(共22张PPT)平面与平面平行的判定
[A级 基础巩固]
1.正方体的六个面中相互平行的平面有( )
A.2对 B.3对
C.4对 D.5对
解析:选B 由正方体模型可知,六个面中共有3对相对的面互相平行.
2.若结论“如果平面α内有三点到平面β的距离相等,那么α∥β”是正确的,则这三点必须满足的条件是( )
A.这三点不共线
B.这三点不共线且在β的同侧
C.这三点不在β的同侧
D.这三点不共线且在β的异侧
解析:选B 首先这三点必须能确定一个平面,即要求这三点不共线;其次这三点必须在平面β的同侧,确定的平面才会和平面β平行,如果在平面β的异侧,那么确定的平面和平面β相交.
3.正方体EFGH E1F1G1H1中,下列四对截面中,彼此平行的一对截面是( )
A.平面E1FG1与平面EGH1
B.平面FHG1与平面F1H1G
C.平面F1H1H与平面FHE1
D.平面E1HG1与平面EH1G
解析:选A 在平面E1FG1与平面EGH1中,因E1G1∥EG,FG1∥EH1,且E1G1∩FG1=G1,EG∩EH1=E,故平面E1FG1∥平面EGH1.故选A.
4.(多选)设a,b是两条不同的直线,α,β,γ是三个不同的平面,则α∥β的一个充分条件是( )
A.存在一条直线a,a∥α,a∥β
B.存在一条直线a,a α,a∥β
C.存在一个平面γ,满足α∥γ,β∥γ
D.存在两条异面直线a,b,a α,b β,a∥β,b∥α
解析:选CD 对于选项A,若存在一条直线a,a∥α,a∥β,则α∥β或α与β相交.若α∥β,则存在一条直线a,使得a∥α,a∥β,所以选项A的内容是α∥β的一个必要条件;同理,选项B的内容也是α∥β的一个必要条件而不是充分条件;对于选项C,平行于同一个平面的两个平面显然是平行的,故选项C的内容是α∥β的一个充分条件;对于选项D,可以通过平移把两条异面直线平移到其中一个平面中,成为相交直线,则有α∥β,所以选项D的内容是α∥β的一个充分条件.故选C、D.
5.已知m,n是两条直线,α,β是两个平面.有以下命题:
①若m,n相交且都在平面α,β外,m∥α,m∥β,n∥α,n∥β,则α∥β;
②若m∥α,m∥β,则α∥β;
③若m∥α,n∥β,m∥n,则α∥β.
其中正确命题的个数是( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:选B 对于①,设相交直线m,n确定一个平面γ,则有γ∥α,γ∥β,∴α∥β,故①正确;②③显然不正确.故选B.
6.六棱柱ABCDEF A1B1C1D1E1F1的底面是正六边形,则此六棱柱的面中互相平行的有______对.
解析:如图所示,由图知平面ABB1A1∥平面EDD1E1,平面BCC1B1∥平面FEE1F1,平面AFF1A1∥平面CDD1C1,平面ABCDEF∥平面A1B1C1D1E1F1,∴此六棱柱的面中互相平行的有4对.
答案:4
7.已知平面α和β,在平面α内任取一条直线a,在β内总存在直线b∥a,则α与β的位置关系是________(填“平行”或“相交”).
解析:若α∩β=l,则在平面α内,与l相交的直线a,设a∩l=A,对于β内的任意直线b,若b过点A,则a与b相交,若b不过点A,则a与b异面,即β内不存在直线b∥a,矛盾.故α∥β.
答案:平行
8.如图是一几何体的平面展开图,其中四边形ABCD为正方形,E,F,G,H分别为PA,PD,PC,PB的中点,在此几何体中,给出下面五个结论:
①平面EFGH∥平面ABCD;②PA∥平面BDG;③直线EF∥平面PBC;④FH∥平面BDG;⑤EF∥平面BDG.
其中正确结论的序号是________.
解析:把图形还原为一个四棱锥,然后根据线面、面面平行的判定定理判断可知①②③④正确.
答案:①②③④
9.在如图所示的几何体中,三个侧面AA1B1B,BB1C1C,CC1A1A都是平行四边形.求证:平面ABC∥平面A1B1C1.
证明:∵四边形AA1B1B是平行四边形,
∴A1B1∥AB,又A1B1 平面ABC,AB 平面ABC,
∴A1B1∥平面ABC,同理B1C1∥平面ABC,
而A1B1∩B1C1=B1,A1B1,B1C1 平面A1B1C1,
∴平面A1B1C1∥平面ABC.
10.如图,已知在四棱锥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.
证明:∵PM∶MA=BN∶ND=PQ∶QD,
∴MQ∥AD,NQ∥BP,而BP 平面PBC,NQ 平面PBC,∴NQ∥平面PBC.
又∵四边形ABCD为平行四边形,∴BC∥AD,
∴MQ∥BC,且BC 平面PBC,MQ 平面PBC,
∴MQ∥平面PBC.
又MQ∩NQ=Q,MQ,NQ 平面MNQ,
∴平面MNQ∥平面PBC.
[B级 综合运用]
11.已知直线l,m,平面α,β,下列叙述正确的是( )
A.l∥β,l α α∥β
B.l∥β,m∥β,l α,m α α∥β
C.l∥m,l α,m β α∥β
D.l∥β,m∥β,l α,m α,l∩m=M α∥β
解析:选D 如图,在长方体ABCD A1B1C1D1中,直线AB∥平面DC1,直线AB 平面AC,但是平面AC与平面DC1不平行,所以选项A错误.取BB1的中点E,CC1的中点F,连接EF,则EF∥平面AC,B1C1∥平面AC.又EF 平面BC1,B1C1 平面BC1,但是平面AC与平面BC1不平行,所以选项B错误.直线AD∥B1C1,AD 平面AC,B1C1 平面BC1,但平面AC与平面BC1不平行,所以选项C错误.选项D是两个平面平行的判定定理,所以选项D正确.
12.经过平面α外两点,作与α平行的平面,则这样的平面可以作( )
A.1个或2个 B.0个或1个
C.1个 D.0个
解析:选B ①当经过两点的直线与平面α平行时,可作出一个平面β使β∥α.②当经过两点的直线与平面α相交时,由于作出的平面与平面α至少有一个公共点,故经过两点的平面都与平面α相交,不能作出与平面α平行的平面.故满足条件的平面有0个或1个.
13.设α,β,γ为两两不重合的平面,l,m,n为两两不重合的直线,给出下列四个命题:
①若α∥β,γ∥β,α∥γ;
②若m α,n α,m∥β,n∥β,则α∥β;
③若α∥β,l α,则l∥β;
④若α∩β=l,β∩γ=m,γ∩α=n,l∥γ,则m∥n.
其中正确结论的编号为________.(请写出所有正确结论的编号)
解析:对于①,由面面平行的传递性可知①正确;对于②,若m α,n α,m∥β,n∥β,则α∥β或α与β相交,所以②错;对于③,若两个平面平行,其中一个平面内的任一条直线都与另一个平面平行,所以③正确;对于④,因为α∩β=l,β∩γ=m,l∥γ,所以l∥m,同理l∥n,由平行线的传递性可得m∥n,所以④正确.
答案:①③④
14.如图,四边形ABCD为矩形,A,E,B,F四点共面,且△ABE和△ABF均为等腰直角三角形,∠BAE=∠AFB=90°.求证:平面BCE∥平面ADF.
证明:∵四边形ABCD为矩形,∴BC∥AD,
又BC 平面ADF,AD 平面ADF,
∴BC∥平面ADF.∵△ABE和△ABF均为等腰直角三角形,且∠BAE=∠AFB=90°,
∴∠BAF=∠ABE=45°,∴AF∥BE,
又BE 平面ADF,AF 平面ADF,
∴BE∥平面ADF.
又BC 平面BCE,BE 平面BCE,BC∩BE=B,
∴平面BCE∥平面ADF.
[C级 拓展探究]
15.如图所示,在正方体ABCD A1B1C1D1中,O为底面ABCD的中心,P是DD1的中点,设Q是CC1上的点,问:当点Q在什么位置时,平面D1BQ∥平面PAO
解:当Q为CC1的中点时,平面D1BQ∥平面PAO.
因为Q为CC1的中点,P为DD1的中点,
所以QB∥PA.
而QB 平面PAO,PA 平面PAO,
所以QB∥平面PAO.
如图,连接DB,因为P,O分别为DD1,DB的中点,
所以PO为△DBD1的中位线,
所以D1B∥PO.
而D1B 平面PAO,PO 平面PAO,
所以D1B∥平面PAO.
又D1B∩QB=B,所以平面D1BQ∥平面PAO.
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5第一课时 平面与平面平行的判定
新课程标准解读 核心素养
1.借助长方体,通过直观感知,归纳出平面与平面平行的判定定理,并加以证明 逻辑推理
2.会应用平面与平面平行的判定定理证明平面与平面平行 直观想象
上海世界博览会的中国国家馆被永久保留.中国国家馆表达了“东方之冠,鼎盛中华,天下粮仓,富庶百姓”的中国文化的精神与气质,展馆共分三层,这三层给人以平行平面的感觉.
[问题] (1)展馆的每两层所在的平面平行,那么上层平面上任一直线状物体与下层地面有何位置关系?
(2)上下两层所在的平面与侧墙所在平面分别相交,它们的交线是什么位置关系?
知识点 平面与平面平行的判定定理
文字语言 如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,那么这两个平面平行
符号语言 a β,b β,a∩b=P,a∥α,b∥α β∥α
语言
判定平面α与平面β平行时,必须具备两个条件
(1)平面α内两条相交直线a,b,即a α,b α,a∩b=P;
(2)两条相交直线a,b都与平面β平行,即a∥β,b∥β.
1.判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)若一个平面内有无数条直线都与另一个平面平行,则这两个平面平行.( )
(2)若一个平面内任何一条直线都平行于另一个平面,则这两个平面平行.( )
答案:(1)× (2)√
2.在正方体中,相互平行的面不会是( )
A.前后相对侧面 B.上下相对底面
C.左右相对侧面 D.相邻的侧面
解析:选D 由正方体的模型知前后面、上下面、左右面都相互平行,故选D.
平面与平面平行判定定理的理解
[例1] 已知α,β是两个不重合的平面,下列选项中,一定能得出平面α与平面β平行的是( )
A.平面α内有一条直线与平面β平行
B.平面α内有两条直线与平面β平行
C.平面α内有一条直线与平面β内的一条直线平行
D.平面α与平面β不相交
[解析] 选项A、C不正确,因为两个平面可能相交;选项B不正确,因为平面α内的这两条直线必须相交才能得到平面α与平面β平行;选项D正确,因为两个平面(不重合)的位置关系只有相交与平行两种,又因为两个平面不相交,所以这两个平面必定平行.故选D.
[答案] D
1.在判定两个平面是否平行时,一定要强调一个平面内的“两条相交直线”这个条件,线不在多,相交就行.
2.借助于常见几何体(如正方体)进行分析.
[跟踪训练]
设α,β是两个不同的平面,m是直线且m α,m∥β,若使α∥β成立,则需增加的条件是( )
A.n是直线且n α,n∥β
B.n,m是异面直线且n∥β
C.n,m是相交直线且n α,n∥β
D.n,m是平行直线且n α,n∥β
解析:选C 要使α∥β成立,需要其中一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,n,m是相交直线且n α,n∥β,m α,m∥β,由平面与平面平行的判定定理可得α∥β.故选C.
平面与平面平行的证明
[例2] (链接教科书第140页例4)如图所示,已知正方体ABCD A1B1C1D1.
(1)求证:平面A1BD∥平面B1D1C;
(2)若E,F分别是AA1,CC1的中点,求证:平面EB1D1∥平面FBD.
[证明] (1)因为B1B綉DD1,所以四边形BB1D1D是平行四边形,
所以B1D1∥BD,又BD 平面B1D1C,B1D1 平面B1D1C,
所以BD∥平面B1D1C.同理A1D∥平面B1D1C.
又A1D∩BD=D,所以平面A1BD∥平面B1D1C.
(2)由BD∥B1D1,得BD∥平面EB1D1.
如图,取BB1的中点G,连接AG,GF,易得AE∥B1G,
又因为AE=B1G,所以四边形AEB1G是平行四边形,
所以B1E∥AG.
易得GF∥AD,又因为GF=AD,
所以四边形ADFG是平行四边形,所以AG∥DF,
所以B1E∥DF,
所以DF∥平面EB1D1.
又因为BD∩DF=D,所以平面EB1D1∥平面FBD.
[母题探究]
(变条件)把本例(2)的条件改为“E,F分别是AA1与CC1上的点,且A1E=A1A”,求F在何位置时,平面EB1D1∥平面FBD
解:当F满足CF=CC1时,两平面平行,下面给出证明:
如图,在D1D上取点M,且DM=DD1,
连接AM,FM,则AE綉D1M,
从而四边形AMD1E是平行四边形,所以D1E∥AM.
同理,FM綉CD,又因为AB綉CD,所以FM綉AB,
从而四边形FMAB是平行四边形,所以AM∥BF,
即有D1E∥BF.
又BF 平面FBD,D1E 平面FBD,
所以D1E∥平面FBD.
又B1B綉D1D,从而四边形BB1D1D是平行四边形,故B1D1∥BD,
又BD 平面FBD,B1D1 平面FBD,从而B1D1∥平面FBD,
又D1E∩B1D1=D1,所以平面EB1D1∥平面FBD.
平面与平面平行的判定方法
(1)定义法:两个平面没有公共点;
(2)判定定理:一个平面内的两条相交直线分别平行于另一个平面;
(3)转化为线线平行:平面α内的两条相交直线与平面β内的两条相交直线分别平行,则α∥β;
(4)利用平行平面的传递性:若α∥β,β∥γ,则α∥γ.
[跟踪训练]
1.如图所示,在正方体ABCD A1B1C1D1中,M,E,F,N分别是A1B1,B1C1,C1D1,D1A1的中点,求证:
(1)E,F,B,D四点共面;
(2)平面MAN∥平面EFDB.
证明:(1)如图,连接B1D1.
∵E,F分别是B1C1和C1D1的中点,
∴EF∥B1D1.又BD∥B1D1,
∴BD∥EF.
∴E,F,B,D四点共面.
(2)由题意知MN∥B1D1,B1D1∥BD,∴MN∥BD.
又MN 平面EFDB,∴MN∥平面EFDB,
连接MF,∵点M,F分别是A1B1与C1D1的中点,∴MF綉AD.
∴四边形ADFM是平行四边形.∴AM∥DF.
∵AM 平面EFDB,DF 平面EFDB,∴AM∥平面EFDB.又AM∩MN=M,∴平面MAN∥平面EFDB.
2.如图所示,在直角梯形ABCP中,BC∥AP,AB⊥BC,CD⊥AP,AD=DC=PD.E,F,G分别为线段PC,PD,BC的中点,现将△PDC折起,使点P 平面ABCD.求证:平面PAB∥平面EFG.
证明:∵PE=EC,PF=FD,∴EF∥CD,
又∵CD∥AB,∴EF∥AB.
又EF 平面PAB,AB 平面PAB,
∴EF∥平面PAB.
同理可证EG∥平面PAB.
又∵EF∩EG=E,
∴平面PAB∥平面EFG.
1.已知a,b,c,d是四条直线,α,β是两个不重合的平面,若a∥b∥c∥d,a α,b α,c β,d β,则α与β的位置关系是( )
A.平行 B.相交
C.平行或相交 D.以上都不对
解析:选C 由图①和图②可知,α与β平行或相交.
2.如图所示,在直四棱柱ABCD A1B1C1D1中,底面ABCD是梯形,AB∥CD,CD=2AB,P,Q分别是CC1,C1D1的中点,求证:平面AD1C∥平面BPQ.
证明:∵D1Q綉CD,AB綉CD,
∴D1Q綉AB,
∴四边形D1QBA为平行四边形,∴D1A∥QB.
∵Q,P分别为D1C1,C1C的中点,∴QP∥D1C.
∵D1C∩D1A=D1,QP∩QB=Q,
∴平面AD1C∥平面BPQ.
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