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高中数学
同步复习
8.4 空间点、直线、平面之间的位置关系
01
思维导图
02
知识剖析
考点01 平面
1.平面
(1)平面的概念
生活中的一些物体通常给我们以平面的直观感觉,如课桌面、黑板面、平静的水面等,几何里所说的“平面”就是从这样的一些物体中抽象出来的.
(2)平面的画法
①与画出直线的一部分来表示直线一样,我们也可以画出平面的一部分来表示平面.我们常用矩形的直观图,即平行四边形表示平面.
②当平面水平放置时,如图(1)所示,常把平行四边形的一边画成横向;当平面竖直放置时,如图(2)所示,常把平行四边形的一边画成竖向.
考点01 平面
(3)平面的表示方法
平面一般用希腊字母 ,,, …表示,也可以用代表平面的平行四边形的四个顶点,或者相对的两个顶点的大写英文字母作为这个平面的名称.如图中的平面可以表示为:平面、平面ABCD、平面AC或平面BD.
考点01 平面
2.点、直线、平面的位置关系的符号表示
点、直线、平面的位置关系通常借助集合中的符号语言来表示,点为元素,直线、平面都是点构成的集合。点与直线(平面)之间的位置关系用符号“ ”“ ”表示,直线与平面之间的位置关系用符号“”“ ”表示。
考点01 平面
3.三个基本事实及其推论
(1)三个基本事实及其表示
考点01 平面
(2)三个基本事实的作用
基本事实1:①确定一个平面;②判断两个平面重合;③证明点、线共面.
基本事实2:①判断直线是否在平面内,点是否在平面内;②用直线检验平面.
基本事实3:①判断两个平面相交;②证明点共线;③证明线共点.
考点01 平面
(2)基本事实1和2的三个推论
推论 自然语言 图形语言 符号语言
推论1 经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面. 点A a a与A共面于平面α,且平面唯一.
推论2 经过两条相交直线,有且只有一个平面. a∩b=P a与b共面于平面α,且平面唯一.
推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面. 直线a//b 直线a,b共面于平面α,且平面唯一.
考点02 空间点、线、面之间的位置关系
1.空间中直线与直线的位置关系
(1)三种位置关系
我们把不同在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线.于是,空间两条直线的位置关系有三种:
考点02 空间点、线、面之间的位置关系
(2)异面直线的画法
为了表示异面直线a,b不共面的特点,作图时,通常用一个或两个平面衬托,如图所示.
考点02 空间点、线、面之间的位置关系
2.空间中直线与平面的位置关系
直线与平面的位置关系有且只有三种,具体如下:
考点02 空间点、线、面之间的位置关系
3.空间中平面与平面的位置关系
(1)两种位置关系
两个平面之间的位置关系有且只有以下两种,具体如下:
(2)平行平面的画法技巧
画两个互相平行的平面时,要注意使表示平面的两个平行四边形的对应边平行.
考点02 空间点、线、面之间的位置关系
4.平面分空间问题
一个平面将空间分成两部分,那么两个平面呢 三个平面呢
(1)两个平面有两种情形:
①当两个平面平行时,将空间分成三部分,如图(1);
②当两个平面相交时,将空间分成四部分,如图(2).
考点02 空间点、线、面之间的位置关系
(2)三个平面有五种情形:
①当三个平面互相平行时,将空间分成四部分,如图8(1);
②当两个平面平行,第三个平面与它们相交时,将空间分成六部分,如图(2);
③当三个平面相交于同一条直线时,将空间分成六部分,如图(3);
④当三个平面相交于三条直线,且三条交线相交于同一点时,将空间分成八部分,如图(4);
⑤当三个平面相交于三条直线,且三条交线互相平行时,将空间分成七部分,如图(5).
03
综合训练
如图所示,用符号语言可表达为( )
A
考点01 点直线平面的交点交线及包含关系的符号语言表示
. ∩ = , , ∩ =
【答案】A
【解答】解:B中,直线n是集合,所以n α,所以B不正确;
C中A点是元素,所以A∈m,A∈n,所以C不正确;
D中,错在n∈α,
故选:A.
考点01 点直线平面的交点交线及包含关系的符号语言表示
下列条件一定能确定一个平面的是( )
A.空间三个点
B.空间一条直线和一个点
C.两条相互垂直的直线
D.两条相互平行的直线
D
考点02 点和直线确定平面及其数量
【答案】D
【解答】解:根据题意,依次分析选项:
由空间中不共线的三点可以确定唯一一个平面,可知A错误;
由空间中一条直线和直线外一点确定唯一一个平面,可知B错误;
两条相互垂直的直线,可能共面垂直也可能异面垂直,可知C错误;
由两条相互平行的直线能确定一个平面,可知D选项正确.
故选:D.
考点02 点和直线确定平面及其数量
D
考点03 平面的交线及其性质
考点03 平面的交线及其性质
【答案】D
【解答】解:∵直线AB∩=M,过A,B,C三点的平面记作γ,
∴β∩γ=MC,
∴γ与β的交线必通过点C和点M,
故选:D.
下列命题中正确的是( )
A.过三点确定一个圆
B.两个相交平面把空间分成四个区域
C.三条直线两两相交,则确定一个平面
D.四边形一定是平面图形
B
考点04 平面分割空间
【答案】B
【解答】解:如果三点共线,则不可能确定圆,所以A不正确;
两个相交平面把空间分成四个区域,正确;
三条直线两两相交,则确定一个平面,或3个平面,所以C正确;
四边形是平面图形,也可能是空间图形,所以D不正确.
故选:B.
考点04 平面分割空间
若一个角的两边分别和另一个角的两边平行,那么这两个角( )
A.相等 B.互补
C.相等或互补 D.无法确定
C
考点05 空间图形的公理
【答案】C
【解答】解:如图,∠1,∠2,∠3的两边互相平行,
∴∠3=∠4,∠4=∠1,∠4+∠2=180°;
∴∠3=∠1,∠3+∠2=180°.
∴这两个角相等或互补.
故选:C.
考点05 空间图形的公理
如图,在四棱锥P﹣ABCD中,BC∥AD,AD=2BC,点E是棱PD的中点,PC与平面ABE交于F点,设CP=λCF,则λ=( )
A.3 B.2 C. D.
A
考点06 空间中直线与直线之间的位置关系
【答案】A
【解答】解:已知在四棱锥P﹣ABCD中,BC∥AD,AD=2BC,点E是棱PD的中点,PC与平面ABE交于F点,
延长DC,AB交于G,连接GP,连接GE交PC于点F,
则由BC∥AD,AD=2BC,
得C是DG中点,
因为E是PD中点,
所以F是△PDG的重心,
则CF= CP,
即λ=3.
故选:A.
考点06 空间中直线与直线之间的位置关系
若空间中三条不同的直线a,b,c满足a⊥c,b⊥c,则a∥b是a,b,c共面的( )
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
B
考点07 空间中直线与平面之间的位置关系
【答案】B
【解答】解:如图所示:满足a⊥c,b⊥c,且a∥b,
但是a α,b α,c β,
所以可知a∥b是a,b,c共面的不充分条件;
当a,b,c共面时,若a⊥c,b⊥c,则必然有a∥b,
即a∥b是a,b,c共面的必要条件,
综上可知:a∥b是a,b,c共面的必要不充分条件.
故选:B.
考点07 空间中直线与平面之间的位置关系
已知两个不同的平面α,β和两条不同的直线m,n满足m⊥α,n β,则m∥n是α⊥β的( )
A.充要条件
B.充分不必要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
B
考点08 平面与平面之间的位置关系
【答案】B
【解答】解:因为两个不同的平面α,β和两条不同的直线m,n满足m⊥α,n β,
所以若m∥n,m⊥α时,则n⊥α,又n β,所以α⊥β,即充分性成立;
若α⊥β,m⊥α,n β,则m∥β或m β,则m∥n或m与n相交或异面,即必要性不成立,
所以“m∥n“是“α⊥β“的充分非必要条件.
故选:B.
考点08 平面与平面之间的位置关系
已知m,n是两条不重合的直线,α,β,γ是三个两两不重合的平面,给出下列四个命题:
①若m⊥α,m⊥β,则α∥β;
②若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β;
③若m α,n β,m∥n,则α∥β;
④若m,n是异面直线,m α,m∥β,n β,n∥α,则α∥β.其中真命题是( )
A.①和② B.①和③ C.③和④ D.①和④
D
考点08 平面与平面之间的位置关系
【答案】D
【解答】解:在①中,由线面角的定义可知答案①中的直线m⊥α,m⊥β,则平面α∥β是正确的,故①正确;
在②中,两个平面α,β也可能相交,故②不正确;
在③中,两个平面m α,n β可以推出两个平面α,β相交,故③不正确;
在④中,可将直线n平移到平面α内,借助异面直线平移后不相交的结论及面面平行的判定定理可知α∥β,故④正确.
故选:D.
考点08 平面与平面之间的位置关系