2.1空间点、直线、平面之间的位置关系
2.1.1 平面 ?
知识梳理
1 平面含义:平面是无限延展的 2 三个公理:
(1)公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内. 符号表示为
A∈l
B∈l => lA∈? B∈?
【公理1作用】判断直线是否在平面内.
(2)公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面。 符号表示为:A、B、C三点不共线 => 有且只有一个平面α, 使A∈α、B∈α、C∈α。
【公理2作】确定一个平面的依据。
(3)公理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。 符号表示为:P∈α∩β =>α∩β=L,且P∈L 【公理3作用】判定两个平面是否相交的依据. A
B C
A
??
α
· L
α
· ·
· β α P ? 知能训练 L · 一.选择题 1.已知m,n分别是两条不重合的直线,a,b分别垂直于两不重合平面α,β,有以下四个命题: ①若m⊥α,n∥b,且α⊥β,则m∥n; ②若m∥a,n∥b,且α⊥β,则m⊥n; ③若m∥α,n∥b,且α∥β,则m⊥n; ④若m⊥α,n⊥b,且α⊥β,则m∥n. 其中真命题的序号是( ) A.①②
B.③④
C.①④
D.②③
2.在下列命题中,不是公理的是( ) A.平行于同一个平面的两个平面平行
B.过不在同一直线上的三个点,有且只有一个平面
C.如果一条直线上的两点在同一个平面内,那么这条直线上所有点都在此平面内 D.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3.l1,l2,l3是空间三条不同的直线,则下列命题正确的是( ) A.l1⊥l2,l2⊥l3?l1∥l3 B.l1⊥l2,l2∥l3?l1⊥l3 C.l1∥l2∥l3?l1,l2,l3共面 D.l1,l2,l3共点?l1,l2,l3共面 4.下面四个说法中,正确的个数为( )
(1)如果两个平面有三个公共点,那么这两个平面重合 (2)两条直线可以确定一个平面 (3)若M∈α,M∈β,α∩β=l,则M∈l
(4)空间中,相交于同一点的三直线在同一平面内. A.1
B.2
C.3
D.4
5.已知空间三条直线l、m、n.若l与m异面,且l与n异面,则( ) A.m与n异面 B.m与n相交 C.m与n平行
D.m与n异面、相交、平行均有可能
6.若m、n为两条不重合的直线,α、β为两个不重合的平面,则下列命题中的真命题是( A.若m、n都平行于平面α,则m、n一定不是相交直线 B.若m、n都垂直于平面α,则m、n一定是平行直线 C.已知α、β互相垂直,m、n互相垂直,若m⊥α,n⊥β
)D.m、n在平面α内的射影互相垂直,则m、n互相垂直
7.已知平面α,β,γ,直线m,l,点A,有下面四个命题,其中正确的命题是( ) A.若l?α,m∩α=A,则l与m必为异面直线 B.若l∥α,l∥m,则m∥α
C.若l?α,m?β,l∥β,m∥α,则α∥β D.若α⊥γ,γ∩α=m,γ∩β=l,l⊥m,则l⊥α
8.已知α,β为互不重合的平面,m,n为互不重合的直线,给出下列四个命题: ①若m⊥α,n⊥α,则m∥n;
②若m?α,n?α,m∥β,n∥β,,则 α∥β; ③若α⊥β,α∩β=m,n?α,n⊥m,则n⊥β;
④若m⊥α,α⊥β,m∥n,则n∥β.其中所有正确命题的序号是( ) A.①③ 二.填空题
9.(文)平面上三条直线x+2y-1=0,x+1=0,x+ky=0,如果这三条直线将平面划分为六部分,则实数k的所有取值为 .(将你认为所有正确的序号都填上) ①0 ②1/2 ③1 ④2 ⑤3.
10.空间中有7个点,其中有3个点在同一直线上,此外再无任何三点共线,由这7个点最多可确定 个平面. 三.解答题
1.如图,在四边形ABCD中,已知AB∥CD,直线AB,BC,AD,DC分别与平面α相交于点E,G,H,F.求证:E,F,G,H四点必定共线.
2.四面体ABCD中,E、G分别为BC、AB的中点,F在CD上,H在AD上,且有DF:FC=2:3.DH:HA=2:3.
(1)证明:点G、E、F、H四点共面; (2)证明:EF、GH、BD交于一点.
B.②④
C.①④
D.③④
2.1.2 空间中直线与直线之间的位置关系 1 空间的两条直线有如下三种关系:
相交直线:同一平面内,有且只有一个公共点;
共面直线
平行直线: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。 2 公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行。 符号表示为:设a、b、c是三条直线
a∥b c∥b
强调:公理4实质上是说平行具有传递性,在平面、空间这个性质都适用。 公理4作用:判断空间两条直线平行的依据。
3 等角定理:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补. 4 注意点:
① a'与b'所成的角的大小只由a、b的相互位置来确定,与O的选择无关,为了简便,点O一般取在两直线中的一条上;
=>a∥c
② 两条异面直线所成的角θ∈(0, );
?2③ 当两条异面直线所成的角是直角时,我们就说这两条异面直线互相垂直,记作a⊥b; ④ 两条直线互相垂直,有共面垂直与异面垂直两种情形;
⑤ 计算中,通常把两条异面直线所成的角转化为两条相交直线所成的角。 ?
知能训练
一.选择题
1.已知m,n表示两条不同直线,α表示平面,下列说法正确的是( ) A.若m∥α,n∥α,则m∥n B.若m⊥α,n?α,则m⊥n C.若m⊥α,m⊥n,则n∥α D.若m∥α,m⊥n,则n⊥α
2.如图,在三棱锥S-ABC中,E为棱SC的中点,若AC=2,SA=SB=AB=BC=SC=2,则异面直线AC与BE所成的角为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
3.如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,若棱BB1=BC=1,AB=,则异面直线D1B和AC所成角的余弦值为( )
A.1
B./3 C.1/2 D./5
4.已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,点P在线段A1B1上,点Q在线段B1C1上,且B1P=B1Q,给出下列结论: ①A、C、P、Q四点共面; ②直线PQ与 AB1所成的角为60°; ③PQ⊥CD1; ④VP-ABCD=VQ-AA1D.
其中正确结论的个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.4
5.如图,正四面体A-BCD的顶点A、B、C分别在两两垂直的三条射线Ox、Oy、Oz上,则在下列命题中,错误的为( ) A.O-ABC是正三棱锥 C.直线AB与CD互相垂直
B.直线AD与OB成45°角 D.直线AD与OC成60°角
6.已知不同平面α,β,γ,不同直线m,n,则下列命题正确的是( ) A.若α⊥β,α⊥γ,则β∥γ C.若m⊥α,n⊥β,m⊥n,则α⊥β
B.若m∥α,n∥β,则α∥β D.若m∥γ,n∥γ,则m∥n
7.已知直线l和平面α,若l∥α,P∈α,则过点P且平行于l的直线( )