第八章 立体几何初步
8.5 空间直线、平面的平行
8.5.3平面与平面平行
教学设计
教学目标
理解平面与平面平行的判定定理;
理解平面与平面平行的性质定理;
能运用定理证明一些空间位置关系的简单命题.
教学重难点
教学重点
平面与平面平行的判定定理与性质定理及其应用.
教学难点
两个定理的应用.
教学过程
新课导入
我们学过,两个平行平面没有公共点,所以一个平面内的任意一条直线都与另一个平面没有公共点.也就是说,如果两个平面平行,那么一个平面内的任意一条直线都与另一个平面平行.这个定义给出了两个平面平行的充要条件,所以,如果一个平面内的任意一条直线都与另一个平面平行,那么这两个平面一定平行.
问题1 如何判定一个平面内的任意一条直线都平行于另一个平面呢?
探索新知
问题2 根据基本事实的推论2,3,过两条平行直线或两条相交直线,有且只有一个平面.那么,如果一个平面内有两条平行或相交的直线都与另一个平面平行,是否就能使这两个平面平行?
问题3 如图(1),a和b分别是矩形硬纸片的两条对边所在直线,它们都和桌面平行,那么硬纸片和桌面平行吗?如图(2),c和d分别是三角尺相邻两边所在直线,它们都和桌面平行,那么三角尺和桌面平行吗?
如果一个平面内有两条平行直线与另一个平面平行,这两个平面不一定平行.如图8.5-12,在平面内画一条与平行的直线EF,显然A'A与EF都平行于平面,但这两条平行直线所在的平面与平面相交.
如果一个平面内有两条相交直线与另一个平面平行,这两个平面是平行的.如图8.5-13的长方体模型中,平面ABCD内两条相交直线AC,BD分别与平面内两条相交直线,平行.由直线与平面平行的判定定理可知,这两条相交直线AC,BD都与平面平行.此时,平面ABCD平行于平面.
平面与平面平行的判定定理(图8.5-14):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.
符号表示:
由定理可知,可以由直线与平面平行判定平面与平面平行.
例4 已知正方体(如图),求证:平面平面.
证明:∵为正方体,
∴,.
∴.
∴四边形为平行四边形.
∴.
又平面,平面,
∴平面.
同理,平面.
又,
∴平面平面.
问题4 探究两个平行平面内的直线的位置关系.
如图,所在的平面与平面AC平行,所以与平面AC没有公共点.也就是说,与平面AC内的所有直线没有公共点.因此,直线与平面AC内的所有直线要么是异面直线,要么是平行直线.
问题5 分别位于两个平行平面内的两条直线什么时候平行呢?
如果,,,且,那么过a,b有且只有一个平面.把直线a,b看成是平面与平面的交线.于是可以猜想:两个平行平面同时与第三个平面相交,所得的两条交线平行.
下面,来证明这个结论.
如图,平面,平面分别与平面相交于直线a,b.
∵,,
∴,.
又,
∴a,b没有公共点.
又a,b同在平面内,
∴
由此得到两个平面平行的性质定理:两个平面平行,如果另一个平面与这两个平面相交,那么两条交线平行.
例5 求证:夹在两个平行平面间的平行线段相等.
如图,,,且,,,,求证AB=CD.
证明:过平行线AB,CD作平面,与平面和分别相交于AC和BD .
∵,
∴.
又,
∴四边形ABCD是平行四边形.
∴AB=CD.
由直线与直线平行可以判定直线与平面平行;由直线与平面平行的性质可以得到直线与直线平行;由直线与平面平行可以判定平面与平面平行;由平面与平面平行的定义及性质可以得到直线与平面平行、直线与直线平行.
(三)课堂练习
下列命题:
①一条直线与两个平行平面中的一个平面相交,必与另外一个平面相交;
②如果一个平面平行于两个平行平面中的一个平面,必平行于另一个平面;
③夹在两个平行平面间的平行线段相等.
其中正确的命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.0
答案:C
解析:根据面面平行的性质知①②③正确,故选C.
下列四个正方体图形中,A,B,C为正方体所在棱的中点,则能得出平面ABC∥平面DEF的是( )
答案:B
解析:在B中,
如图,连接MN,PN,
∵A,B,C为正方体所在棱的中点,
∴AB∥MN,AC∥PN,
∵MN∥DE,PN∥EF,
∴AB∥DE,AC∥EF,
∵AB∩AC=A,DE∩EF=E,AB,AC 平面ABC,DE,EF 平面DEF,
∴平面ABC∥平面DEF.故选B.
过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A1,C1,B的平面与底面ABCD所在的平面的交线为l,则l与A1C1的位置关系是____________.
答案:平行
解析:∵平面ABCD∥平面A1B1C1D1,
平面A1B1C1D1∩平面A1C1B=A1C1,
平面ABCD∩平面A1C1B=l,
∴l∥A1C1.
如图,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)连接B1D1,
∵E,F分别是边B1C1,C1D1的中点,
∴EF∥B1D1.
而BD∥B1D1,∴BD∥EF.
∴E,F,B,D四点共面.
(2)易知MN∥B1D1,B1D1∥BD,
∴MN∥BD.
又MN 平面EFDB,BD 平面EFDB.
∴MN∥平面EFDB.
连接MF.
∵M,F分别是A1B1,C1D1的中点,
∴MF∥A1D1,MF=A1D1.
∴MF∥AD,MF=AD.
∴四边形ADFM是平行四边形,∴AM∥DF.
又AM 平面EFDB,DF 平面EFDB,
∴AM∥平面EFDB.
又∵AM∩MN=M,
∴平面MAN∥平面EFDB.
小结作业
小结:
平面与平面平行的判定定理;
平面与平面平行的性质定理.
作业:
板书设计
8.5.3平面与平面平行
平面与平面平行的判定定理;
符号表示;
平面与平面平行的性质定理.
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