内容正文:
知能整合提升
1.线线关系
空间两条直线的位置关系有且只有相交、平行、异面三种.
两直线垂直有“相交垂直”与“异面垂直”两种情况.
(1)证明线线平行的方法.
①线线平行的定义.
②公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行.
③线面平行的性质定理:a∥α,a⊂β,α∩β=b⇒a∥b.
④线面垂直的性质定理:a⊥α,b⊥α⇒a∥b.
⑤面面平行的性质定理:α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b⇒a∥b.
(2)证明线线垂直的方法.
①线线垂直的定义:两条直线所成的角是直角,在研究异面直线所成的角时,要通过平移把异面直线转化为相交直线.
②线面垂直的性质结论:a⊥α,b⊂α⇒a⊥b.
③线面垂直的性质结论:a⊥α,b∥α⇒a⊥b.
2.线面关系
直线与平面之间的位置关系有且只有线在面内、相交、平行三种.
(1)证明直线与平面平行的方法.
①线面平行的定义.
②线面平行的判定定理:a⊄α,b⊂α,a∥b⇒a∥α.
③面面平行的性质:α∥β,a⊂α⇒a∥β.
(2)证明直线与平面垂直的方法.
①线面垂直的定义.
②线面垂直的判定定理:eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(m,n⊂α,m∩n=A,l⊥m,l⊥n))⇒l⊥α.
③平行线垂直平面的传递性:a∥b,a⊥α⇒b⊥α.
④面面平行的性质结论:α∥β,a⊥α⇒a⊥β.
⑤面面垂直的性质定理:α⊥β,α∩β=l,a⊂α,a⊥l⇒a⊥β.
3.面面关系
两个平面之间的位置关系有且只有平行、相交两种.
(1)证明面面平行的方法.
①面面平行的定义.
②面面平行的判定定理:a∥β,b∥β,a⊂α,b⊂α,a∩b=A⇒α∥β.
③线面垂直的性质结论:垂直于同一条直线的两个平面平行,即a⊥α,a⊥β⇒α∥β.
④公理4的推广:平行于同一平面的两个平面平行,即α∥γ,β∥γ⇒α∥β.
(2)证明面面垂直的方法.
①面面垂直的定义:两个平面相交所成的二面角是直二面角.
②面面垂直的判定定理:a⊥β,a⊂α⇒α⊥β.
4.平行关系与垂直关系的转化
解题时需把握原则:由已知想性质,由求证想判定.并注意适当添加辅助线(或辅助面)实现转化.
5.空间角的计算问题
(1)异面直线所成的角:通过作其中一条直线的平行线,转化为相交直线所成的角,范围是(0°,90°].
(2)直线与平面所成的角:依据线面垂直,确定斜线在平面上的射影,则斜线与射影所成的角即为所求,范围是[0°,90°].
(3)二面角:过两平面的交线上一点分别在两个平面内确定垂直于交线的直线,二者的夹角即为二面 角的平面角,范围是[0°,180°].
空间角的计算步骤:一作、二证、三计算.
热点考点例析
专题一 公理的应用及空间中的位置关系
1.公理的应用
(1)证明共面问题.证明共面问题的方法一般有两种:
一是由某些元素确定一个平面,再证明其余元素在这个平面内;二是分别由不同元素确定若干个平面,再证明这些平面重合.
(2)证明三点共线问题.通常证明这些点都在两个平面的交线上,即先确定出其中两点在某两个平面的交线上,再证明第三个点是这两个平面的公共点,则第三个点必然在这两个平面的交线上.
(3)证明三线共点问题.证明空间三线共点问题,先证两条直线交于一点,再证明第三条直线经过这点,把问题转化为证明点在直线上的问题.
2.空间中的点、线、面位置关系的判定
(1)首先清楚线线、线面、面面的位置关系及分类标准,其次在判定时不但要根据位置关系的定义,还要根据具体的题目条件与线线、线面、面面的判定及性质定理.
(2)在判定点、线、面的位置关系时,要特别注意思维的严谨性,要注意线线、线面、面面判定及性质定理应用的前提条件.
[例1]
如图所示,空间四边形ABCD中,E,F分别为AB,AD的中点,G,H分别在BC,CD上,且BG:GC=DH:HC=1:2.求证:
(1)E,F,G,H四点共面;
(2)EG与HF的交点在直线AC上.
【解析】 (1)∵BG:GC=DH:HC,
∴GH∥BD.
又EF∥BD,∴EF∥GH,
∴E,F,G,H四点共面.
(2)∵G,H不是BC,CD的中点,
∴EF∥GH,且EF≠GH,
∴EG与FH必相交.
设交点为M,而EG⊂平面ABC,HF⊂平面ACD,
∴M∈平面ABC,且M∈平面ACD,
∴M∈AC,
即GE与HF的交点在直线AC上.
能力挑战1 已知:正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为8 cm,M,N,P分别是AB,A1D1,BB1的中点.
(1)画出过M,N,P三点的平面与平面A1B1C1D1的交线以及与平面BB1C1C的交线;
(2)设过M,N,P三点的平面与B1C1交于一点,求P与该点连线段的长.
【解析】 (1)如图,设M,N,P三点确定的平面为α,
则α与平面AB1交于MP