1.已知直線∥平面,直線∥平面,平面平面=,求證.
分析: 利用公理4,尋求一條直線分別與a,b均平行,從而達到a∥b的目的.可借用已知條件中的a∥α及a∥β來實現.
證明:經過作兩個平面和,與平面和分別相交於直線和,
∵∥平面,∥平面,
∴∥,∥,∴∥,
又∵平面,平面,
∴∥平面,
又平面,平面∩平面=,∴∥,又∵∥,所以,∥.
2.已知:空間四邊形中,分別是的中點,求證:.
證明:鏈結,在中,
∵分別是的中點,
∴,,,
∴.3、已知:空間四邊形abcd中,e、f分別是ab、ad的中點.求證:ef∥平面bcd。
證明:鏈結bd,在△abd中,
∵e、f分別是ab、ad的中點
∴ ef∥bd
又 ef平面bcd,bd平面bcd,
∴ef∥平面bcd(直線和平面平行判定定理)
4 正方形abcd與正方形abef所在平面相交於ab,在ae、bd上各有一點p、q,且ap=dq.求證:pq∥面bce.
證法一:如圖9-3-4(1),作pm∥ab交be於m,作qn∥ab交bc於n,連線mn,因為面abcd∩面abef=ab,則ae=db.
又∵ap=dq,∴pe=qb.
又∵pm∥ab∥qn,
∴,.∴.
∴pm∥qn.即四邊形pmnq為平行四邊形.
∴pq∥mn.
又∵mn面bce,pq面bce,∴pq∥面bce.
證法二:如圖9-3-4(2),鏈結aq並延長交bc或bc的延長線於點k,鏈結ek.
∵ad∥bc,∴.
又∵正方形abcd與正方形abef有公共邊ab,且ap=dq,
∴.則pq∥ek.
∴ek面bce,pq面bce.∴pq∥面bce.
點撥:證明直線和平面平行的方法有:①利用定義採用反證法;②判定定理;③利用面面平行,證線面平行.
其中主要方法是②、③兩法,在使用判定定理時關鍵是確定出面內的與麵外直線平行的直線.
5 已知:如圖9-3-6,面α1∩面α2=b,a∥面α1,a∥面α2.
求證:a∥b.
證法一:過直線a作兩個平面β1和β2,使得平面β1∩平面β1=c,面β2∩面α2=d.
∵a∥面α1,a∥面α2,∴a∥c,a∥d.
∴c∥d.∵d面α2,c面α2.
∴c∥面α2.
又∵c面α1,面α1∩面α2=b,
∴c∥b.∴a∥b.
證法二:經過a作一平面π,使得平面π∩面α1=k,面π∩面α2=l.
∵a∥面α1,a∥面α2,
∴a∥k,a∥l,則k∥l∥a.
∵三個平面α1、α2、π兩兩相交,交線分別為k、l、b且k∥l,
∴k∥l∥b,則a∥b.
證法三:在b上任取一點a,過a和直線a作平面和平面α1相交於l1,和平面α2相交於直線l2.
∵a∥面α1,a∥面α2,
∴a∥l1,a∥l2.
∵過一點只能作一條直線與另一直線平行,
∴l1與l2重合.
又∵l1面α1,l2面α2,
∴l1與l2重合於b.
∴a∥b.
點撥:證明直線與直線平行,有下列方法:(1)若a,b面α,且a∩b=○,則a∥b;(2)若α∩β=a,β∩γ=b,γ∩α=c且a∥b∥c;(3)若a∥b,b∥c,則a∥c;(4)若a∥α;aβ,α∩β=b,則a∥b.
6.p是平行四邊形abcd所在平面外一點,q是pa的中點.求證:pc∥面bdq.
.證明:如答圖9-3-2,鏈結ac交bd於點o.
∵abcd是平行四邊形,∴ao=oc.鏈結oq,則oq在平面bdq內,且oq是△apc的中位線,∴pc∥oq.
∵pc在平面bdq外,∴pc∥平面bdq.
7.在稜長為a的正方體abcd-a1b1c1d1中,設m、n、e、f分別是稜a1b1、a1d1、c1d1、b1c1的中點.求證:
(1)e、f、b、d四點共面;(2)面amn∥面efbd.
.證明:(1)分別鏈結b1d1、ed、fb,如答圖9-3-3,
則由正方體性質得
b1d1∥bd.
∵e、f分別是d1c1和b1c1的中點,
∴ef∥b1d1.
∴ef∥bd.
∴e、f、b、d對共面.
(2)鏈結a1c1交mn於p點,交ef於點q,鏈結ac交bd於點o,分別鏈結pa、qo.
∵m、n為a1b1、a1d1的中點,
∴mn∥ef,ef面efbd.
∴mn∥面efbd.
∵pq∥ao,
∴四邊形paoq為平行四邊形.
∴pa∥oq.
而oq平面efbd,
∴pa∥面efbd.
且pa∩mn=p,pa、mn面amn,
∴平面amn∥平面efbd.
8 ,線段gh、gd、he交、於a、b、c、d、e、f,若ga=9,ab=12,bh=16,,求。
證明:ac∥bd ae∥bf
∴9 正方形abcd交正方形abef於ab(如圖所示)m、n在對角線ac、fb上且am= fn。求證:mn //平面bce
證:過n作np//ab交be於p,過m作mq//ab交bc於q
又 ∵ mqpn
10. p為 abcd所在平面外一點,,,且求證:
. 證:連bf交cd於h,連ph ab//cd
在中∴ 11三個平面兩兩相交得三條直線,求證:這三條直線相交於同一點或兩兩平行.
已知:平面α∩平面β=a,平面β∩平面γ=b,平面γ∩平面α=c.
求證:a、b、c相交於同一點,或a∥b∥c.
證明:∵α∩β=a,β∩γ=b
∴a、bβ
∴a、b相交或a∥b.
(1)a、b相交時,不妨設a∩b=p,即p∈a,p∈b
而a、bβ,aα
∴p∈β,p∈α,故p為α和β的公共點
又∵α∩γ=c
由公理2知p∈c
∴a、b、c都經過點p,即a、b、c三線共點.
(2)當a∥b時
∵α∩γ=c且aα,aγ
∴a∥c且a∥b
∴a∥b∥c
故a、b、c兩兩平行.
12如圖,正方體abcd—a1b1c1d1中,e在ab1上,f在bd上,且b1e=bf.
求證:ef∥平面bb1c1c.
證法一:連af延長交bc於m,鏈結b1m.
∵ad∥bc
∴△afd∽△mfb
∴又∵bd=b1a,b1e=bf
∴df=ae
∴∴ef∥b1m,b1m平面bb1c1c
∴ef∥平面bb1c1c.
證法二:作fh∥ad交ab於h,鏈結he
∵ad∥bc
∴fh∥bc,bcbb1c1c
∴fh∥平面bb1c1c
由fh∥ad可得
又bf=b1e,bd=ab1
∴∴eh∥b1b,b1b平面bb1c1c
∴eh∥平面bb1c1c,
eh∩fh=h
∴平面fhe∥平面bb1c1c
ef平面fhe
∴ef∥平面bb1c1c
說明:證法一用了證線面平行,先證線線平行.證法二則是證線面平行,先證麵麵平行,然後說明直線在其中乙個平面內.∴△end的面積為(m+p)2平方單位.
13如圖,在正方體abcd—a1b1c1d1中,點n在bd上,點m在b1c上,並且cm=dn.
求證:mn∥平面aa1b1b.
分析一:本題是把證「線面平行」轉化為證「線線平行」,即在平面abb1a1內找一條直線與mn平行,除上面的證法外,還可以連cn並延長交直線ba於點p,連b1p,就是所找直線,然後再設法證明mn∥b1p.
分析二:要證「線面平行」也可轉化為證「面面平行」,因此,本題也可設法過mn作乙個平面,使此平面與平面abb1a1平行,從而證得mn∥平面abb1a1.
(本題證明請讀者自己完成,本題中對轉化思想的考查值得我們認真思考.)
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線面平行的證明
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