1,B1C1⊂平面BCC1B1,
所以EH∥平面BCC1B1.
又平面FGHE∩平面BCC1B1=FG,EH⊂平面FGHE,
所以EH∥FG,所以FG∥A1D1.
又FG⊄平面ADD1A1,A1D1⊂平面ADD1A1,
所以FG∥平面ADD1A1.
随堂训练
1.(多选题)下列说法正确的是( )
A.若直线l平行于平面α内的无数条直线,则l∥α
B.若直线a在平面α外,则a∥α
C.若直线l与平面α无公共点,则l∥α
D.若直线a∥b,直线b⊂α,则直线a平行于平面α内的无数条直线
答案:CD
解析:对于A,虽然直线l与平面α内的无数条直线平行,但l可能在平面α内,故A错误;对于B,因为直线a在平面α外包括两种情况:a∥α和a与α相交,所以a与α不一定平行,故B错误;易知CD正确.故选CD.
2.如果直线m∥n,且m∥平面α,那么n与α的位置关系是( )
A.相交 B.n∥α
C.n⊂α D.n∥α或n⊂α
答案:D
3.如图,在空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA上的点,EH∥FG,则EH与BD的位置关系是( )
A.平行 B.相交 C.异面 D.不确定
答案:A
解析:∵EH∥FG,EH⊄平面BCD,
FG⊂平面BCD,
∴EH∥平面BCD.
又EH⊂平面ABD,平面ABD∩平面BCD=BD,
∴EH∥BD.
4.如图,四边形ABCD是梯形,AB∥CD,且AB∥平面α,AD, BC与平面α分别交于点M,N,且点M是AD的中点,AB=4,CD=6,则MN= .
答案:5
解析:∵AB∥CD,∴A,B,C,D四点共面.
∵AB∥平面α,AB⊂平面ABCD,平面ABCD∩α=MN,∴AB∥MN.
又M为AD的中点,
∴MN为梯形ABCD的中位线,
5.如图,P是平行四边形ABCD所在平面外一点,E,F分别是AB,PD的中点.
求证:AF∥平面PCE.
∴MF AE,
∴四边形AFME是平行四边形,
∴AF∥ME.
又AF⊄平面PCE,ME⊂平面PCE,
∴AF∥平面PCE.
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