(江苏专用)2018版高考数学大一轮复习 第八章 立体几何 8.2 空间点 - 直线 - 平面之间的位置

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8.2 空间点、直线、平面之间的位置关系

1.四个公理

公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在这个平面内. 公理2:如果两个平面有一个公共点,那么它们还有其他公共点,这些公共点的集合是经过这个公共点的一条直线.

公理3:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面. 公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行. 2.直线与直线的位置关系 (1)位置关系的分类

?平行直线?共面直线??

?相交直线??

?异面直线:不同在任何一个平面内,没有公共点

(2)异面直线所成的角

①定义:设a,b是两条异面直线,经过空间任意一点O,作直线a′∥a,b′∥b,把直线a′与b′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a,b所成的角.

?π?②范围:?0,?.

2??

3.直线与平面的位置关系有直线在平面内、直线与平面相交、直线与平面平行三种情况. 4.平面与平面的位置关系有平行、相交两种情况. 5.等角定理

如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同,那么这两个角相等. 【知识拓展】 1.唯一性定理

(1)过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行. (2)过直线外一点有且只有一个平面与已知直线垂直. (3)过平面外一点有且只有一个平面与已知平面平行.

(4)过平面外一点有且只有一条直线与已知平面垂直. 2.异面直线的判定定理

经过平面内一点的直线与平面内不经过该点的直线互为异面直线. 【思考辨析】

判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)

(1)如果两个不重合的平面α,β有一条公共直线a,就说平面α,β相交,并记作α∩β=a.( √ )

(2)两个平面α,β有一个公共点A,就说α,β相交于过A点的任意一条直线.( × ) (3)两个平面ABC与DBC相交于线段BC.( × ) (4)经过两条相交直线,有且只有一个平面.( √ ) (5)没有公共点的两条直线是异面直线.( × )

1.下列命题中正确的个数为________. ①梯形可以确定一个平面;

②若两条直线和第三条直线所成的角相等,则这两条直线平行; ③两两相交的三条直线最多可以确定三个平面; ④如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合. 答案 2

解析 ②中两直线可以平行、相交或异面,④中若三个点在同一条直线上,则两个平面相交,①③正确.

2.(2016·无锡模拟)已知a,b,c是空间的三条直线,给出下列四个命题: ①若a⊥b,b⊥c,则a⊥c;

②若a,b是异面直线,b,c是异面直线,则a,c也是异面直线; ③若a,b相交,b,c相交,则a,c也相交; ④若a,b共面,b,c共面,则a,c也共面. 其中真命题的个数是________. 答案 0

3.已知a,b是异面直线,直线c平行于直线a,那么c与b的位置关系为________.(填序号) ①一定是异面直线

②一定是相交直线

③不可能是平行直线 答案 ③

④不可能是相交直线

解析 由已知得直线c与b可能为异面直线也可能为相交直线,但不可能为平行直线,若

b∥c,则a∥b,与已知a、b为异面直线相矛盾.故③正确.

4.(教材改编)如图所示,已知在长方体ABCD-EFGH中,AB=23,AD=23,AE=2,则BC和EG所成角的大小是______,AE和BG所成角的大小是________.

答案 45° 60°

EF23

解析 ∵BC与EG所成的角等于EG与FG所成的角即∠EGF,tan∠EGF===1,∴∠EGFFG23

=45°,

GF23

∵AE与BG所成的角等于BF与BG所成的角即∠GBF,tan∠GBF===3,

BF2

∴∠GBF=60°.

5.已知空间四边形ABCD中,M、N分别为AB、CD的中点,则下列判断: 1111

①MN≥(AC+BD);②MN>(AC+BD);③MN=(AC+BD);④MN<(AC+BD).

2222其中正确的是________. 答案 ④

解析 如图,取BC的中点O,

连结MO,NO,MN, 11

则OM=AC,ON=BD,

22在△MON中,MN

=(AC+BD), 2∴④正确.

题型一 平面基本性质的应用

例1 (1)(2016·山东)已知直线a,b分别在两个不同的平面α,β内,则“直线a和直线

b相交”是“平面α和平面β相交”的______________条件.

答案 充分不必要

解析 若直线a和直线b相交,则平面α和平面β相交;若平面α和平面β相交,那么直线a和直线b可能平行或异面或相交.

(2)已知空间四边形ABCD(如图所示),E、F分别是AB、AD的中点,G、H分别是BC、CD上的11

点,且CG=BC,CH=DC.求证:

33

①E、F、G、H四点共面; ②三直线FH、EG、AC共点. 证明 ①连结EF,GH,如图所示,

∵E,F分别是AB,AD的中点, ∴EF∥BD.

11

又∵CG=BC,CH=DC,

33∴GH∥BD,∴EF∥GH, ∴E、F、G、H四点共面.

②易知FH与直线AC不平行,但共面,

∴设FH∩AC=M,∴M∈平面EFHG,M∈平面ABC.

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