异面直线定义释疑与判定
一、定义
不同在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线。 二、对定义的理解
异面直线定义中“不同在任何一个平面内”是指这两条直线“不能确定一个平面”,其 中的“任何”是异面直线不可缺少的前提条件。
不能把“不同在任何一个平面内”误解为“不同在某一个平面内”,如图1,直线
m??,n??,m//n,不能由m,n不同在平面?上就误认为m,n异面,实际上,因m//n可知,m与n共面,它们不是异面直线。也不能误解为“分别在某两个平面内的两条直线”,前者是说不可能找到一个同时包含这两条直线的平面,而后者的直线只是画在某两个平面内,并不能确定这两条直线异面,它们可以是平行直线,也可以是相交直线,如图2所示。
三、判定方法
1、由定义判定两直线不可能在同一平面内;
2、过平面外一点与平面内一点的直线,和平面内不过该点的直线是异面直线。 3、反证法:反证法是立体几何中证明的一种重要方法,反证法证题的步骤是:(1)提 出与结论相反的假设;(2)由此假设推出与已知条件或某一公理、定理或某一已被证明是正确的命题相矛盾的结果;(3)推翻假设,从而肯定与假设相反的结论,即命题的结论。
四、典例分析
例1、如图,已知??直线。
证明:(1)因为a??,b??,a?b?A,所以b与?只有一个公共点,而c??,c//a,A?c,所以c与b无公共点。
(2)因为a?b?A,b上只有一个点在平面?内,又c//a,A?c,所以c,b不在同一平面内。 结合(1)、(2)知,b,c是异面直线。
点评:“异面直线”与“分别在某两个平面内的两条直线”含义不同,前者是指不可能找到一个平面同时包含这两条直线,后者的两条直线只是位于两个平面内,他们有可能同时在第三个平面内,利用定义重在证明无公共点又不在同一平面内。
例2、如图,已知直线a、b是异面直线,A、B是a上相异两点,C、D是b上相异两点,求证:AC、BD是异面直线。
分析:利用反证法
证明:假设直线AC、BD不是异面直线,则它们必共面,所以A、B、C、D在同一平
??a,b??,a?b?A,且c??,c//a,求证:b,c为异面
面?内,所以AB??,CD??即a??,b??,这与a、b是异面直线矛盾,所以AC、BD是异面直线。
点评:反证法是证明否定命题的基本方法,在立体几何中,下面三类问题常用反证法:
(1)直接利用公理、定义证题,即在尚未建立有关定理作为依据的情况下证题;
(2)证明某些唯一性结论的命题; (3)所证结论是一种否定性的命题。
例3、如图,空间四边形ABCD中,AB?AC,AE是▲ABC的边BC上的高,DF为▲DBC的边BC上的中线,求证:AE和DF是异面直线。
证明:由题设条件可知点E、F不重合,设▲BCD所在平面为?,因为
DF??,A??,E??,E?DF,所以AE和DF是异面直线。
点评:利用判定定理时必须阐述出定理满足的条件:a??,A??,B??,B?a,然后可以推出直线a与AB是异面直线。