数学百大经典例题——直线与平面的平行判定和性质(新课标) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/18 17:04:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

典型例题一

例1 简述下列问题的结论,并画图说明:

(1)直线a?平面?,直线b?a?A,则b和?的位置关系如何? (2)直线a??,直线b//a,则直线b和?的位置关系如何? 分析:(1)由图(1)可知:b??或b???A; (2)由图(2)可知:b//?或b??.

说明:此题是考查直线与平面位置关系的例题,要注意各种位置关系的画法与表示方法.

典型例题二

例2 P是平行四边形ABCD所在平面外一点,Q是PA的中点,求证:PC//平面BDQ. 分析:要证明平面外的一条直线和该平面平行,只要在该平面内找到一条直线和已知直线平行就可以了.

证明:如图所示,连结AC,交BD于点O, ∵四边形ABCD是平行四边形

∴AO?CO,连结OQ,则OQ在平面BDQ内,

且OQ是

?APC的中位线,

∴PC//OQ. ∵PC在平面BDQ外, ∴PC//平面BDQ.

说明:应用线面平行的判定定理证明线面平行时,关键是在平面内找一条直线与已知直线平行,怎样找这一直线呢?

由于两条直线首先要保证共面,因此常常设法过已知直线作一平面与已知平面相交,如果能证明已知直线和交线平行,那么就能够马上得到结论.这一个证明线面平行的步骤可以总结为:

过直线作平面,得交线,若线线平行,则线面平行.

典型例题三

例3 经过两条异面直线a,b之外的一点P,可以作几个平面都与a,b平行?并证明你的结论. 分析:可考虑P点的不同位置分两种情况讨论. 解:(1)当P点所在位置使得a,P(或b,P)本身确定的平面平行于b(或a)时,过P点再作不出与a,b都平行的平面;

(2)当P点所在位置a,P(或b,P)本身确定的平面与b(或a)不平行时,可过点P作a//a?,b?//b.由于a,b异面,则a?,b?不重合且相交于P.由于a??b??P,a?,b?确定的平面?,则由线面平行判定定理知:a//?,b//?.可作一个平面都与a,b平行.

故应作“0个或1个”平面.

说明:本题解答容易忽视对P点的不同位置的讨论,漏掉第(1)种情况而得出可作一个平面的错误结论.可见,考虑问题必须全面,应区别不同情形分别进行分类讨论.

典型例题四

例4 平面外的两条平行直线中的一条平行于这个平面,那么另一条直线也平行于这个平面. 已知:直线a//b,a//平面?,b??. 求证:b//?.

证明:如图所示,过a及平面?内一点A作平面?. 设????c,

∵a//?, ∴a//c. 又∵a//b, ∴b//c.

∵b??,c??, ∴b//?.

说明:根据判定定理,只要在?内找一条直线c//b,根据条件a//?,为了利用直线和平面平行的性质定理,可以过a作平面?与?相交,我们常把平面?称为辅助平面,它可以起到桥梁作用,把空间问题向平面问题转化.

和平面几何中添置辅助线一样,在构造辅助平面时,首先要确认这个平面是存在的,例如,本例中就是以“直线及直线外一点确定一个平面”为依据来做出辅助平面的.

典型例题五

例5 已知四面体S?ABC的所有棱长均为a.求: (1)异面直线SC、AB的公垂线段EF及EF的长; (2)异面直线EF和SA所成的角.

分析:依异面直线的公垂线的概念求作异面直线的公垂线段,进而求出其距离;对于异面直线所成的角可

SC、AB采取平移

构造法求解.

解:(1)如图,分别取SC、AB的中点E、F,连结SF、CF. 由已知,得?SAB≌?CAB. ∴SF?CF,E是SC的中点, ∴EF?SC.

同理可证EF?AB

∴EF是SC、AB的公垂线段.

在Rt?SEF中,SF?∴EF?SF2?SE2

13a,SE?a.

2232122a?a?a. 442(2)取AC的中点G,连结EG,则EG//SA.

∴EF和GE所成的锐角或直角就是异面直线EF和SA所成的角. 连结FG,在Rt?EFG中,EG?由余弦定理,得

112a,GF?a,EF?a. 222122212a?a?aEG?EF?GF444?2. cos?GEF??2?EG?EF2122?a?a22222∴?GEF?45.

故异面直线EF和SA所成的角为45.

说明:对于立体几何问题要注意转化为平面问题来解决,同时要将转化过程简要地写出来,然后再求

值.

??典型例题六

例6 如果一条直线与一个平面平行,那么过这个平面内的一点且与这条直线平行的直线必在这个平面内.

已知:直线a//?,B??,B?b,b//a. 求证:b??.

分析:由于过点B与a平行的直线是惟一存在的,因此,本题就是要证明,在平面?外,不存在过B与a平行的直线,这是否定性命题,所以使用反证法.