第一篇:线面平行证法探讨
线面平行证法探讨
惠来一中方文湃
今年我校高一级第一学期质检考试试题第17题第一小题的题目如下: 题目:如图,四边形ABCD是正方形,MA⊥平面ABCD,MA∥PB。
求证:DM∥面PBC
这是一道证明线面平行的经典题目,大家知道,线线平行、线面平行、B面面平行在一定条件下,是可以相
互转化的。其关系如下图:
线∥面面∥面
一、转化为线线平行
证明线面平行的一种方法思路,是转化为线线平行,其关键是在已知平面内找到一条直线与之平行,而 “DM∥面PBC”(线面平行)是待证的正确结论,过已知直线DM的任一截面与平面PBC的交线l显然均与直线DM平行。这就给我们指出了找“线线平行”的平行线的一条康庄大道,所以“线线平行”与“线面平行”是可以互相转化的,辅助截面是实现这一转化的“桥梁”。
接下来的问题,是怎样作出辅助截面。其理论依据有“两平行线确定一个平面”、“两相交线确定一个平面”。于是有下面两种不同解法:
[法一]:运用“两平行线确定一个平面”做出辅助截面。
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1过M作MN∥AB,交PB于N,连结CN。∵MA∥PB,∴ABNM是平行四边形 即MN∥AB,MN=AB ∵DC∥AB,DC=AB ∴MN∥DC,MN=DC 即DCNM是平行四边形 ∴DM∥CN,N
B
∵CNÌ面PBC,DMË面PBC,∴DM∥面PBC
[法二] 运用“两相交直线确定一个平面”做出辅助截面。若PB=MA,易证DM∥CP,从而DM∥面PBC; 若PB¹MA,设PM∩BA=E,ED∩BC=F(如图所示)。∵MA∥PB,AD∥BC ∴EM:EP=EA:EB=ED:EF
B∴DM∥FP,∵FPÌ面PBC,DMË面PBC
∴DM∥面PBC
小结:线面平行找平行线,辅助截面来帮忙。
二、转化为面面平行
证明线面平行的的另一种方法思路,是转化为面面平行,其关键是在过已知直线的平面中找到一个平面与已知平面平行。而证明“面面平行”的一种方法是,寻找“线线平行”证“线面平行”,得出“面面平行”,再由“面面平行”得出 “DM∥面PBC”(线面平行)。所以 “线线平行”、“线面平行”、“面面平行”是相互
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密切、相互转化的关系。
[法三]:∵MA∥PB,AD∥BC PBÌ面PBC,MAË面PBC,BCÌ面PBC,ADË面PBC ∴MA∥面PBC,AD∥面PBC ∵MA∩AD=A ∴面MAD∥面PBC ∵DMÌ面MAD∴DM∥面PBC
[法四]:对于本题,转化为面面平行的一种比较方便的方法是证明两个平面MAD、PBC同垂直于同一条直线AB(略)
B
三、向量工具
自从新教材引入向量,向量作为解决几何问题一个行之有效的工具,由于避开了几何繁琐的推理过程,而受到同学们的青睐。向量来解决几何问题首先必须将几何问题转化为向量的运算,最后还要将运算结果翻译几何的结论。
[法五]:容易证明AB⊥PB,AB⊥BC,所以AB是平面PBC的法向量;证明AB
⊥平面MAD可得AB⊥MA,于是MA^AB,故DM∥面PBC
[法六] ∵MA∥PB,∴存在lÎR,使AM=lPB,
∵DA∥CB,DA=CB,∴DM=DA+AM=CB+lBP
CB、BP 是共面向量,∴DM∥面PBC 即 DM、
练习题:如图,已知矩形ABCD和矩形 ADEF所在平面互相垂直,点M,N分别
1在对角线BD,AE上,且BMBD,ANAE
3惠来一中数学科组方文湃
B
C
求证:MN//平面CDE
具体解法,仿照上述。
“问渠哪得清如许,为有源头活水来”。以上各种方法,看似难以想到,毫不相干,其实每一种方法都有它的根源、有它的理论根据。所谓有“果”,必有“因”,找到它的“因”,自然能够修成“正果”。我们在教学中提倡“授之以鱼”,不如“授之以渔”。我们不但要教给学生解题的方法,还要让学生学会解一大类题,融会贯通,达到“举一仿三,触类旁通”的效果,更要让他们理解各种方法的由来,以及其体现的数学思想。
惠来一中数学科组方文湃
第二篇:线面平行教案
§2.2.1 直线与平面平行的判定
【教学目标】
(1)识记直线与平面平行的判定定理并会应用证明简单的几何问题;(2)进一步培养学生观察、发现的能力和空间想象能力;(3)让学生了解空间与平面互相转换的数学思想。【教学重难点】
重点、难点:直线与平面平行的判定定理及应用。【教学过程】
(一)创设情景、揭示课题
引导学生观察身边的实物,如教材第54页观察题:封面所在直线与桌面所在平面具有什么样的位置关系?如何去确定这种关系呢?这就是我们本节课所要学习的内容。
(二)研探新知
1、观察
①当门扇绕着一边转动时,门扇转动的一边所在直线与门框所在平面具有什么样的位置关系?②将课本放在桌面上,翻动书的封面,封面边缘所在直线与桌面所在平面具有什么样的位置关系?
问题本质:门扇两边平行;书的封面的对边平行 从情境抽象出图形语言a
b
探究问题:
平面外的直线a平行平面内的直线b ③直线a,b共面吗? ④直线a与平面相交吗?
课本P55探究学生思考后,小组共同探讨,得出以下结论 直线与平面平行的判定定理:
简记为: 符号表示:
2、典例
例1 求证:空间四边形相邻两边中点的连线平行于经过另外两边所在的平面。
变式训练 :如图,在空间四面体ABCD中,E,F,M,N分别为各棱的中点,变式一(学生口头表达)①四边形EFMN是什么四边形?
②若ACBD,四边形EFMN是什么四边形?
B
③若ACBD,四边形EFMN是什么四边形? C
变式二
①直线AC与平面EFMN的位置关系是什么?请证明?
②在这图中,你能找出哪些线面平行关系?
例
2、如图,已知P为平行四边形ABCD所在平面外一点,M
求证:PD//平面MAC.
变式训练:如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,试作出过AC且与直线D1B平行的截面,并说明理由.
(三)效果检测
1.直线a//直线b,b平面,则a与的位置关系是:()
A a//B a//或aC aDa//或a或a与相交 2.a是平面外的一条直线,可得出a//的条件是:()A a与内的一条直线不相交B a与内的两条直线不相交
C a与内的无数条直线不相交D a与内的任意一条直线都不相交。
3、过空间一点作与两条异面直线都平行的平面,这样的平面()A不存在B有且只有一个或不存在C有且只有一个D有无数个
4、下列三个命题正确的个数为()
(1)如果一条直线不在平面内,则这条直线与该面平行
(2)过直线外一点,可以作无数个面与该面平行
(3)如果一条直线与平面平行,则它与平面内的任意直线平行 A0B1C2D3 5.下面四个命题中:
①平面外的直线就是平面的平行线。②平行于同一平面的两条直线平行 ③过平面外一点可做无数条直线和这个平面平行。④三角形ABC中,AB//平面,延长CA,CB, 分别交于E,F两点,则AB//EF.正确命题的序号是:
6.如图,在四棱锥PABCD中,ABCD是平行四边形,M,N分别是AB,PC的中点.
求证:MN//平面PAD.
7.如图,在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中,底面ABCD为等腰梯形,AB//CD,AB=4,BC=CD=2,AA12,E,E1,F分别是AD,AA1,AB的中点,证明:EE1//平面FCC
1【作业布置】
1、教材第62页习题2.2 A组第3题;
2、预习:如何判定两个平面平行?
第三篇:证明线面平行
证明线面平行
一,面外一条线与面内一条线平行,或两面有交线强调面外与面内
二,面外一直线上不同两点到面的距离相等,强调面外
三,证明线面无交点
四,反证法(线与面相交,再推翻)
五,空间向量法,证明线一平行向量与面内一向量(x1x2-y1y2=0)
【直线与平面平行的判定】
定理: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。
【判断直线与平面平行的方法】
(1)利用定义:证明直线与平面无公共点;
(2)利用判定定理:从直线与直线平行得到直线与平面平行;
(3)利用面面平行的性质:两个平面平行,则一个平面内的直线必平行于另一个平面
线面平行
【直线与平面平行的判定】
定理: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。
【判断直线与平面平行的方法】
(1)利用定义:证明直线与平面无公共点;
(2)利用判定定理:从直线与直线平行得到直线与平面平行;
(3)利用面面平行的性质:两个平面平行,则一个平面内的直线必平行于另一个平面。
【平面与直线平行的性质】
定理:一条直线和一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行。
此定理揭示了直线与平面平行中蕴含着直线与直线平行。通过直线与平面平行可得到直线与直线平行。这给出了一种作平行线的重要方法。
注意:直线与平面平行,不代表与这个平面所有的直线都平行,但直线与平面垂直,那么这条直线与这个平面内的所有直线都垂直。
本题就用到一个关键概念:重心三分中线
设E为BD的中点,连接AE,CE
则M在AE上,且有AM=2ME
N在CE上,且有CN=2NE
在三角形ACE中,因为,EM:EA=1:3
EN:EC=1:3
所以,MN//AC
AC属于平面ACD,MN不在平面ACD内,即无公共点
所以,MN//平面ACD
本题就用到一个关键概念:重心三分中线
设E为BD的中点,连接AE,CE
则M在AE上,且有AM=2ME
N在CE上,且有CN=2NE
在三角形ACE中,因为,EM:EA=1:3
EN:EC=1:3
所以,MN//AC
AC属于平面ACD,MN不在平面ACD内,即无公共点
所以,MN//平面ACD
第四篇:线面平行证明
线面平行证明“三板斧”
第一斧:从结论出发,假定线面平行成立,利用线面平行的性质,在平面
内找到与已知直线的平行线。
例1:如图正方体ABCDA1B1C1D1中,E为DD1的中点,试判断BD1与平面AEC的位置关系,并说明理由。
练习:
如图,已知四棱锥PABCD的底面ABCD的底面ABCD是菱形,点F为PC中点,求证:PA//平面BFD
第二斧:以平面外的直线作平行四边形
D
例2:如图,正方体ABCDA1B1C1D1,E为A1B1上任意一点,求证:AE//平面DC
1练习:
如图,已知三棱柱ABCA1B1C1中,E为B1C1的中点,F为AA1的中点,求证:
A1E//平面B1CF
第三斧:选证明面面平行,再由线平行的定义过度到线面平行。
例3:如图,四棱锥PABCD,底面ABCD为正方形,E,F,G分别为PC,PD,BC的中点,求证:PA//平面EFG
练习:如图,在直三棱柱(侧棱与底面垂直的三棱柱)D为BC的中点,求证:
AC1//平面AB1D
B
C
总结:线面平行证明的三种方法中,多数题目其实都可以用第一、二种方法得到解决,因此前二种方法是首先。第三种方法虽然证明过程长,但其思路是很固定的,实践过程中更容易为同学们所掌握。一个题目可能有几种证法,同学们练习时可以三种方法都去试一试,看看有几种办法可以解决。在熟悉以后,解题过程中可按照招式一、二、三的顺序依次去思考。
1.如图,在四棱锥PABCD中,ABCD是平行四边形,M,N分别是AB,PC的中点.
求证:MN//平面PAD.
2.如图,在正四棱锥PABCD中,PAABa,点E在棱PC上. 问点E在何处时,PA//平面EBD,并加以证明.P
E
C
A
B
3.如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中, D为AC的中点,求证:AB1//平面BC1D;
AA
D
C
B1
C1
4.在四面体ABCD中,M,N分别是面△ACD,△BCD的重心,则四面体的四个面中与MN平行的是________.5.如下图所示,四个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,P分别为其所在棱的中点,能得到AB//面MNP的图形的序号的是
①②③④
6.如图,正三棱柱ABCA1B1C1的底面边长是2,3,D是AC的中点.求证:B1C//平面A1BD.A
7.a,b是两条异面直线,A是不在a,b上的点,则下列结论成立的是
A.过A有且只有一个平面平行于a,bB.过A至少有一个平面平行于a,b
C.过A有无数个平面平行于a,bD.过A且平行a,b的平面可能不存在8.设平面∥β,A,C∈,B,D∈β,直线AB与CD交于S,若AS=18,BS=9,CD=34,则CS=_____________.9.如下图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为棱AB,CC1的中点,在平面ADD1A1内且与平面D1EF平行的直线()
A.不存在B.有1条C.有2条D.有无数条
10.如图所示:设P
上的点,AMDN且MBNP
11.求证:MN//平面PBC如图所示,在棱长为a的正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F,P,Q分别是BC,C1D1,AD1,BD的中点.
(1)求证:PQ//平面DCC1D1(2)求PQ的长.
(3)求证:EF//平面BB1D1D.
第五篇:线面平行证明题
线面平行证明题
1.一条直线若同时平行于两个相交平面,那么这条直线与这两个平面的交线的位置关系是().A.异面B.相交C.平行D.不能确定
2.若直线a、b均平行于平面α,则a与b的关系是().A.平行B.相交C.异面D.平行或相交或异面
3.已知l是过正方体ABCD—A1B1C1D1的顶点的平面AB1D1与下底面ABCD所在平面的交线,下列结论错误的是().A.D1B1∥lB.BD//平面AD1B
1C.l∥平面A1D1B1D.l⊥B1 C1
4.在下列条件中,可判断平面α与β平行的是().A.α、β都平行于直线l
B.α内存在不共线的三点到β的距离相等
C.l、m是α内两条直线,且l∥β,m∥β
D.l、m是两条异面直线,且l∥α,m∥α,l∥β,m∥β
5.下列说法正确的是().A.如果两个平面有三个公共点,那么它们重合B.过两条异面直线中的一条可以作无数个平面与另一条直线平行
C.在两个平行平面中,一个平面内的任何直线都与另一个平面平行
D.如果两个平面平行,那么分别在两个平面中的两条直线平行
6.下列说法正确的是().A.直线外一点有且只有一个平面与已知直线平行
B.经过两条平行线中一条有且只有一个平面与另一条直线平行
C.经过平面外一点有且只有一条直线与已知平面平行
D.经过平面外一点有且只有一个平面与已知平面平行
7.已知P是正方体ABCD-A1B1C1D1棱DD1上任意一点,则在正方体的12条棱中,与平面ABP平行的是.8.已知P是平行四边形ABCD所在平面外一点,E、F分别为
AB、PD的中点,求证:AF∥平面PEC
9.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别为棱BC、C1D1的中点.求证:EF∥平面BB1D1D.DA
10.如图,已知E、F、G、M分别是四面体的棱AD、CD、BD、BC的中点,求证:AM∥平面EFG.B
D11.如图,已知P是平行四边形ABCD所在平面外一点,M、N分别是AB、PC(1)求证:MN//平面PAD;
(2)若E在PC上,CECP,过ADE做一平面与PB交与F点,是确定F点位置。
12.已知四棱锥P-ABCD中, 底面ABCD为平行四边形.点M、N、Q分别在PA、BD、PD上, 且PM:MA=BN:ND=PQ:QD.求证:平面MNQ∥平面PBC.13.如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是平行四边形,E为 侧棱PC上一点且PA//面BDE,求
14.在正方体AC1中,PEPC的值。
C
A
AEAA1
13,过ED1和B作出正方体的截面
A1
′
E