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8.5.3 平面与平面平行
学习指导 核心素养
1.从定义和基本事实出发,借助长方体,通过直观图感知,了解空间中平面与平面的平行关系. 2.归纳出平面与平面平行的判定定理并加以证明. 1.数学抽象、直观想象:平面与平面平行的判定定理的理解. 2.逻辑推理:利用面面平行的判定定理及性质定理证明平行关系.
第1课时 平面与平面平行的判定
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
图形语言
(1)该定理简记为“线面平行,则面面平行”.
(2)定理中“两条直线相交”是必不可少的.
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.
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.
考点 平面与平面平行的判定
如图,在三棱锥P-ABC中,E,F,G分别是AB,AC,AP的中点,证明:平面GFE∥平面PCB.
【证明】 因为E,F,G分别是AB,AC,AP的中点,
所以EF∥BC,GF∥CP.
因为EF,GF 平面PCB,BC,CP 平面PCB,
所以EF∥平面PCB,GF∥平面PCB.
又EF∩GF=F,EF,GF 平面GFE,
所以平面GFE∥平面PCB.
如图所示,在四棱柱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】 因为D1QCD,
ABCD,所以D1QAB,
所以四边形D1QBA为平行四边形,
所以D1A∥QB.
因为Q,P分别为C1D1,CC1的中点,
所以QP∥D1C.
因为D1C∩D1A=D1,QP∩QB=Q,
所以平面AD1C∥平面BPQ.
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)转化法:转化为线面平行,平面α内的两条相交直线分别与平面β内的两条相交直线平行,则α∥β.
(4)利用平面平行的传递性:若α∥β,β∥γ,则α∥γ.
如图,直三棱柱ABC-A1B1C1的底面是正三角形,E,F,G,H分别是BC,CC1,B1C1,BB1的中点.求证:平面A1GH∥平面AEF.
证明:连接BC1(图略),
因为E,F,G,H分别是BC,CC1,B1C1,BB1的中点,
所以GH∥BC1,EF∥BC1,所以GH∥EF,
又EF 平面AEF,GH 平面AEF,
所以GH∥平面AEF.
在直三棱柱ABC-A1B1C1中,因为G,E分别为B1C1,BC的中点,所以A1G∥AE,
又AE 平面AEF,A1G 平面AEF,
所以A1G∥平面AEF.
因为A1G∩GH=G,且A1G,GH 平面A1GH,
所以平面A1GH∥平面AEF.
1.已知α,β是两个不重合的平面,直线a α,命题p:a∥β,命题q:α∥β,则p是q的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
解析:选B.a α,a∥β,α,β可以相交,不平行;由面面平行的定义可知,若α∥β且a α,则a∥β.故p是q的必要不充分条件.故选B.
2.在长方体ABCD-A′B′C′D′中,下列结论正确的是( )
A.平面ABCD∥平面ABB′A′ B.平面ABCD∥平面ADD′A′
C.平面ABCD∥平面CDD′C′ D.平面ABCD∥平面A′B′C′D′
解析:选D.由长方体的模型知平面ABCD∥平面A′B′C′D′.故选D.
3.在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,O为BD的中点,P是DD1的中点,Q是CC1的中点,求证:平面D1BQ∥平面PAO.
证明:在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,由Q为CC1的中点,P为DD1的中点,易得QB∥PA.
因为QB 平面PAO,PA 平面PAO,所以QB∥平面PAO.
因为P,O分别为DD1,DB的中点,所以D1B∥PO,
又D1B 平面PAO,PO 平面PAO,
所以D1B∥平面PAO.因为D1B∩QB=B,且D1B,QB 平面D1BQ,所以平面D1BQ∥平面PAO.
[A 基础达标]
1.下列命题中正确的是( )
A.一个平面内三条直线都平行于另一平面,那么这两个平面平行
B.如果一个平面内所有直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行
C.平行于同一直线的两个平面一定相互平行
D.如果一个平面内有几条直线都平行于另一平面,那么这两个平面平行
解析:选B.如果一个平面内所有直线都平行于另一个平面,即两个平面没有公共点,则两平面平行,故选B.
2.已知a,b,c为三条不重合的直线,α,β,γ为三个不重合的平面,现给出四个命题:
① α∥β; ② α∥β;
③ a∥α; ④ a∥β.
其中正确的是( )
A.①②③ B.①④
C.② D.①③④
解析:选C.①α与β有可能相交;②正确;③有可能a α;④有可能a β.故选C.
3.经过平面外的两点作该平面的平行平面可以作( )
A.0个 B.1个
C.0个或1个 D.1个或2个
解析:选C.连接平面外的两点的直线,当该直线与平面平行时,过该直线的平行平面有1个,当该直线与平面相交时,过该直线的平行平面有0个.
4.如图,设E,F,E1,F1分别是长方体ABCD-A1B1C1D1的棱AB,CD,A1B1,C1D1的中点,则平面EFD1A1与平面BCF1E1的位置关系是( )
A.平行 B.相交但不垂直
C.垂直 D.不确定
解析:选A.因为E1和F1分别是A1B1和C1D1的中点,所以A1D1∥E1F1.又因为A1D1 平面BCF1E1,E1F1 平面BCF1E1,所以A1D1∥平面BCF1E1.又因为E1和E分别是A1B1和AB的中点,所以A1E1∥BE,且A1E1=BE,所以四边形A1EBE1是平行四边形,所以A1E∥BE1.又因为A1E 平面BCF1E1,BE1 平面BCF1E1,所以A1E∥平面BCF1E1.因为A1E 平面EFD1A1,A1D1 平面EFD1A1,A1E∩A1D1=A1,所以平面EFD1A1∥平面BCF1E1.
5.在正方体EFGH-E1F1G1H1中,下列四对截面彼此平行的一对是( )
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.如图,因为EG∥E1G1,EG 平面E1FG1,E1G1 平面E1FG1,
所以EG∥平面E1FG1.
又G1F∥H1E,
同理可证H1E∥平面E1FG1,
又H1E∩EG=E,H1E,EG 平面EGH1,
所以平面E1FG1∥平面EGH1.
6.(多选)如图是四棱锥的平面展开图,其中四边形ABCD为正方形,点E,F,G,H分别为PA,PD,PC,PB的中点,则在原四棱锥中( )
A.平面EFGH∥平面ABCD B.BC∥平面PAD
C.AB∥平面PCD D.平面PAD∥平面PAB
解析:选ABC.把平面展开图还原为四棱锥如图所示,因为E,F,G,H分别为PA,PD,PC,PB的中点,所以EH∥FG,所以E,F,G,H在同一平面.
因为EH∥AB,又EH 平面ABCD,AB 平面ABCD,所以EH∥平面ABCD.
同理可证EF∥平面ABCD,
又EF∩EH=E,EF,EH 平面EFGH,
所以平面EFGH∥平面ABCD,故选项A正确;因为AB∥CD,AB 平面PCD,CD 平面PCD,所以AB∥平面PCD,同理BC∥平面PAD,故选项B,C正确;平面PAD,平面PBC,平面PAB,平面PDC是四棱锥的四个侧面,则它们两两相交,故选项D错误.
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.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面AB1D1和平面BC1D的位置关系为________.
解析:因为AB1∥C1D,AD1∥BC1,AB1 平面AB1D1,AD1 平面AB1D1,AB1∩AD1=A,C1D 平面BC1D,BC1 平面BC1D,C1D∩BC1=C1,由面面平行的判定定理我们易得平面AB1D1∥平面BC1D.
答案:平行
9.如图所示的多面体中,四边形ABCD是菱形,BDEF是矩形,求证:平面BCF∥平面AED.
证明:因为四边形ABCD是菱形,所以BC∥AD.因为BC 平面ADE,AD 平面ADE,所以BC∥平面ADE.又因为四边形BDEF是矩形,所以BF∥DE.因为BF 平面ADE,DE 平面ADE,所以BF∥平面ADE.因为BC 平面BCF,BF 平面BCF,BC∩BF=B,所以平面BCF∥平面AED.
[B 能力提升]
10.在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,P是A1B1的中点,过点A1作与截面PBC1平行的截面,所得截面的面积是________.
解析:如图,取AB,C1D1的中点E,F,连接A1E,A1F,EF,则平面A1EF∥平面PBC1.
在△A1EF中,
A1F=A1E=,EF=2,
S△A1EF=×2×=,
连接EC,CF,平面A1EF即为平面A1ECF,
从而所得截面面积为2S△A1EF=2.
答案:2
11.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N,Q分别是棱D1C1,A1D1,BC的中点,点P在BD1上,且BP=BD1.
则以下四个说法:
①MN∥平面APC;②C1Q∥平面APC;
③A,P,M三点共线;④平面MNQ∥平面APC.
其中说法正确的是________.(填序号)
解析:①中,由题意得MN∥AC,连接AM,CN(图略),得AM,CN交于点P,即MN 平面APC,所以MN∥平面APC是错误的;
②中,将平面APC延展,可知AN在平面APC上,
因为AN∥C1Q,所以C1Q∥平面APC是正确的;
③中,由①得A,P,M三点共线是正确的;
④中,直线AP延长到M,则M既在平面MNQ内,又在平面APC内,所以平面MNQ∥平面APC是错误的.
答案:②③
12.如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,S是B1D1的中点,E,F,G分别是BC,DC和SC的中点.求证:平面EFG∥平面BDD1B1.
证明:如图所示,连接SB,SD.
因为F,G分别是DC,SC的中点,所以FG∥SD.
又因为SD 平面BDD1B1,FG 平面BDD1B1,
所以FG∥平面BDD1B1.
同理可证EG∥平面BDD1B1,
又因为EG,FG 平面EFG,EG∩FG=G,
所以平面EFG∥平面BDD1B1.
[C 拓展冲刺]
13.在三棱台A1B1C1-ABC中,点D在A1B1上,且AA1∥BD,点M是△A1B1C1内(含边界)的一个动点,且有平面BDM∥平面A1ACC1,则动点M的轨迹是( )
A.△A1B1C1边界的一部分 B.一个点
C.线段的一部分 D.圆的一部分
解析:选C.如图,过D作DE∥A1C1交B1C1于点E,连接BE,因为BD∥AA1,BD 平面A1ACC1,AA1 平面A1ACC1,
所以BD∥平面A1ACC1,
同理DE∥平面A1ACC1,
又BD∩DE=D,BD,DE 平面BDE,
所以平面BDE∥平面A1ACC1,所以M∈DE(M不与D重合,否则没有平面BDM),故选C.
14.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F分别为线段AC1,A1C1的中点.
(1)求证:EF∥面BCC1B1;
(2)在线段BC1上是否存在一点G,使平面EFG∥平面ABB1A1,证明你的结论.
解:(1)证明:因为E,F分别为线段AC1,A1C1的中点,所以EF∥A1A.
因为B1B∥A1A,所以EF∥B1B.
又因为EF 平面BCC1B1,B1B 平面BCC1B1,
所以EF∥平面BCC1B1.
(2)存在.理由如下:取BC1中点为G,连接GE,GF,又因为E为AC1的中点,所以GE∥AB.
因为EG 平面A1B1BA,AB 平面A1B1BA,
所以EG∥平面ABB1A1.
同理可证:EF∥平面ABB1A1.
又因为EF∩EG=E,EF,EG 平面EFG,所以平面EFG∥平面ABB1A1.
所以在线段BC1上存在一点G,使平面EFG∥平面ABB1A1.
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8.5 空间直线、平面的平行
8.5.3 平面与平面平行
第八章 立体几何初步
学习指导 核心素养
1.从定义和基本事实出发,借助长方体,通过直观图感知,了解空间中平面与平面的平行关系. 2.归纳出平面与平面平行的判定定理并加以证明. 1.数学抽象、直观想象:平面与平面平行的判定定理的理解.
2.逻辑推理:利用面面平行的判定定理及性质定理证明平行关系.
第1课时 平面与平面平行的判定
01
必备知识 落实
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__________与另一个平面平行,那么这两个平面平行
符号语言 __________________________________ β∥α
图形语言
相交直线
a β,b β,a∩b=P,a∥α,b∥α
(1)该定理简记为“线面平行,则面面平行”.
(2)定理中“两条直线相交”是必不可少的.
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.
(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.
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: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.
√
02
关键能力 提升
考点 平面与平面平行的判定
如图,在三棱锥P-ABC中,E,F,G分别是AB,
AC,AP的中点,证明:平面GFE∥平面PCB.
【证明】 因为E,F,G分别是AB,AC,AP的中点,
所以EF∥BC,GF∥CP.
因为EF,GF 平面PCB,BC,CP 平面PCB,
所以EF∥平面PCB,GF∥平面PCB.
又EF∩GF=F,EF,GF 平面GFE,
所以平面GFE∥平面PCB.
如图所示,在四棱柱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.
因为Q,P分别为C1D1,CC1的中点,
所以QP∥D1C.
因为D1C∩D1A=D1,QP∩QB=Q,
所以平面AD1C∥平面BPQ.
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)转化法:转化为线面平行,平面α内的两条相交直线分别与平面β内的两条相交直线平行,则α∥β.
(4)利用平面平行的传递性:若α∥β,β∥γ,则α∥γ.
如图,直三棱柱ABC-A1B1C1的底面是正三角形,
E,F,G,H分别是BC,CC1,B1C1,BB1的中点.
求证:平面A1GH∥平面AEF.
证明:连接BC1(图略),
因为E,F,G,H分别是BC,CC1,B1C1,BB1的中点,
所以GH∥BC1,EF∥BC1,所以GH∥EF,
又EF 平面AEF,GH 平面AEF,
所以GH∥平面AEF.
在直三棱柱ABC-A1B1C1中,因为G,E分别为B1C1,BC的中点,所以A1G∥AE,
又AE 平面AEF,A1G 平面AEF,
所以A1G∥平面AEF.
因为A1G∩GH=G,且A1G,GH 平面A1GH,
所以平面A1GH∥平面AEF.
03
课堂巩固 自测
1.已知α,β是两个不重合的平面,直线a α,命题p:a∥β,命题q:α∥β,则p是q的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
解析:a α,a∥β,α,β可以相交,不平行;由面面平行的定义可知,若α∥β且a α,则a∥β.故p是q的必要不充分条件.故选B.
√
2.在长方体ABCD-A′B′C′D′中,下列结论正确的是( )
A.平面ABCD∥平面ABB′A′ B.平面ABCD∥平面ADD′A′
C.平面ABCD∥平面CDD′C′ D.平面ABCD∥平面A′B′C′D′
解析:由长方体的模型知平面ABCD∥平面A′B′C′D′.故选D.
√
3.在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,O为BD的中点,P是DD1的中点,Q是CC1的中点,求证:平面D1BQ∥平面PAO.
证明:在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,由Q为CC1的中点,
P为DD1的中点,易得QB∥PA.
因为QB 平面PAO,PA 平面PAO,所以QB∥平面PAO.
因为P,O分别为DD1,DB的中点,所以D1B∥PO,
又D1B 平面PAO,PO 平面PAO,
所以D1B∥平面PAO.因为D1B∩QB=B,且D1B,QB 平面D1BQ,所以平面D1BQ∥平面PAO.
04
课后达标 检测
[A 基础达标]
1.下列命题中正确的是( )
A.一个平面内三条直线都平行于另一平面,那么这两个平面平行
B.如果一个平面内所有直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行
C.平行于同一直线的两个平面一定相互平行
D.如果一个平面内有几条直线都平行于另一平面,那么这两个平面平行
解析:如果一个平面内所有直线都平行于另一个平面,即两个平面没有公共点,则两平面平行,故选B.
√
2.已知a,b,c为三条不重合的直线,α,β,γ为三个不重合的平面,现给出四个命题:
① α∥β; ② α∥β;
③ a∥α; ④ a∥β.
其中正确的是( )
A.①②③ B.①④
C.② D.①③④
α∥c
β∥c
α∥c
a∥c
α∥γ
β∥γ
a∥γ
β∥γ
√
解析:①α与β有可能相交;
②正确;
③有可能a α;
④有可能a β.故选C.
3.经过平面外的两点作该平面的平行平面可以作( )
A.0个 B.1个
C.0个或1个 D.1个或2个
解析:连接平面外的两点的直线,当该直线与平面平行时,过该直线的平行平面有1个,当该直线与平面相交时,过该直线的平行平面有0个.
√
4.如图,设E,F,E1,F1分别是长方体ABCD-A1B1C1D1
的棱AB,CD,A1B1,C1D1的中点,则平面EFD1A1与平面
BCF1E1的位置关系是( )
A.平行 B.相交但不垂直
C.垂直 D.不确定
√
解析:因为E1和F1分别是A1B1和C1D1的中点,所以A1D1∥E1F1.又因为A1D1 平面BCF1E1,E1F1 平面BCF1E1,所以A1D1∥平面BCF1E1.又因为E1和E分别是A1B1和AB的中点,所以A1E1∥BE,且A1E1=BE,所以四边形A1EBE1是平行四边形,所以A1E∥BE1.又因为A1E 平面BCF1E1,BE1 平面BCF1E1,所以A1E∥平面BCF1E1.因为A1E 平面EFD1A1,A1D1 平面EFD1A1,A1E∩A1D1=A1,所以平面EFD1A1∥平面BCF1E1.
5.在正方体EFGH-E1F1G1H1中,下列四对截面彼此平行的一对是( )
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:如图,因为EG∥E1G1,EG 平面E1FG1,E1G1 平面E1FG1,
所以EG∥平面E1FG1.
又G1F∥H1E,
同理可证H1E∥平面E1FG1,
又H1E∩EG=E,H1E,EG 平面EGH1,
所以平面E1FG1∥平面EGH1.
√
6.(多选)如图是四棱锥的平面展开图,其中四边形ABCD为
正方形,点E,F,G,H分别为PA,PD,PC,PB的中点,
则在原四棱锥中( )
A.平面EFGH∥平面ABCD B.BC∥平面PAD
C.AB∥平面PCD D.平面PAD∥平面PAB
√
√
√
解析:把平面展开图还原为四棱锥如图所示,因为E,F,G,H分别为PA,PD,PC,PB的中点,所以EH∥FG,所以E,F,G,H在同一平面.
因为EH∥AB,又EH 平面ABCD,AB 平面ABCD,所以EH∥平面ABCD.
同理可证EF∥平面ABCD,
又EF∩EH=E,EF,EH 平面EFGH,
所以平面EFGH∥平面ABCD,故选项A正确;
因为AB∥CD,AB 平面PCD,CD 平面PCD,所以AB∥平面PCD,同理BC∥平面PAD,故选项B,C正确;
平面PAD,平面PBC,平面PAB,平面PDC是四棱锥的四个侧面,则它们两两相交,故选项D错误.
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.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面AB1D1和平面BC1D的位置关系为________.
解析:因为AB1∥C1D,AD1∥BC1,AB1 平面AB1D1,AD1 平面AB1D1,AB1∩AD1=A,C1D 平面BC1D,BC1 平面BC1D,C1D∩BC1=C1,由面面平行的判定定理我们易得平面AB1D1∥平面BC1D.
答案:平行
9.如图所示的多面体中,四边形ABCD是菱形,BDEF是矩
形,求证:平面BCF∥平面AED.
证明:因为四边形ABCD是菱形,所以BC∥AD.因为BC 平面ADE,AD 平面ADE,所以BC∥平面ADE.又因为四边形BDEF是矩形,所以BF∥DE.因为BF 平面ADE,DE 平面ADE,所以BF∥平面ADE.因为BC 平面BCF,BF 平面BCF,BC∩BF=B,所以平面BCF∥平面AED.
[B 能力提升]
10.在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,P是A1B1的中点,过点A1作与截面PBC1平行的截面,所得截面的面积是________.
解析:①中,由题意得MN∥AC,连接AM,CN(图略),得AM,CN交于点P,即MN 平面APC,所以MN∥平面APC是错误的;
②中,将平面APC延展,可知AN在平面APC上,
因为AN∥C1Q,所以C1Q∥平面APC是正确的;
③中,由①得A,P,M三点共线是正确的;
④中,直线AP延长到M,则M既在平面MNQ内,又在平面APC内,所以平面MNQ∥平面APC是错误的.
答案:②③
12.如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,S是B1D1的
中点,E,F,G分别是BC,DC和SC的中点.
求证:平面EFG∥平面BDD1B1.
证明:如图所示,连接SB,SD.
因为F,G分别是DC,SC的中点,所以FG∥SD.
又因为SD 平面BDD1B1,FG 平面BDD1B1,
所以FG∥平面BDD1B1.
同理可证EG∥平面BDD1B1,
又因为EG,FG 平面EFG,EG∩FG=G,
所以平面EFG∥平面BDD1B1.
[C 拓展冲刺]
13.在三棱台A1B1C1-ABC中,点D在A1B1上,且AA1∥BD,点M是△A1B1C1内(含边界)的一个动点,且有平面BDM∥平面A1ACC1,则动点M的轨迹是( )
A.△A1B1C1边界的一部分 B.一个点
C.线段的一部分 D.圆的一部分
√
解析:如图,过D作DE∥A1C1交B1C1于点E,连接BE,因为BD∥AA1,BD 平面A1ACC1,AA1 平面A1ACC1,
所以BD∥平面A1ACC1,
同理DE∥平面A1ACC1,
又BD∩DE=D,BD,DE 平面BDE,
所以平面BDE∥平面A1ACC1,所以M∈DE(M不与D重合,否则没有平面BDM),故选C.
14.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F分别为线段
AC1,A1C1的中点.
(1)求证:EF∥面BCC1B1;
证明:因为E,F分别为线段AC1,A1C1的中点,
所以EF∥A1A.
因为B1B∥A1A,所以EF∥B1B.
又因为EF 平面BCC1B1,B1B 平面BCC1B1,
所以EF∥平面BCC1B1.
(2)在线段BC1上是否存在一点G,使平面EFG∥平面ABB1A1,证明你的结论.
解:存在.理由如下:取BC1中点为G,连接GE,GF,
又因为E为AC1的中点,所以GE∥AB.
因为EG 平面A1B1BA,AB 平面A1B1BA,
所以EG∥平面ABB1A1.
同理可证:EF∥平面ABB1A1.
又因为EF∩EG=E,EF,EG 平面EFG,所以平面EFG∥平面ABB1A1.
所以在线段BC1上存在一点G,使平面EFG∥平面ABB1A1.中小学教育资源及组卷应用平台
8.5.3 平面与平面平行
学习指导 核心素养
1.从定义和基本事实出发,借助长方体,通过直观图感知,了解空间中平面与平面的平行关系. 2.归纳出平面与平面平行的判定定理并加以证明. 1.数学抽象、直观想象:平面与平面平行的判定定理的理解. 2.逻辑推理:利用面面平行的判定定理及性质定理证明平行关系.
第1课时 平面与平面平行的判定
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
图形语言
(1)该定理简记为“线面平行,则面面平行”.
(2)定理中“两条直线相交”是必不可少的.
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
(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.
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
考点 平面与平面平行的判定
如图,在三棱锥P-ABC中,E,F,G分别是AB,AC,AP的中点,证明:平面GFE∥平面PCB.
如图所示,在四棱柱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.
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)转化法:转化为线面平行,平面α内的两条相交直线分别与平面β内的两条相交直线平行,则α∥β.
(4)利用平面平行的传递性:若α∥β,β∥γ,则α∥γ.
如图,直三棱柱ABC-A1B1C1的底面是正三角形,E,F,G,H分别是BC,CC1,B1C1,BB1的中点.求证:平面A1GH∥平面AEF.
1.已知α,β是两个不重合的平面,直线a α,命题p:a∥β,命题q:α∥β,则p是q的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.在长方体ABCD-A′B′C′D′中,下列结论正确的是( )
A.平面ABCD∥平面ABB′A′ B.平面ABCD∥平面ADD′A′
C.平面ABCD∥平面CDD′C′ D.平面ABCD∥平面A′B′C′D′
3.在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,O为BD的中点,P是DD1的中点,Q是CC1的中点,求证:平面D1BQ∥平面PAO.
[A 基础达标]
1.下列命题中正确的是( )
A.一个平面内三条直线都平行于另一平面,那么这两个平面平行
B.如果一个平面内所有直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行
C.平行于同一直线的两个平面一定相互平行
D.如果一个平面内有几条直线都平行于另一平面,那么这两个平面平行
2.已知a,b,c为三条不重合的直线,α,β,γ为三个不重合的平面,现给出四个命题:
① α∥β; ② α∥β;
③ a∥α; ④ a∥β.
其中正确的是( )
A.①②③ B.①④
C.② D.①③④
3.经过平面外的两点作该平面的平行平面可以作( )
A.0个 B.1个
C.0个或1个 D.1个或2个
4.如图,设E,F,E1,F1分别是长方体ABCD-A1B1C1D1的棱AB,CD,A1B1,C1D1的中点,则平面EFD1A1与平面BCF1E1的位置关系是( )
A.平行 B.相交但不垂直
C.垂直 D.不确定
5.在正方体EFGH-E1F1G1H1中,下列四对截面彼此平行的一对是( )
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
6.(多选)如图是四棱锥的平面展开图,其中四边形ABCD为正方形,点E,F,G,H分别为PA,PD,PC,PB的中点,则在原四棱锥中( )
A.平面EFGH∥平面ABCD B.BC∥平面PAD
C.AB∥平面PCD D.平面PAD∥平面PAB
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”)
8.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面AB1D1和平面BC1D的位置关系为________.
9.如图所示的多面体中,四边形ABCD是菱形,BDEF是矩形,求证:平面BCF∥平面AED.
[B 能力提升]
10.在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,P是A1B1的中点,过点A1作与截面PBC1平行的截面,所得截面的面积是________.
11.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N,Q分别是棱D1C1,A1D1,BC的中点,点P在BD1上,且BP=BD1.
则以下四个说法:
①MN∥平面APC;②C1Q∥平面APC;
③A,P,M三点共线;④平面MNQ∥平面APC.
其中说法正确的是________.(填序号)
12.如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,S是B1D1的中点,E,F,G分别是BC,DC和SC的中点.求证:平面EFG∥平面BDD1B1.
[C 拓展冲刺]
13.在三棱台A1B1C1-ABC中,点D在A1B1上,且AA1∥BD,点M是△A1B1C1内(含边界)的一个动点,且有平面BDM∥平面A1ACC1,则动点M的轨迹是( )
A.△A1B1C1边界的一部分 B.一个点
C.线段的一部分 D.圆的一部分
14.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F分别为线段AC1,A1C1的中点.
(1)求证:EF∥面BCC1B1;
(2)在线段BC1上是否存在一点G,使平面EFG∥平面ABB1A1,证明你的结论.
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