第八章 立体几何初步
第1课时 空间点、直线、平面之间的 位置关系
理解空间点、线、面的基本位置关系;会用数学语言规范地表述空间点、线、面的位置 理解空间直线、平面位置关系的定义,关系.了解公理1,2,3及公理3的推论1,能判定空间两直线的位置关系;了解异面直2,3,并能正确判定;了解平行公理和等角线所成的角. 定理.
1. (必修2P24练习2改编)用集合符号表示“点P在直线l外,直线l在平面α内”为________.
答案:P?l,l?α
解析:考查点、线、面之间的符号表示. 2. (必修2P28练习2改编)已知AB∥PQ,BC∥QR,若∠ABC=45°,则∠PQR=________. 答案:45°或135°
解析:由等角定理可知∠PQR与∠ABC相等或互补,故答案为45°或135°. 3. (原创)若直线l上有两个点在平面α外,则________.(填序号) ① 直线l上至少有一个点在平面α内; ② 直线l上有无穷多个点在平面α内; ③ 直线l上所有点都在平面α外; ④ 直线l上至多有一个点在平面α内. 答案:④
解析:由已知得直线l?α,故直线l上至多有一个点在平面α内.
4. (必修2P31习题15改编)如图所示,设E,F,G,H依次是空间四边形ABCD的边AB,
AEAHCFCG
BC,CD,DA上除端点外的点,==λ,==μ,则下列结论中不正确的是
ABADCBCD
________.(填序号)
① 当λ=μ时,四边形EFGH是平行四边形; ② 当λ≠μ时,四边形EFGH是梯形;
③ 当λ≠μ时,四边形EFGH一定不是平行四边形; ④ 当λ=μ时,四边形EFGH是梯形. 答案:④
AEAHEHFG
解析:由==λ,得EH∥BD,且=λ,同理得FG∥BD 且 =μ,当λ=μ时,
ABADBDBD
EH∥FG且EH=FG.当λ≠μ时,EH∥FG,但EH≠FG,只有④错误.
5. (必修2P30练习2改编)在正方体A1B1C1D1ABCD中,与AB异面的棱有______________________.
答案:A1D1,DD1,CC1,C1B1
1. 公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在这个平面内.
公理2:如果两个平面有一个公共点,那么它们还有其他公共点,这些公共点的集合是经过这个公共点的一条直线.
公理3:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面. 推论1:经过一条直线和这条直线外的一点,有且只有一个平面. 推论2:经过两条相交直线,有且只有一个平面. 推论3:经过两条平行直线,有且只有一个平面. 2. 空间两条直线的位置关系 位置关系 共面情况 公共点个数 相交直线 在同一平面内 有且只有一个 平行直线 在同一平面内 没有 异面直线 不同在任何一个平面内 没有 3. 平行直线的公理及定理 (1) 公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行. (2) 定理:如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同,那么这两个角相等.
4. 异面直线的判定
(1) 判定定理:过平面内一点与平面外一点的直线,和这个平面内不经过该点的直线是异面直线.
(2) 符号表示:若l?α,A?α,B∈α,B?l,则直线AB与l是异面直线. 5. 异面直线所成的角
(1) 定义:设a,b是异面直线,经过空间任意一点O,作直线a′∥a,b′∥b,我们把直线a′与b′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a,b所成的角.
?π?(2) 范围:?0,?.
2??
(3) 若异面直线a,b所成的角是直角,就称异面直线a,b互相垂直.记作a⊥b. [备课札记]
, 1 平面的基本
性质)
, 1) 如图,正方体ABCDA1B1C1D1中,点E,F分别为CC1,AA1的中点,
画出平面BED1F和平面ABCD的交线.
解:如图,在平面ADD1A1内延长D1F与DA交于一点P,则P∈平面BED1F. ∵ DA?平面ABCD,∴ P∈平面ABCD,
∴ 点P是平面ABCD与平面BED1F的一个公共点. 又点B是两平面的一个公共点, ∴ PB为两平面的交线.
备选变式(教师专享)
如图,在直角梯形ABDC中,AB∥CD,AB>CD,S是直角梯形ABDC所在平面外一点,画出平面SBD和平面SAC的交线,并说明理由.
解:显然点S是平面SBD和平面SAC的一个公共点,即点S在交线上,由于AB>CD,则分别延长AC和BD交于点E,如图所示.
∵ E∈AC,AC?平面SAC,∴ E∈平面SAC. 同理,可证E∈平面SBD,
∴ 点E在平面SBD和平面SAC的交线上,连结SE, 则直线SE是平面SBD和平面SAC的交线.
, 2 共点、共线、
共面问题)