微专题8 空间点、线、面的位置关系 1.直线、平面平行的判定及其性质 (1)线面平行的判定定理:a α,b α,a∥b a∥α. (2)线面平行的性质定理:a∥α,a β,α∩β=b a∥b. (3)面面平行的判定定理:a β,b β,a∩b=P,a∥α,b∥α α∥β. (4)面面平行的性质定理:α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b a∥b. 平行关系的转化 2.直线、平面垂直的判定及其性质 (1)线面垂直的判定定理:m α,n α,m∩n=P,l⊥m,l⊥n l⊥α. (2)线面垂直的性质定理:a⊥α,b⊥α a∥b. (3)面面垂直的判定定理:a β,a⊥α α⊥β. (4)面面垂直的性质定理:α⊥β,α∩β=l,a α,a⊥l a⊥β. 垂直关系的转化 微点一 空间线、面位置关系的判定 例1 (1)(2024·全国甲卷改编)(多选题)设α,β为两个平面,m,n为两条直线,且α∩β=m,下列四个命题正确的是 ( ) A.若m∥n,则n∥α或n∥β B.若m⊥n,则n⊥α或n⊥β C.若n∥α,且n∥β,则m∥n D.若n与α,β所成的角相等,则m⊥n (2)(2025·全国一卷)(多选题)在正三棱柱ABC A1B1C1中,D为BC的中点,则 ( ) A.AD⊥A1C B.B1C1⊥平面AA1D C.AD∥A1B1 D.CC1∥平面AA1D [听课记录]_____ _____ 判断空间线、面位置关系常用方法 (1)借助定理:根据空间线面平行、面面平行、线面垂直、面面垂直的判定定理和性质定理进行判断. (2)借助模型:如从长方体模型、四面体模型等模型中观察线面位置关系,结合有关定理,进行肯定或否定. (3)反证法:当从正面入手较难时,可利用反证法,推出与题设或公认的结论相矛盾的命题,进而作出判断. 训练1 (多选题)一几何体的平面展开图如图所示,其中四边形ABCD为正方形,E,F分别为PB,PC的中点,在此几何体中,下面结论正确的是 ( ) A.直线AE与直线BF异面 B.直线AE与直线DF异面 C.直线EF∥平面PAD D.直线EF∥平面ABCD 微点二 空间平行、垂直关系的证明 例2 如图,四边形AA1C1C为矩形,四边形CC1B1B为菱形,且平面CC1B1B⊥平面AA1C1C,D,E分别为边A1B1,C1C的中点. (1)求证:BC1⊥平面AB1C; (2)求证:DE∥平面AB1C. (1)证明线线平行的常用方法: ①三角形的中位线定理;②平行公理; ③线面平行的性质定理;④面面平行的性质定理; ⑤构造平行四边形. (2)证明线线垂直的常用方法: ①等腰三角形三线合一;②勾股定理的逆定理; ③利用线面垂直的定义证线线垂直. 训练2 如图,在三棱柱ABC A1B1C1中,AB⊥AC,B1C⊥平面ABC,E,F分别是AC,B1C的中点. (1)求证:EF∥平面AB1C1; (2)求证:平面AB1C⊥平面ABB1. 微点三 空间角的几何求法——— 教材·研析 例3 (1)(人教A版必修第二册·P171·13题)如图,在三棱锥P ABC中,∠ACB=90°,PA⊥底面ABC. ①求证:平面PAC⊥平面PBC; ②若AC=BC=PA,M是PB的中点,求AM与平面PBC所成角的正切值. (2)(人教A版必修第二册·P171·14题)如图,在四棱锥P ABCD中,底面ABCD为正方形,侧面PAD是正三角形,侧面PAD⊥底面ABCD,M为PD的中点. ①求证:AM⊥平面PCD. ②求侧面PBC与底面ABCD所成二面角的余弦值. 利用几何法求解空间角问题的关键 (1)会找(或作)角→一般在空间几何体中先找(或作)角,异面直线所成的角常用平移直线法作角,空间线面所成的角与二面角常利用定义法作角. (2)会证明→对所找(或作)的角进行证明,证明所得的角就是所求的空间角. (3)会求角→把角放在三角形中,通过解三角形求空间角. 真题·链接 真题 (2022·全国甲卷)在四棱锥P ABCD中,PD⊥底面ABCD,CD∥AB,AD=DC=CB=1,AB=2,DP=. (1)证明:BD⊥PA; (2)求PD与平面PAB所成的角的正弦值. 1.(2024·天津高考)若m,n为两条直线,α为一个平面,则下列结论中正确的是 ( ) A.若m∥α,n∥α,则m⊥n ... ...
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