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1、2022年高考總復(fù)習(xí)文數(shù)(北師大版)講義:第8章 第03節(jié) 空間中的平行關(guān)系 Word版含答案
考點(diǎn)
高考試題
考查內(nèi)容
核心素養(yǎng)
直線、平面平行
的判定與性質(zhì)
xx·全國卷Ⅰ·T6·5分
線面平行的判定
直觀想象
邏輯推理
xx·全國卷Ⅰ·T11·5分
面面平行的性質(zhì)定理
xx·全國卷Ⅲ·T19·12分
線面平行的證明與體積計算
命題分析
高考對本節(jié)內(nèi)容的考查以直線與平面平行的判定和應(yīng)用,及平面與平面平行的判定和應(yīng)用為主,多以解答題的形式呈現(xiàn),難度中等.
判定定理
性質(zhì)定理
文字
語言
若平面外一條直線與此平面內(nèi)的一條直線平行,則該直
2、線與此平面平行
如果一條直線與一個平面平行,那么過該直線的任意一個平面與已知平面的交線與該直線平行
圖形
語言
符號
語言
?l∥α
?b∥l
判定定理
性質(zhì)定理
文字
語言
如果一個平面內(nèi)有兩條相交直線都平行于另一個平面,那么這兩個平面平行
如果兩個平行平面同時與第三個平面相交,那么它們的交線平行
圖形
語言
符號
語言
?α∥β
?b∥a
∴AB∥平面MNQ.
C項,作如圖③所示的輔助線,則AB∥CD,CD∥MQ,
∴AB∥MQ.又AB平面MNQ,MQ平面MNQ,
∴AB∥平面MNQ.
D項,作如圖④所示的輔助線,則
3、AB∥CD,CD∥NQ.
∴AB∥NQ.又AB平面MNQ,NQ平面MNQ,
∴AB∥平面MNQ.故選A.
4.(教材習(xí)題改編)在正方體ABCD -A1B1C1D1中, 點(diǎn)E是DD1的中點(diǎn), 則BD1與平面ACE的位置關(guān)系為________.
解析:連接BD, 設(shè)BD∩AC=O, 連接EO, 在△BDD1中, 點(diǎn)E, O分別是DD1, BD的中點(diǎn),則EO∥BD1, 又因?yàn)镋O平面ACE, BD1平面AEC, 所以BD1∥平面ACE.
答案:平行
5.如圖,在空間四邊形ABCD中,M∈AB,N∈AD,若=,則直線MN與平面BDC的位置關(guān)系是________.
解析:在
4、平面ABD中,=,∴MN∥BD.
又MN平面BCD,BD平面BCD,∴MN∥平面BCD.
答案:平行
直線與平面平行的判定與性質(zhì)
[明技法]
證明直線與平面平行的3種方法
(1)定義法:一般用反證法;
(2)判定定理法:關(guān)鍵是在平面內(nèi)找(或作)一條直線與已知直線平行,證明時注意用符號語言敘述證明過程;
(3)性質(zhì)判定法:即兩平面平行時,其中一個平面內(nèi)的任何直線都平行于另一個平面.
[提能力]
【典例】 如圖所示,斜三棱柱ABC-A1B1C1中,點(diǎn)D,D1分別為AC,A1C1上的中點(diǎn).
(1)證明AD1∥平面BDC1;
(2)證明BD∥平面AB1D1.
證
5、明:(1)∵D1,D分別為A1C1與AC的中點(diǎn),四邊形ACC1A1為平行四邊形,∴C1D1∥DA,C1D1=DA,
∴四邊形ADC1D1為平行四邊形,∴AD1∥C1D.
又AD1平面BDC1,C1D平面BDC1,
∴AD1∥平面BDC1.
(2)連接D1D.
∵BB1∥平面ACC1A1,BB1平面BB1D1D,平面ACC1A1∩平面BB1D1D=D1D,
∴BB1∥D1D.
又D1,D分別為A1C1,AC中點(diǎn),∴BB1=DD1,
∴四邊形BDD1B1為平行四邊形,∴BD∥B1D1.
又BD平面AB1D1,B1D1平面AB1D1,
∴BD∥平面AB1D1.
[母題
6、變式1] 將本例條件“D1,D分別為AC,A1C1上的中點(diǎn)”變?yōu)椤癉1,D分別為AC,A1C1上的點(diǎn)”.試問當(dāng)?shù)扔诤沃禃r,BC1∥平面AB1D1?
解:如圖,取D1為線段A1C1的中點(diǎn),此時=1,
連接A1B交AB1于點(diǎn)O,連接OD1,
由棱柱的性質(zhì)知四邊形A1ABB1為平行四邊形,
∴O為A1B的中點(diǎn).
在△A1BC1中,點(diǎn)O,D1分別為A1B,A1C1的中點(diǎn),
∴OD1∥BC1,又OD1平面AB1D1,BC1平面AB1D1,
∴BC1∥平面AB1D1.
∴當(dāng)=1時,BC1∥平面AB1D1.
[母題變式2] 將本例條件“D,D1分別為AC,A1C1上的中點(diǎn)”變?yōu)椤癉,
7、D1分別為AC,A1C1上的點(diǎn)且平面BC1D∥平面AB1D1”,試求的值.
解:由平面BC1D∥平面AB1D1,且平面A1BC1∩平面BC1D=BC1,平面A1BC1∩平面AB1D1=D1O得BC1∥D1O,∴=.
又=,=1,∴=1,即=1.
平面與平面平行的判定與性質(zhì)
[明技法]
證明面面平行的方法
(1)面面平行的定義;
(2)面面平行的判定定理:如果一個平面內(nèi)有兩條相交直線都平行于另一個平面,那么這兩個平面平行;
(3)利用垂直于同一條直線的兩個平面平行;
(4)兩個平面同時平行于第三個平面,那么這兩個平面平行;
(5)利用“線線平行”、“線面平行”、“面面
8、平行”的相互轉(zhuǎn)化.
[提能力]
【典例】 如圖所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F(xiàn),G,H分別是AB,AC,A1B1,A1C1的中點(diǎn),求證:
(1)B,C,H,G四點(diǎn)共面;
(2)平面EFA1∥平面BCHG.
解:(1)∵G,H分別是A1B1,A1C1的中點(diǎn),
∴GH是△A1B1C1的中位線,∴GH∥B1C1.
又∵B1C1∥BC,∴GH∥BC,
∴B,C,H,G四點(diǎn)共面.
(2)∵E,F(xiàn)分別是AB,AC的中點(diǎn),∴EF∥BC.
∵EF平面BCHG,BC平面BCHG,
∴EF∥平面BCHG.
∵A1G∥EB且A1G=EB,
∴四邊形A1EBG是平行四邊形,
9、∴A1E∥GB.
∵A1E平面BCHG,GB平面BCHG,
∴A1E∥平面BCHG.
∵A1E∩EF=E,
∴平面EFA1∥平面BCHG.
[母題變式1] 在本例條件下,若D為BC1的中點(diǎn),求證:HD∥平面A1B1BA.
證明:如圖所示,連接HD,A1B,
∵D為BC1的中點(diǎn),H為A1C1的中點(diǎn),∴HD∥A1B,
又HD平面A1B1BA,A1B平面A1B1BA,
∴HD∥平面A1B1BA.
[母題變式2] 在本例條件下,若D1,D分別為B1C1,BC的中點(diǎn),求證:平面A1BD1∥平面AC1D.
證明:如圖所示,連接A1C交AC1于點(diǎn)M,
∵四邊形A1ACC1
10、是平行四邊形,
∴M是A1C的中點(diǎn),
連接MD,∵D為BC的中點(diǎn),
∴A1B∥DM.∵A1B平面A1BD1,DM平面A1BD1,
∴DM∥平面A1BD1.
又由三棱柱的性質(zhì)知,D1C1BD,
∴四邊形BDC1D1為平行四邊形,∴DC1∥BD1.
又DC1平面A1BD1,BD1平面A1BD1,
∴DC1∥平面A1BD1,
又∵DC1∩DM=D,DC1,DM平面AC1D,
∴平面A1BD1∥平面AC1D.
直線、平面平行的綜合問題
[明技法]
解決與平行有關(guān)的存在性問題的基本策略
先假定題中的數(shù)學(xué)對象存在(或結(jié)論成立),然后在這個前提下進(jìn)行邏輯推理,若能導(dǎo)出與
11、條件吻合的數(shù)據(jù)或事實(shí),說明假設(shè)成立,即存在,并可進(jìn)一步證明;若導(dǎo)出與條件或?qū)嶋H情況相矛盾的結(jié)果,則說明假設(shè)不成立,即不存在.
[提能力]
【典例】 一個多面體的直觀圖和三視圖如圖所示,其中M,N分別是AB,AC的中點(diǎn),G是DF上的一動點(diǎn).
(1)求該多面體的體積與表面積;
(2)當(dāng)點(diǎn)G在什么位置時,有GN∥平面BEF, 給出證明.
解:(1)由題中圖可知該多面體為直三棱柱,在△ADF中,AD⊥DF,DF=AD=DC=a,
所以該多面體的體積為a3,表面積為a2×2+a2+a2+a2=(3+)a2.
(2)當(dāng)G是DF的中點(diǎn)時,有GN∥平面BEF, 證明如下:
連接BD.
∵
12、四邊形ABCD是平行四邊形,且N是AC的中點(diǎn),
∴N是BD的中點(diǎn),∴GN∥BF,
又BF平面BEF,GN平面BEF,
∴GN∥平面BEF.
[母題變式] 當(dāng)G是DF的中點(diǎn)時,在棱AD上確定一點(diǎn)P,使得GP∥平面FMC,并給出證明.
解:點(diǎn)P與點(diǎn)A重合時,GP∥平面FMC.證明如下:
取FC的中點(diǎn)H,連接GH,GA,MH.
∵G是DF的中點(diǎn),∴GH∥CD,且GH=CD.
又M是AB的中點(diǎn),
∴AM∥CD. AM=CD.
∴GH∥AM且GH=AM,
∴四邊形GHMA是平行四邊形.∴GA∥MH.
∵M(jìn)H平面FMC,GA平面FMC,
∴GA∥平面FMC,即當(dāng)點(diǎn)P與點(diǎn)A重合時,GP∥平面FMC.