8.5.1 直线与直线平行
高中数学人教A版(2019)必修第二册
第八章 8.5 空间直线、平面的平行
1.会判断空间两直线的位置关系.
2.能用基本事实4和等角定理解决一些简单的相关问题.
学习目标
知识点一 基本事实
文字语言
平行于同一条直线的两条直线______
图形语言
?
符号语言
直线a,b,c,a∥b,b∥c?________
作用
证明两条直线平行
说明
基本事实4表述的性质通常叫做平行线的________
平行
a∥c
传递性
知识点二 空间等角定理
1.定理
文字语言
如果空间中两个角的两条边分别对应平行,那么这两个角____________
符号语言
OA∥O′A′,OB∥O′B′?∠AOB=∠A′O′B′或∠AOB+∠A′
O′B′=180°
图形语言
?
?
作用
判断或证明两个角相等或互补
相等或互补
2.推广
如果两条相交直线与另两条相交直线分别平行,那么这两组直线所成的锐角(或直角)相等.
思考 如果两条直线和第三条直线成等角,那么这两条直线平行吗?
答案 不一定,这两条直线可能相交、平行或异面.
思考辨析 判断正误
1.如果两条直线同时平行于第三条直线,那么这两条直线互相平行.( )
2.如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等.( )
3.如果两条平行线中的一条与某一条直线垂直,那么另一条也与这条直线垂直.
( )
4.如果两条相交直线和另两条相交直线分别平行,那么这两组直线所成的锐角(或直角)相等.( )
×
√
√
√
例1 (1)如图,在正方体ABCD-A′B′C′D′中,E,F,E′,F′分别是AB,BC,A′B′,B′C′的中点,求证:EE′∥FF′.
一、基本事实的应用
证明 ∵E,E′分别是AB,A′B′的中点,∴BE∥B′E′,且BE=B′E′.
∴四边形EBB′E′是平行四边形,∴EE′∥BB′,同理可证FF′∥BB′.
∴EE′∥FF′.
(2)已知正方体ABCD-A1B1C1D1,E,F分别为AA1,CC1的中点,求证:BFD1E是平行四边形.
证明 如图所示,取BB1的中点G,连接GC1,GE.
因为F为CC1的中点,所以BG∥FC1,且BG=FC1.
所以四边形BFC1G是平行四边形.
所以BF∥GC1,BF=GC1,
又因为EG∥A1B1,EG=A1B1,
A1B1∥C1D1,A1B1=C1D1,
所以EG∥C1D1,EG=C1D1.
所以四边形EGC1D1是平行四边形.
所以ED1∥GC1,ED1=GC1,
所以BF∥ED1,BF=ED1,
所以四边形BFD1E是平行四边形.
反思感悟
基本事实4表述的性质通常叫做空间直线平行的传递性,解题时首先找到一条直线,使所证的直线都与这条直线平行.
跟踪训练1 如图,在三棱锥P-ABC中,G,H分别为PB,PC的中点,M,N分别为△PAB,△PAC的重心,且△ABC为等腰直角三角形,∠ABC=90°,求证:GH∥MN.
证明 如图,取PA的中点Q,连接BQ,CQ,
则M,N分别在BQ,CQ上.
∵M,N分别为△PAB,△PAC的重心,
又G,H分别为PB,PC的中点,
∴GH∥BC,∴GH∥MN.
二、等角定理的应用
例2 如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G分别是棱CC1,BB1,DD1的中点.
求证:∠BGC=∠FD1E.
证明 因为E,F,G分别是正方体的棱CC1,BB1,DD1的中点,
所以CE∥GD1,CE=GD1,BF∥GD1,BF=GD1,
所以四边形CED1G与四边形BFD1G均为平行四边形.
所以GC∥D1E,GB∥D1F.
因为∠BGC与∠FD1E的两边方向相同,所以∠BGC=∠FD1E.
反思感悟
等角定理的结论是相等或互补,在实际应用时一般是借助于图形判断是相等还是互补,还是两种情况都有可能.
跟踪训练2 如图,已知在棱长为a的正方体ABCD—A1B1C1D1中,M,N分别是棱CD,AD的中点.求证:
(1)四边形MNA1C1是梯形;
证明 如图 ,连结AC,在△ACD中,
∴MN是△ACD的中位线,
∵M,N分别是CD,AD的中点,
由正方体的性质,得AC∥A1C1,且AC=A1C1.
即MN≠A1C1,
∴四边形MNA1C1是梯形.
(2)∠DNM=∠D1A1C1.
证明 由(1)可知,MN∥A1C1.
又ND∥A1D1,且∠DNM与∠D1A1C1的两边的方向相同,
∴∠DNM=∠D1A1C1.
1.分别和两条异面直线平行的两条直线的位置关系是
A.一定平行 B.一定相交
C.一定异面 D.相交或异面
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解析 可能相交也可能异面,但一定不平行(否则与条件矛盾).
√
课堂练习
2.若AB∥A′B′,AC∥A′C′,则有
A.∠BAC=∠B′A′C′
B.∠BAC+∠B′A′C′=180°
C.∠BAC=∠B′A′C′或∠BAC+∠B′A′C′=180°
D.∠BAC+∠B′A′C′=90°
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√
解析 由已知可知∠BAC和∠B′A′C′的两条边分别对应平行,
所以∠BAC与∠B′A′C′相等或互补.
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3.如图,空间四边形ABCD的对角线AC,BD相等,顺次连接各边中点E,F,G,H,则四边形EFGH一定是
A.矩形 B.正方形
C.菱形 D.空间四边形
√
解析 利用E,F,G,H分别为各边中点,
可得这个四边形是平行四边形,
再由对角线相等可得四边形EFGH一定是菱形.
4.两等角的一组对应边平行,则
A.另一组对应边平行
B.另一组对应边不平行
C.另一组对应边不可能垂直
D.以上都不对
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√
解析 另一组对应边可能平行,也可能不平行,也可能垂直.
注意和空间等角定理(若两个角的对应边平行,则这两个角相等或互补)的区别.
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5.两个三角形不在同一平面内,它们的边两两对应平行,那么这两个三角形
A.全等 B.不相似
C.仅有一个角相等 D.相似
√
解析 由等角定理知,这两个三角形的三个角分别对应相等,故选D.
1.知识清单:
(1)基本事实4的应用.
(2)等角定理的应用.
2.方法归纳:转化思想.
3.常见误区:用等角定理时,角度有可能相等或互补.
课堂小结
谢谢聆听