内容正文:
第八章 立体几何初步
8.5.2 直线与平面平行
【课标要求】
1.理解并掌握直线与平面平行的判定定理.
2.理解并掌握直线与平面平行的性质定理.
3.会证明直线与平面平行的性质定理.
4.能够应用直线与平面平行的判定定理和性质定理解决相关问题.
基础落实•必备知识全过关
知识点一 直线与平面平行的判定定理
文字语言
如果平面外一条直线与此平面内的一条直线 ,那么该直线与此平面平行
图形语言
符号语言 a α,b α,且a∥b⇒a∥α
作用 证明直线与平面
包括线面平行与线面相交两类
平行
⊄
⊂
平行
名师点睛
1.线面平行的判定定理包含三个条件:
(1)平面外一条直线;(2)平面内一条直线;(3)两条直线平行.这三个条件缺一不可.
2.线面平行的判定定理充分体现了等价转化思想,它将线面平行问题转化为线线平行问题,即线线平行⇒线面平行.
过关自诊
1.判断正误.(正确的画√,错误的画×)
(1)如果直线与平面没有公共点,那么直线与平面平行.( )
(2)若直线l上有无数个点不在平面α内,则l∥α.( )
√
×
2.如果直线a与平面α内的一条直线b平行,直线a与平面α一定平行吗?
提示 不一定,直线a可能在平面α内.
知识点二 直线与平面平行的性质定理
文字语言 一条直线与一个平面平行,如果 的平面与此平面相交,那么该直线与交线
图形语言
符号语言 a∥α,a⊂β, ⇒a∥b
作用 证明两条直线
过该直线
平行
α∩β=b
平行
名师点睛
1.定理的条件可理解为有三条:
(1)a∥α;(2)α∩β=b;(3)a⊂β.
这三个条件缺一不可.
2.当a∥α时,过a的任何平面与α的交线都与a平行,即a可以和α内的无数条直线平行,但不是任意的.平面α内凡是不与a平行的直线,都与a异面.
过关自诊
1.判断正误.(正确的画√,错误的画×)
(1)若直线l∥平面α,直线a⊂平面α,则l∥a.( )
(2)若直线l∥平面α,则l与平面α内的任意一条直线都不相交.( )
(3)若直线m∥平面α,n∥平面α,则m∥n.( )
×
×
√
2.如果l∥α,那么直线l与平面α内的直线的位置关系是怎样的?
提示 平行或异面.
重难探究·能力素养速提升
探究点一 直线与平面平行的判定
【例1】 如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,M,N分别为棱AB,PD的中点.
求证:直线MN∥平面PBC.
证明 如图,取PC的中点E,连接NE,EB,
又因为N为PD的中点,所以在△PCD中,NE∥CD,且NE=CD,
又M为棱AB的中点,MB=AB,
因为底面ABCD为矩形,所以AB∥CD,AB=CD,
所以MB∥NE,且MB=NE,
则四边形MBEN为平行四边形,
所以MN∥EB,又MN⊄平面PBC,EB⊂平面PBC,
所以直线MN∥平面PBC.
规律方法 证明线面平行关键是证明线线平行,证明线线平行的常用方法
(1)利用基本事实4:平行于同一条直线的两条直线平行.
(2)利用三角形的中位线定理:三角形的中位线平行于三角形的第三边,并且等于第三边的一半.
(3)利用平行线分线段成比例定理.
(4)利用线面平行的性质定理.
变式训练1如图,四边形ABCD是平行四边形,P是平面ABCD外一点,M,N分别是AB,PC的中点.求证:MN∥平面PAD.
证明 如图,取PD的中点G,连接GA,GN.
∵G,N分别是△PDC的边PD,PC的中点,∴GN∥DC,GN=DC.
∵M为平行四边形ABCD的边AB的中点,∴AM=DC,AM∥DC,∴AM∥GN,AM=GN,
∴四边形AMNG为平行四边形,∴MN∥AG.
又MN⊄平面PAD,AG⊂平面PAD,
∴MN∥平面PAD.
探究点二 直线与平面平行性质定理的应用
【例2】 如图,用平行于四面体ABCD的一组对棱AB,CD的平面截此四面体.求证:截面MNPQ是平行四边形.
证明 因为AB∥平面MNPQ,平面平面ABC,
所以由线面平行的性质定理,知AB∥MN.
同理,AB∥PQ,所以MN∥PQ.同理可得MQ∥NP.
ABC∩平面MNPQ=MN,且AB⊂所以截面MNPQ是平行四边形.
规律方法 1.利用线面平行的性质定理解题的步骤
2.运用线面平行的性质定理时,应先确定线面平行,再寻找过已知直线的平面与这个平面相交的交线,然后确定线线平行.
变式训练2如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,点E为AD的中点,点F在CD上.若EF∥平面AB1C,则线段EF的长等于 .
解析 因为在正方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,所以AC=2.
因为EF∥平面AB1C,EF⊂平面ADC,且平面ADC∩平面AB1C=AC,所以EF∥AC,又E为AD的中点,所以F为DC的中点,所以EF=AC=.
探究点三 线面平行性质定理与判定定理的综合应用
【例3】 求证:如果一条直线和两个相交平面都平行,那么该直线与相交平面的交线平行.
解 已知:a,l是直线,α,β是平面,a∥α,a∥β,且α∩β=l.求证:a∥l.
证明:如图,在平面α内任取一点A,且使A∉l.
∵a∥α,∴A∉a.
故点A和直线a确定一个平面γ,
设γ∩α=m.同理,在平面β内任取一点B,且使B∉l,则点B和
直线a确定平面δ,
设δ∩β=n.∵a∥α,a⊂γ,γ∩α=m,∴a∥m.同理a∥n,则m∥n.
又m⊄β,n⊂β,∴m∥β.∵m⊂α,α∩β=l,∴m∥l.又a∥m,∴a∥l.
变式探究若本例中条件改为“α∩β=l,γ∩β=m,γ∩α=n,且l∥m”,试判断直线l,m,n的位置关系,并说明你的理由.
解 三条直线l,m,n相互平行.证明如下.
如图,∵l∥m,m⊂γ,l⊄γ,∴l∥γ.又l⊂α,α∩γ=n,∴l∥n.又l∥m,∴m∥n,即直线l,m,n相互平行.
规律方法 利用线面平行的判定定理和性质定理,可以完成线线平行与线面平行的相互转化,转化思想是一种重要数学思想.该转化过程可概括为:
线线平行
线面平行
线线平行
本节要点归纳
1.知识清单:
(1)直线与平面平行的判定定理.
(2)直线与平面平行的性质定理.
2.方法归纳:转化与化归.
3.常见误区:证明线面平行时漏写线在平面外(内).
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