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空间点、直线、平面之间的位置关系  一、知识要点:  1.平面的基本性质:  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。    公理2:过不在同一直线上的三点,有且只有一个平面。  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。    2.空间中直线与直线之间的位置关系:  空间两条直线的位置关系有且只有三种:    如图:AB与BC相交于B点,AB与A′B′平行,AB与B′C′异面。   公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行。  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。  3.空间中直线与平面之间的位置关系:  (1)直线在平面内……有无数个公共点;  (2)直线与平面相交……有且只有一个公共点;  (3)直线与平面平行……没有公共点。  其中直线与平面相交或平行的情况统称为直线在平面外。  注意,我们不提倡如下画法.  4.平面与平面之间的位置关系:  (1)两个平面平行……没有公共点;  (2)两个平面相交……有一条公共直线。     二、例题讲解:  例1、根据图形,写出图形中点、直线和平面之间的关系.   图1可以用几何符号表示为:___________________________________________.  图2可以用几何符号表示为:___________________________________________.  分析:本题关键是找出图中基本元素点、直线、平面,然后再仔细分析点与直线、点与平面、直线与平面的位置关系,最后用文字语言和符号语言写出.  解:图1可以用几何符号表示为:  即:平面与平面相交于直线AB,直线a在平面内,直线b在平面内,直线a平行于直线AB,直线b平行于直线AB.  图2可以用几何符号表示为:,△ABC的三个顶点满足条件  即:平面与平面相交于直线MN,△ABC的顶点A在直线MN上,点B在内但不在直线MN上,点C在平面内但不在直线MN上.  例2、观察下面的三个图形,说出它们有何异同.   分析:图1既可能是平面图形,也可能是一个空间图形的直观图;图2、图3均用了一条直线衬托,它们都是空间图形的直观图.  解:图1可能是平面图形,也可能是空间图形的直观图;图2是MN凸在外面的一个空间图形的直观图;图3是MN凹在里面的一个空间图形的直观图.  点评:(1)本题隐含了三个平面两两相交的直观图画法及平面的画法、立体几何图的画法.而这些画法的掌握程度将影响对空间结构的认识、对空间图形的分析和对立体几何的学习.  (2)与本题类似的其它变形还有:  用虚线画出图4正方体和图5三棱锥中被遮挡的棱,完成图形.  例3、正方体ABCD-A1B1C1D1中,  (1)DD1和A1B1的位置关系如何?    D1B和AC的位置关系如何?    A1C和D1B的位置关系如何?  (2)和AD成异面直线的棱所在直线有几条?  (3)和BD1成异面直线的棱所在直线有几条?  (4)六个面的正方形对角线共12条,这些对角线所在直线中,异面直线共有多少对?   解析:我们知道空间两条直线的位置关系有且只有三种,判断的依据是看两条直线是共面还是异面及是否有公共点。  (1)异面直线;异面直线;相交直线;  (2)4条.分别是A1B1、B1B、C1D1、C1C;  (3)6条.分别是AA1、CC1、A1B1、B1C1、AD、CD;  (4)30对。  例4、已知:如图,立体图形A—BCD的四个面分别是△ABC、△ACD、△ABD和△BCD ,E、F、G分别为线段AB、AC、AD上的点,EF∥BC,FG∥CD.  求证:△EFG∽△BCD.  证明:∵在平面ABC中,EF∥BC,∴=.  又在平面ACD中,FG∥CD,∴=.  ∴=.  ∴EG∥BD.  ∴∠EFG=∠BCD.  同理∠FGE=∠CDB,  ∴△EFG∽△BCD.   与本例类似变形还有:  已知:将一张长方形的纸片ABCD对折一次,EF为折痕再打开竖直在桌面上,如图所示,连结AD、BC.  求证:ADBC,∠ADE=∠BCF.(证明略)  三、练习:  1.下列图形中,满足的图形是( ).          (A)             (B)          (C)             (D)  2.已知A、B表示点,b表示直线,、表示平面,下列命题和表示方法都正确的是( ).  (A)  (B)  (C)    (D)  3.用符号表示“若A、B是平面内的两点,C是直线AB上的点,则C必在内”,即是________________.   4.“a,b为异面直线”是指:  (1)且a不平行于b;  (2)且;  (3)且;  (4);  (5)不存在平面,使且成立.  上述结论中,正确的是( ).  (A)(1)(4)(5)  (B)(1)(3)(4)  (C)(2)(4)     (D)(1)(5)  5.一条直线和两条异面直线的一条平行,则它和另一条的位置关系是( ).  (A)平行或异面  (B)异面  (C)相交  (D)相交或异面  6.如图,空间四边形ABCD中,M、N分别是△ABC和△ACD的重心,若BD=m,则MN=__________.  7.如图,是一个正方体的展开图,如果将它还原为正方体,那么AF、BC、DE这三条线段所在直线是异面直线的是__________,它们所成的角为________度。   四、练习答案:  1.提示:根据平面的无限延展性及平面画法来判断.  答案:(C).  2.提示:根据点与平面应用“”“”连接排除A;根据公理两个平面相交为一条直线,排除B;再跟据图形可排除D,因为A有可能在平面上.  答案:(C).  3.提示:熟悉点与线,点与平面的关系,正确使用“”、“”等符号.  答案:.  4.提示:根据异面直线定义“不同在任何一个平面内,没有公共点的两条直线叫异面直线”,结合图形可排除(2)、(3)、(4).(∵(2)中可能有a∥b,(3)中可能有a∥b,(4)可能有a与b相交或平行.)(5)是正确的,再由直线位置关系可得(1)也是正确的.  答案:(D).  5.提示:由公理可排除(A),再结合图形可利用平移方法验证.  答案:(D).  6.提示:重心是三条中线的交点,并分每条中线的比为2∶3.连结AM并延长交BC于E,连结AN并延长交CD于F,再连结MN、EF,根据三角形重心性质得BE=EC,CF=FD.  ∴MNEF,EFBD.  ∴MNBD ∴MN=m.  答案:m.   7.解析:展开图还原成正方体如图所示(C点与D点重合),成异面直线的是AF与BC(或BD),AF与BC所成角即为CE与BC所成角,为60度。 查看更多

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