空間點 直線 平面之間的位置關係和平行判定習題

2022-12-30 07:03:04 字數 3435 閱讀 5830

1.點a在直線上,記作 ;點a在平面α內,記作 ;直線α在平面α內,記作 .

2.平面基本性質即三條公理的「文字語言」、「符號語言」、「圖形語言」列表如下:

3.公理的作用:(1)公理1作用:判斷直線是否在平面內;(2)公理2作用:確定乙個平面的依據;

(3)公理3作用:判定兩個平面是否相交的依據.

4. 空間兩條直線的位置關係:

5. 等角定理

6. 已知兩條異面直線,經過空間任一點作直線,把所成的銳角(或直角)叫異面直線所成的角(或夾角). 所成的角的大小與點的選擇無關,為了簡便,點通常取在異面直線的一條上;異面直線所成的角的範圍為,如果兩條異面直線所成的角是直角,則叫兩條異面直線垂直,記作.

求兩條異面直線所成角的步驟可以歸納為四步:選點→平移→定角→計算.

7. 公理4

8. 公理4作用:判斷空間兩條直線的依據.

9.直線與平面有三種位置關係:

(1有無數個公共點

(2有且只有乙個公共點

(3沒有公共點

10. 兩個平面之間有兩種位置關係:

(1沒有公共點

(2有且只有一條公共直線2.2 直線、平面平行的判定及其性質

11.判定定理的符號表示為:.

12. 證明線面平行的根本問題是要在平面內找一直線與已知直線平行,此時常用中位線定理、成比例線段、射影法、平行移動、補形等方法,具體用何種方法要視條件而定.

13.麵麵平行判定定理用符號表示為:

14. 垂直於同一條直線的兩個平面平行.

15. 平面α上有不在同一直線上的三點到平面β的距離相等,則α與β的位置關係是

16.線面平行的性質定理

符號語言

18. 面面平行的性質用符號語言表示為

19. 其它性質:

①;②;

③夾在平行平面間的平行線段相等.

1.四面體abcd中,ab=cd=2,e、f分別是ac、bd的中點,且ef=,則ab與cd所成的角為

2.在空間四邊形abcd中,已知ad=1,bc=,且ad⊥bc,對角線bd=,ac=,求ac和bd所成的角.

3.已知e、f、g、h分別是空間四邊形abcd各邊ab、ad、cb、cd上的點,並且有,,試證ef、gh、bd共點或兩兩平行.

4 已知異面直線a、b所成的角為60°,在過空間一定點p的直線中,與a,b所成的角均為60°的直線有多少條?過p與a、b所成角均為50°,或均為70°的直線又各有多少呢?

希望讀者通過對上述三個具體問題的求解,總結解題方法,然後再**關於與異面直線成等角的直線的存在性問題的一般性情況:

已知異面直線a,b所成的角為θ0且θ0<90°,過空間一點p的直線中與a,b所成的角均為θ的直線有多少條?

5.已知長方體中,m、n分別是和bc的中點,ab=4,ad=2,,求異面直線與mn所成角的余弦值。

6.如圖,平面α∥平面β,a、c∈α,b、d∈β,點e、f分別**段ab、cd上,且,求證:ef∥平面β.

7.p是△abc所在平面外一點,a′,b′,c′分別是△pbc、△pca、△pab的重心,

(1)求證:平面a′b′c′∥平面abc;

(2)求s△a′b′c′∶s△abc.

8.如圖,已知:平面α∥平面β,a、c∈α,b、d∈β,ac與bd為異面直線,ac=6,bd=8,ab=cd=10,ab與cd成60°的角,求ac與bd所成的角.

1、60°。2、證明:ab、cd、ad的中點e、g、f,連線ef、fg、ge,則∠efg或其補角為異面直線bd、ac所成的角,且ef=bd=,fg=ac=,再取ac的中點h,則eh∥bc,hg∥ad,

∵ad⊥bc,∴eh⊥hg,

∴eg2=eh2+hg2=1.在△efg中,eg2=ef2+fg2=1,

∴∠efg=90°,∴ac與bd所成的角為90°.

3.證明:如圖,連ac、eg、fh,在△abc中,

∵=,∴eg∥ac.同理fh∥ac,於是根據公理4可知:eg∥fh.

∴e、f、h、g四點共面於α,於是ef與hg只有相交與平行兩種可能.

(ⅰ)若ef與hg相交,設交點為p,則p∈ef平面acd.

∴p∈平面acd,同理可知:p∈平面bcd.

∴p是平面abd與平面bcd的公共點.

∴兩平面的交線bd必過p點.

∴fe、gh、bd共點.

(ⅱ)若ef與hg平行,則必有ef∥bd.

∵ef、bd平面abd,

∴若ef與bd不平行,則ef與bd就相交,設交點為q,則ef平面efhg,q∈bd平面bdc,

∴q是平面efhg與平面bdc的公共點.

又∵hg是這兩個平面的交線,

∴q∈hg,

∴ef∩hg=q.

這就與ef∥hg相矛盾,故假設錯誤.

∴ef∥bd.

同理可證:hg∥bd.故由公理4知:ef、hg、bd兩兩平行.

4解:①3條;②2條;③4條.

④如圖10,過點p分別作异面直線a、b的平行線a′、b′.

設l1、l2是a′、b′確定α內,由a′、b′所成角的角平分直線.

於是,當θ<時,滿足條件的直線不存在;

當θ=時,滿足條件的直線僅有一條,就是l1;

當<θ<90°-時,滿足條件的直線有2條;

當θ=90°-時,滿足條件的直線有3條;

當90°-<θ<90°時,滿足條件的直線有4條;

當θ=90°時,滿足條件的直線僅有1條.

6.證明:(1)若直線ab和cd共面,

∵α∥β,平面abdc與α、β分別交於ac、bc兩直線,

∴ac∥bd.又∵=,

∴ef∥ac∥bd,∴ef∥平面β.

(2)若ab與cd異面,連線bc並在bc上取一點g,使得=,則在△bac中,eg∥ac,ac平面α,

∴eg∥α.又∵α∥β,

∴eg∥β;同理可得:gf∥bd,而bdβ,

又∵gf∥β.∵eg∩gf=g,∴平面egf∥β,

又∵ef平面egf,∴ef∥β.

綜合(1)(2)得ef∥β.

7.證明:(1)連線pa′、pb′、pc′,分別交bc、ca、ab於k、g、h,連線gh、kg、hk.

∵b′、c′均為相應三角形的重心,

∴g、h分別為ac、ab的中點,且==,

∴b′c′∥gh,同理a′b′∥kg,a′b′∩b′c′=b′且gh∩kg=g,

從而平面a′b′c′∥平面abc.

(2)由(1)知△a′b′c′∽△kgh,

∴==,

又∵s△kgh=s△abc,∴s△a′b′c′=s△abc,

∴s△a′b′c′∶s△abc=1∶9.

8.由α∥β作beac,鏈結ce,則abec是平行四邊形.∠dbe是ac與bd所成的角.∠dce是ab、cd所成的角,故∠dce=60°.

由ab=cd=10,知ce=10,於是△cde為等邊三角形,

∴de=10.

又∵be=ac=6,bd=8,

∴∠dbe=90°.

∴ac與bd所成的角為90°.

8 3空間點 直線 平面之間的位置關係

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