内容正文:
7.2 空间点、线、面的位置关系
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知识清单
考点清单
目 录
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知识清单
知识点1 平面的基本性质
1.平面的基本性质
文字语言 图形语言 符号语言
基本事实1 过不在一条直线上的三个
点,有且只有一个平面 A,B,C三点不共线⇒有且只有一个平面α,使A∈α,B∈α,C∈α
基本事实2 如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内 A∈l,B∈l,且A∈α,B∈α⇒l⊂α
基本事实3 如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线 P∈α,且P∈β⇒α∩β=l,且P∈l
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点拨 三点不一定能确定一个平面.当三点共线时,过这三点的平面有无数个,所以必须
是不在一条直线上的三点才能确定一个平面.
2.三个推论
利用基本事实1和基本事实2,再结合“两点确定一条直线”,可得以下推论:
推论1 经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面
推论2 经过两条相交直线,有且只有一个平面
推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面
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知识点2 空间中的位置关系
空间中直线与直线的位置关系 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,没有公共点
空间中直线与平面的位置关系 直线在平面内 有无数个公共点
直线在平面外 直线与平面相交:有且只有一个公共点;
直线与平面平行:没有公共点
空间中平面与平面的位置关系 两个平面平行:没有公共点;
两个平面相交:有一条公共直线
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知识点3 基本事实4和等角定理
1.基本事实4:平行于同一条直线的两条直线平行.
2.等角定理:如果空间中两个角的两条边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.
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知识点4 异面直线所成的角
已知两条异面直线a,b,经过空间任一点O分别作直线a'∥a,b'∥b,把a'与b'所成的角叫做
异面直线a与b所成的角(或夹角),其取值范围为 .
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即练即清
1.判断正误.(对的打“√”,错的打“✕”)
(1)三个平面至多将空间分为3个部分.( )
(2)若点A,B,C,D共面,点A,B,C,E共面,则点A,B,C,D,E共面. ( )
(3)若两条直线没有公共点,则这两条直线是异面直线. ( )
(4)若直线m上的三个点在平面α内,则m⊂α.( )
√
✕
✕
✕
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2.如图,α∩β=l,A,B∈α,C∈β,且A,B,C∉l,直线AB∩l=M,过A,B,C三点的平面记作γ,则γ与
β的交线必经过 ( )
A.点A B.点B
C.点C但不过点M D.点C和点M
D
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3.如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,所有棱长均为1,点E为棱B1C1上任意一点,则直线AA1
与直线BE所成角的范围是_________.
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考点清单
考点 空间点、线、面的位置关系
角度1 空间点、线、面位置关系的判定
典例1 (直线关系判断)(2026届安徽临泉田家炳实验中学开学考,7)设A,B,C,D是空
间四个不同的点,在下列命题中,不正确的是 ( )
A.若AC与BD共面,则AD与BC共面
B.若AC与BD是异面直线,则AD与BC是异面直线
C.若AB=AC,DB=DC,则AD⊥BC
D.若AB=AC,DB=DC,则AD=BC
D
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解析 对于A,若AC与BD共面,则A,B,C,D四点共面,则AD与BC共面,正确;
对于B,若AC与BD是异面直线,则A,B,C,D四点不共面,则AD与BC是异面直线,正确;
对于C,当A,B,C,D四点共面时显然成立,
当A,B,C,D四点不共面时,如图,取BC的中点M,连接AM、DM,则AM⊥BC,DM⊥BC,又
AM∩DM=M,AM,DM⊂平面ADM,∴BC⊥平面ADM,∵AD⊂平面ADM,∴BC⊥AD,∴C
正确;
如图,空间四边形ABCD中,AB=AC,DB=DC,则AD与BC不一定相等,∴D错误.故选D.
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方法总结 空间点、线、面位置关系的判定方法
1.应用平面的基本性质及有关定理.
2.采用穷举法,即对各种关系进行考虑,要充分发挥常见模型的直观性作用.
3.对空间直线、平面平行或垂直等位置关系命题的真假判断,常采用构图法(尤其是长
方体)、现实实物判断法(如墙角、桌面等)、排除筛选法等.
4.应用线、面平行的判定定理和性质定理进行判断,注意其使用的前提条件.
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变式训练
1.(点的位置关系判断)如图所示,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,O是B1D1的中点,直线A1C
交平面AB1D1于点M,则下列结论正确的是 ( )
A.A,M,O三点共线 B.A,M,O,A1不共面
C.A,M,C,O不共面
A
D.B,B1,O,M共面
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解析 因为M在A1C上,A1C在平面A1ACC1内,所以M在平面A1ACC1内,
又因为M在平面AB1D1内,
所以M在平面AB1D1与平面A1ACC1的交线AO上,
即A,M,O三点共线,因此A,M,O,A1共面且A,M,C,O共面.
连接BD,因为平面BB1D1D与平面AB1D1的交线为B1D1,所以M在平面BB1D1D外,即B,B1,O,
M不共面,故选A.
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角度2 求异面直线所成的角
典例2 在正四面体ABCD中,M,N分别为BC,BD的中点,则直线AM和CN夹角的余弦值
为 ( )
A. B. C. D.
D
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解析 取BN的中点E,如图,连接AE,EM,AN,则EM∥CN且EM= CN,
所以∠AME或其补角为直线AM和CN的夹角,
设正四面体的棱长为4,则AN=CN=AM=2 ,EM= ,EN=1,AE= = ,
所以cos∠AME= = = .
故直线AM和CN的夹角的余弦值为 .故选D.
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方法总结 用平移法求异面直线所成角的步骤
(1)一作:根据定义作平行线,作出异面直线所成角(或其补角).
(2)二证:证明作出的角是异面直线所成角(或其补角).
(3)三求:解三角形,求出所作的角.若求出的角是锐角或直角,则它就是要求的角;若求出
的角是钝角,则它的补角才是要求的角.
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变式训练
2.(情境模型变式)正方体的平面展开图如图,则在这个正方体中,异面直线AB与CD
所成的角为___________.
60°
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解析 如图所示,把展开图恢复到原正方体.
连接AE,BE.由正方体可得CE∥AD且CE=AD,∴四边形ADCE是平行四边形,∴AE∥DC.
∴∠BAE或其补角是异面直线AB与CD所成的角.
由正方体可得AB=AE=BE,∴△ABE是等边三角形,∴∠BAE=60°.∴异面直线AB与CD
所成的角是60°.
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