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《高考数学:空间中直线、平面平行位置关系的证明方法》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、【高考地位】立体几何是高考重点内容之一,每年高考大题必有立体几何题,尤其是第一问主要考查证明线面垂直、平行,面面垂直等问题,解决这类问题方法主要有:几何法和空间向量法.在高考中其难度属中档题.【方法点评】[来源:Z
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3、k.Com]方法一几何法使用情景:转化直线或平面比较容易找到解题模板:第一步按照线线平行得到线面平行,进而得出面面平行思路分析解答;第二步找到关键直线或平面;第三步得出结论.例1如图,四棱锥底面是边长为1正方形,底面,、分别为、中点.求证:平面;【答案】详见解析【解析】试题解析:证明:取PD中点M,连接MF、MA,在△PCD中,
4、F为PC中点,∴,正方形ABCD中E为AB中点,∴,∴,故四边形EFMA为平行四边形,∴EF∥AM,又∵EF⊄平面PAD,AM⊂平面PAD,∴EF∥平面PAD;【点评】证明线面平行思路一般有两种:一是在所证平面内找到一条直线与已知直线平行即可;二是通过证明已知直线所在平面与已知平面平行,进而得到这条直线与已知平面平行结论.例2已知四棱锥P–ABCD中,底面ABCD为平行四边形.点M、N、Q分别在PA、BD、PD上,且PM:MA=BN:ND=PQ:QD.求证:平面MNQ∥平面PBC.【答案】详见解析.【点评】由比例线段得到线线平行,依据线面平行判定
5、定理得到线面平行,证得两条相交直线平行于一个平面后,转化为面面平行.一般证“面面平面”问题最终转化为证线与线平行.【变式演练1】 如图,正方形边长为2,分别为线段中点,在五棱锥中,为棱中点,平面与棱分别交于点.求证:;【答案】详见解析.[来源:学,科,网Z,X,X,K]【解析】试题分析:证明线面平行,一般利用线面平行判定定理,即从线线平行出发给予证明,而线线平行寻找与论证,往往需要结合平几条件,如本题利用正方形性质得,从而有平面.而线线平行证明,一般利用线面平行性质定理,即从两平面交线出发给予证明.【变式演练2】如图,直三棱柱中,,,点在线段上.
6、若是中点,证明:平面.【答案】详见解析.【解析】试题分析:证明线面平行,一般利用线面平行判定定理,即从线线平行出发给予证明,而线线平行寻找与论证,往往需要结合平几知识,如本题利用三角形中位线性质得线线平行.试题解析:证明:连结BC1,交B1C于E,连结ME.因为直三棱柱ABC-A1B1C1,M是AB中点,所以侧面BB1C1C为矩形,ME为△ABC1中位线,所以ME//AC1.因为ME平面B1CM,AC1平面B1CM,所以AC1∥平面B1C.【变式演练3】已知正方体ABCD–A1B1C1D1证:平面AB1D1∥平面C1BD.[来源:ZXXK]【答案
7、】详见解析.考点:空间直线与平面平行判定及性质.【变式演练4】已知:空间四边形ABCD,E、F分别是AB、AD中点.求证EF∥平面BCD.【答案】详见解析.考点:空间直线与平面平行判定及性质.方法二空间向量法使用情景:转化直线或平面不容易找到,而一直条件方便建立空间直角坐标比较容易写出解题模板:第一步建立适当空间直角坐标系;第二步分别写出各点坐标,求出直线方向向量;第三步利用向量关系得到直线和平面关系即可.例3如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分别是C1C、B1C1中点,求证:MN∥平面A1BD.[【答案】详见解析.【解析】如
8、图所示,以D为原点,DA、DC、DD1所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系.设正方体棱长为1,则可得M(0,1,),N(,1,1),D(0,0,0),A1(1,0,1),B(1,1,0).【点评】用向量证明线面平行方法有:(1)证明该直线方向向量与平面某一法向量垂直;(2)证明该直线方向向量与平面内某直线方向向量平行;(3)证明该直线方向向量可以用平面内两个不共线向量线性表示;(4)本题易错点为:只证明MN∥A1D,而忽视MN⊄平面A1BD.【变式演练5】已知正方体ABCD-A1B1C1D1棱长为2,E、F分别是BB1、DD1中点,求
9、证:(1)FC1∥平面ADE;(2)平面ADE∥平面B1C1F.【答案】详见解析.【解析】(1)如图所示,建立空间直角坐标系D-xyz,则有D(0,0,0),A(2,0,0),C(0,2,0),C1(0,2,2),E(2,2,1),F(0,0,1).所以=(0,2,1),=(2,0,0),=(0,2,1).设n1=(x1,y1,z1)是平面ADE一个法向量,则n1⊥,n1⊥,即,解得.令z1=2,则y1=-1,所以n1=(0,-1,2).考点:空间向量证明直线、平面平行;【高考再现】1.【2016高考浙江理数】已知互相垂直平面交于直线l.若直线m
10、,n满足则()A.m∥lB.m∥nC.n⊥lD.m⊥n【答案】C【解析】试题分析:由题意知,.故选C.考点:空间点、线、面位置关系.【思