内容正文:
第13章 立体几何初步
13.2.2 空间两条直线的位置关系
第1课时 平行直线
苏教版 必修第二册
【课标要求】
1.了解基本事实4和等角定理.
2.借助长方体,通过直观感知,了解空间中直线与直线的位置关系.
要点深化·核心知识提炼
知识点一 空间直线的位置关系
1.异面直线
定义:我们把不同在任何一个平面内的两条直线叫作异面直线.
2.空间两条直线的位置关系
位置关系 共面情况 公共点个数
相交直线 在同一平面内 有且只有一个
平行直线 在同一平面内 没有
异面直线 不同在任何一个平面内 没有
知识点二 平行直线
基本事实4:平行于同一条直线的两条直线平行.
符号表示:⇒a∥c.
知识点三 等角定理
如果空间中一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同,那么这两个角相等.
自主诊断
判断正误.(正确的画√,错误的画×)
(1)如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等.
( )
(2)如果两条相交直线和另两条相交直线分别平行,那么这两组直线所成的锐角(或直角)相等.( )
(3)如果两条直线同时平行于第三条直线,那么这两条直线互相平行.( )
×
√
√
题型分析·能力素养提升
【题型一】空间两直线位置关系的判定
例 1 [链接教材练习,T3]如图所示,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,A1C1与B1D1交于点O,E,F分别是B1O和C1O的中点,则长方体的各棱中与EF平行的有( )
A.3条 B.4条 C.5条 D.6条
B
解析 由于E,F分别是B1O,C1O的中点,故EF∥B1C1,因为与棱B1C1平行的棱还有3条:AD,BC,A1D1,所以共有4条.故选B.
跟踪训练1
如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,判断下列直线的位置关系:
(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 .
平行
异面
相交
异面
序号 结论 理由
(1) 平行 因为A1D1 BC,所以四边形A1BCD1为平行四边形,所以A1B∥D1C
(2) 异面 A1B与B1C不同在任何一个平面内
(3) 相交 D1D∩D1C=D1
(4) 异面 AB与B1C不同在任何一个平面内
【题型二】直线平行的证明
例2 [链接教材例1]如图,四边形ABEF和ABCD都是直角梯形, ∠BAD=∠FAB=90°,BC∥AD,BC=AD,BE∥FA,BE=FA,点G,H分别为FA,FD的中点.
(1)证明:四边形BCHG是平行四边形.
(2)C,D,F,E四点是否共面?为什么?
(1)证明 ∵点G,H分别为FA,FD的中点,
∴GH∥AD,GH=AD.
又BC∥AD,BC=AD,∴BC∥GH,BC=GH,
∴四边形BCHG是平行四边形.
(2)C,D,F,E四点共面.
证明:由BE∥FA,BE=FA,点G是FA的中点知,BE∥FG,BE=FG,
∴四边形BEFG为平行四边形,
∴EF∥BG.由(1)知BG∥CH,∴EF∥CH,
∴EF与CH共面.又D∈FH,
∴C,D,F,E四点共面.
规律方法 证明空间两条直线平行的常用方法
(1)利用平面几何的结论,如平行四边形的对边,三角形的中位线与底边;
(2)定义法:即证明两条直线在同一个平面内且两直线没有公共点;
(3)利用基本事实4:找到一条直线,使所证的直线都与这条直线平行.
跟踪训练2
如图所示,E,F,G,H分别是空间四边形ABCD各边AB,BC,CD,DA的中点,若BD=2,AC=4,则四边形EFGH的周长为 .
6
解析 因为E,H分别是空间四边形ABCD中的边AB,DA的中点,所以EH∥BD,且EH=BD.同理FG∥BD,且FG=BD.所以EH=FG=BD=1.同理EF=GH=AC=2,所以四边形EFGH的周长为6.
【题型三】等角定理的应用
例 3 [链接教材例2]如图,在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,点M,N,P分别是CC1,B1C1,C1D1的中点.求证:∠NMP=∠BA1D.
证明 如图,连接CB1,CD1,
由题意可知CD A1B1,∴四边形A1B1CD是平行四边形,∴A1D∥B1C.
∵点M,N分别是CC1,B1C1的中点,
∴MN∥B1C,∴MN∥A1D.
∵BC A1D1,∴四边形A1BCD1是平行四边形,
∴A1B∥CD1.
∵点M,P分别是CC1,C1D1的中点,
∴MP∥CD1,∴MP∥A1B.
∵∠NMP和∠BA1D的两边分别平行且方向都相反,
∴∠NMP=∠BA1D.
题后反思 应用等角定理的注意事项:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.
跟踪训练3
(1)如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,点E,F,G分别为棱A1C1,B1C1,B1B的中点,则∠EFG与∠ABC1( )
A.相等 B.互补
C.相等或互补 D.不确定
B
解析 因为点E,F,G分别为A1C1,B1C1,B1B的中点,所以EF∥A1B1∥AB, FG∥BC1,所以∠EFG与∠ABC1的两组对边分别平行,又一组对应边方向相同,一组对应边方向相反,则∠EFG与∠ABC1互补.故选B.
(2)已知AB∥PQ,BC∥QR,∠ABC=30°,则∠PQR的大小为( )
A.30°
B.30°或150°
C.150°
D.以上结论都不对
B
解析 若AB与PQ,BC与QR方向都相同或相反,则∠PQR=∠ABC=30°;若AB与PQ,BC与QR中一组对应边方向相反,一组对应边方向相同,则∠PQR+∠ABC=180°,即∠PQR=150°.故选B.
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