新步步高北师大数学文大一轮复习文档:第八章 立体几何 83 联系客服

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所以GK是梯形GEFH的高.

由AB=8,EB=2得EB∶AB=KB∶DB=1∶4, 11

从而KB=DB=OB,即K为OB的中点.

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再由PO∥GK得GK=PO,

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即G是PB的中点,且GH=BC=4.

2由已知可得OB=42, PO=

PB2-OB2=

68-32=6,

所以GK=3.

GH+EF

故四边形GEFH的面积S=·GK

24+8=×3=18.

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思维升华 判断或证明线面平行的常用方法:(1)利用线面平行的定义(无公共点);(2)利用线面平行的判定定理(a?α,bα,a∥b?a∥α);(3)利用面面平行的性质定理(α∥β,a(4)利用面面平行的性质(α∥β,a?β,a∥α?a∥β).

(1)如图所示,在四棱锥P-ABCD中,∠ABC=∠ACD=90°,

∠BAC=∠CAD=60°,E为PD的中点,AB=1, 求证:CE∥平面PAB;

(2)如图所示,CD,AB均与平面EFGH平行,E,F,G,H分别在BD,BC,AC,AD上,且CD⊥AB.求证:四边形EFGH是矩形. 证明 (1)由已知条件有AC=2AB=2,AD=2AC=4,CD=23.

如图所示,延长DC,AB,设其交于点N,连接PN, 因为∠NAC=∠DAC=60°,AC⊥CD, 所以C为ND的中点,

又因为E为PD的中点,所以EC∥PN, 因为EC?平面PAB,PN平面PAB,

α?a∥β);

所以CE∥平面PAB.

(2)∵CD∥平面EFGH,而平面EFGH∩平面BCD=EF, ∴CD∥EF.

同理HG∥CD,且HE∥AB,∴EF∥HG. 同理HE∥GF,

∴四边形EFGH为平行四边形. ∴CD∥EF,HE∥AB,

∴∠HEF为异面直线CD和AB所成的角. 又∵CD⊥AB,∴HE⊥EF. ∴平行四边形EFGH为矩形. 题型二 平面与平面平行的判定与性质

例3如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F,G,H分别是AB,AC,A1B1,A1C1的中点,求证: (1)B,C,H,G四点共面; (2)平面EFA1∥平面BCHG.

证明 (1)∵G,H分别是A1B1,A1C1的中点, ∴GH是△A1B1C1的中位线, ∴GH∥B1C1. 又∵B1C1∥BC, ∴GH∥BC,

∴B,C,H,G四点共面. (2)∵E,F分别是AB,AC的中点, ∴EF∥BC.

∵EF?平面BCHG,BC平面BCHG, ∴EF∥平面BCHG. ∵A1G綊EB,

∴四边形A1EBG是平行四边形, ∴A1E∥GB.

∵A1E?平面BCHG,GB平面BCHG, ∴A1E∥平面BCHG. ∵A1E∩EF=E,

∴平面EFA1∥平面BCHG. 引申探究

1.在本例条件下,若D为BC1的中点,求证:HD∥平面A1B1BA. 证明 如图所示,连接HD,A1B, ∵D为BC1的中点,H为A1C1的中点, ∴HD∥A1B, 又HD?平面A1B1BA, A1B平面A1B1BA, ∴HD∥平面A1B1BA.

2.在本例条件下,若D1,D分别为B1C1,BC的中点,求证:平面A1BD1∥平面AC1D. 证明 如图所示,连接A1C交AC1于点M, ∵四边形A1ACC1是平行四边形, ∴M是A1C的中点,连接MD, ∵D为BC的中点, ∴A1B∥DM.

∵A1B平面A1BD1, DM?平面A1BD1, ∴DM∥平面A1BD1.

又由三棱柱的性质知,D1C1綊BD, ∴四边形BDC1D1为平行四边形, ∴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. 思维升华 证明面面平行的方法: (1)面面平行的定义;

(2)面面平行的判定定理:如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行;

(3)利用垂直于同一条直线的两个平面平行;

(4)两个平面同时平行于第三个平面,那么这两个平面平行; (5)利用“线线平行”、“线面平行”、“面面平行”的相互转化.

如图,在三棱锥S—ABC中,AS=AB.过A作AF⊥SB,垂足

为F.点E,G分别是棱SA、SC的中点.求证:平面EFG∥平面ABC. 证明 因为AS=AB,AF⊥SB, 所以F是SB的中点.

又因为E是SA的中点,所以EF∥AB, 又EF?平面ABC,AB平面ABC, 所以EF∥平面ABC,同理EG∥平面ABC, 又EF∩EG=E,所以平面EFG∥平面ABC. 题型三 平行关系的综合应用

例4 如图所示,在四面体ABCD中,截面EFGH平行于对棱AB和CD,试问截面在什么位置时其截面面积最大? 解 ∵AB∥平面EFGH,

平面EFGH与平面ABC和平面ABD分别交于FG、EH. ∴AB∥FG,AB∥EH,

∴FG∥EH,同理可证EF∥GH, ∴截面EFGH是平行四边形.

设AB=a,CD=b,∠FGH=α (α即为异面直线AB和CD所成的角或其补角).

xCGyBGxyb

又设FG=x,GH=y,则由平面几何知识可得=,=,两式相加得+=1,即y=

aBCbBCaba