§8.4 直线、平面平行的判定与性质
最新考纲 1.以立体几何的定义、公理和定理为出发点,认识和理解空间中线面平行的有关性质与判定定理. 2.能运用公理、定理和已获得的结论证明一些有关空间图形的平行关系的简单命题. 考情考向分析 直线、平面平行的判定及其性质是高考中的重点考查内容,涉及线线平行、线面平行、面面平行的判定及其应用等内容.题型主要以解答题的形式出现,解题要求有较强的推理论证能力,广泛应用转化与化归的思想.
1.线面平行的判定定理和性质定理
判定定理 文字语言 平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行(简记为“线线平行?线面平行”) 一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行(简记为“线面平行?线线平行”) 图形语言 符号语言 性质定理 l?α??l∥αl∥a??a?α??l∥α ??l?β??α∩β=b??l∥b 2.面面平行的判定定理和性质定理
文字语言 图形语言 符号语言 判定定理 一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行(简记为“线面平行?面面平行”) ??a∩b=P??a?α?b?α?b∥βa∥βα∥β 1 / 19
性质定理 如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行 知识拓展 重要结论:
??α∩γ=a??a∥b β∩γ=b??α∥β(1)垂直于同一条直线的两个平面平行,即若a⊥α,a⊥β,则α∥β. (2)垂直于同一个平面的两条直线平行,即若a⊥α,b⊥α,则a∥b. (3)平行于同一个平面的两个平面平行,即若α∥β,β∥γ,则α∥γ.
题组一 思考辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)若一条直线平行于一个平面内的一条直线,则这条直线平行于这个平面.( × ) (2)若一条直线平行于一个平面,则这条直线平行于这个平面内的任一条直线.( × ) (3)如果一个平面内的两条直线平行于另一个平面,那么这两个平面平行.( × ) (4)如果两个平面平行,那么分别在这两个平面内的两条直线平行或异面.( √ ) (5)若直线a与平面α内无数条直线平行,则a∥α.( × ) (6)若α∥β,直线a∥α,则a∥β.( × ) 题组二 教材改编
2.[P61A组T1(1)]下列命题中正确的是( )
A.若a,b是两条直线,且a∥b,那么a平行于经过b的任何平面 B.若直线a和平面α满足a∥α,那么a与α内的任何直线平行 C.平行于同一条直线的两个平面平行
D.若直线a,b和平面α满足a∥b,a∥α,b?α,则b∥α 答案 D
解析 A中,a可以在过b的平面内;B中,a与α内的直线也可能异面;C中,两平面可相交;D中,由直线与平面平行的判定定理知b∥α,正确.
3.[P62A组T3]如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为DD1的中点,则BD1与平面AEC的位置关系为________.
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答案 平行
解析 连接BD,设BD∩AC=O,连接EO,
在△BDD1中,E为DD1的中点,O为BD的中点,所以EO为△BDD1的中位线,则BD1∥EO, 而BD1?平面ACE,EO?平面ACE, 所以BD1∥平面ACE. 题组三 易错自纠
4.若平面α∥平面β,直线a∥平面α,点B∈β,则在平面β内且过B点的所有直线中( )
A.不一定存在与a平行的直线 B.只有两条与a平行的直线 C.存在无数条与a平行的直线 D.存在唯一与a平行的直线 答案 A
解析 当直线a在平面β内且过B点时,不存在与a平行的直线,故选A. 5.设α,β,γ为三个不同的平面,a,b为直线,给出下列条件: ①a?α,b?β,a∥β,b∥α;②α∥γ,β∥γ; ③α⊥γ,β⊥γ;④a⊥α,b⊥β,a∥b.
其中能推出α∥β的条件是______.(填上所有正确的序号) 答案 ②④
解析 在条件①或条件③中,α∥β或α与β相交; 由α∥γ,β∥γ?α∥β,条件②满足;
在④中,a⊥α,a∥b?b⊥α,又b⊥β,从而α∥β,④满足.
6.如图是长方体被一平面所截得的几何体,四边形EFGH为截面,则四边形EFGH的形状为________.
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答案 平行四边形
解析 ∵平面ABFE∥平面DCGH,
又平面EFGH∩平面ABFE=EF,平面EFGH∩平面DCGH=HG, ∴EF∥HG.同理EH∥FG, ∴四边形EFGH是平行四边形.
题型一 直线与平面平行的判定与性质
命题点1 直线与平面平行的判定
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典例 如图,在四棱锥P-ABCD中,AD∥BC,AB=BC=AD,E,F,H分别为线段AD,PC,CD2的中点,AC与BE交于O点,G是线段OF上一点.
(1)求证:AP∥平面BEF; (2)求证:GH∥平面PAD. 证明 (1)连接EC, 1
∵AD∥BC,BC=AD,
2∴BC綊AE,
∴四边形ABCE是平行四边形, ∴O为AC的中点.
又F是PC的中点,∴FO∥AP,
又FO?平面BEF,AP?平面BEF,∴AP∥平面BEF. (2)连接FH,OH,∵F,H分别是PC,CD的中点,
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∴FH∥PD,又PD?平面PAD,FH?平面PAD, ∴FH∥平面PAD.
又O是BE的中点,H是CD的中点, ∴OH∥AD,又AD?平面PAD,OH?平面PAD, ∴OH∥平面PAD.
又FH∩OH=H,∴平面OHF∥平面PAD. 又GH?平面OHF,∴GH∥平面PAD. 命题点2 直线与平面平行的性质
典例 (2017·长沙调研)如图,四棱锥P-ABCD的底面是边长为8的正方形,四条侧棱长均为217.点G,E,F,H分别是棱PB,AB,CD,PC上共面的四点,平面GEFH⊥平面ABCD,BC∥平面GEFH.
(1)证明:GH∥EF;
(2)若EB=2,求四边形GEFH的面积. (1)证明 因为BC∥平面GEFH,BC?平面PBC, 且平面PBC∩平面GEFH=GH,所以GH∥BC. 同理可证EF∥BC,因此GH∥EF.
(2)解 如图,连接AC,BD交于点O,BD交EF于点K,连接OP,GK. 因为PA=PC,O是AC的中点,所以PO⊥AC, 同理可得PO⊥BD.
又BD∩AC=O,且AC,BD?底面ABCD, 所以PO⊥底面ABCD.
又因为平面GEFH⊥平面ABCD, 且PO?平面GEFH,所以PO∥平面GEFH. 因为平面PBD∩平面GEFH=GK, 所以PO∥GK,且GK⊥底面ABCD, 从而GK⊥EF.
所以GK是梯形GEFH的高.
由AB=8,EB=2得EB∶AB=KB∶DB=1∶4, 11
从而KB=DB=OB,即K为OB的中点.
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