(完整版)线面平行证明的常用方法
证明线面平行的三种方法

证明线面平行的三种方法一、平行线的定义在欧几里得几何中,平行线是指在同一个平面中,永不相交的两条直线。
如果两条直线在平面上的任意一点处的夹角都相等,则这两条直线是平行线。
二、方法一:同位角定理同位角定理是证明线面平行中常用的一种方法。
同位角是指两条平行线被一条横截线所切割的角,它们在同一边的对应角。
1.假设有两条直线AB和CD,以及一条平行于AB和CD的横截线EF。
2.判断同位角:观察EF与AB和CD所形成的角,如果这些角相等,则可以得出AB和CD是平行线。
3.证明同位角相等:可以利用已知角度相等的定理,如垂直角定理(两条直线相交时,所形成的四个角中相对的角度相等)或同旁内角互补定理(两条直线切割同位角时,同位内角和邻补角的和为180度)来证明同位角相等。
三、方法二:转角定理转角定理也是证明线面平行中常用的一种方法。
该定理表明,如果两条直线所形成的转角相等,则这两条直线是平行线。
1.假设有两条直线AB和CD,以及一条与AB相交的横截线EF。
2.观察EF与AB和CD所形成的转角,如果这些转角相等,则可以得出AB和CD是平行线。
3.证明转角相等:可以利用已知角度相等的定理,如同位角定理、垂直角定理或同旁内角互补定理来证明转角相等。
四、方法三:等边三角形法等边三角形法是证明线面平行的另一种常用方法。
该方法利用了等边三角形的性质,即等边三角形的对边是平行的。
1.假设有两条直线AB和CD,以及一条与AB相交的横截线EF。
2.构造一个等边三角形AEF,其中AE=EF=AF,使得EF与CD重合。
3.由于AEF是等边三角形,所以DE=DF。
4.由于DE=DF且EF与CD重合,可以得出DE与CD重合,即DE和CD是平行线,从而得出AB和CD是平行线。
五、总结通过同位角定理、转角定理和等边三角形法,我们可以方便地证明线面平行的关系。
这些证明方法在几何学中的应用非常广泛,可以帮助我们研究和解决与平行线有关的问题。
在实际生活中,平行线的概念和性质也有着广泛的应用,如建筑、制图等领域。
判断或证明线面平行的或垂直常用方法

同学们早上先把下面知识点看完然后做后面的四个题。
做完后再看看另一个知识点解析几何常见题型。
都发布在作业里面。
线线平行的证明方法:三线间平行的传递性,三角形中位线,平行四边形对边平行且相等,梯形的上下底平行,棱柱圆柱的侧棱平行且相等,两平行面被第三面所截交线平行,成比例(相似)证平行等等。
判断或证明线面平行的常用方法包括:(1)利用线面平行的定义,一般用反证法;(2)利用线面平行的判定定理(a⊄α,b⊂α,a∥b⇒a∥α),其关键是在平面内找(或作)一条直线与已知直线平行,证明时注意用符号语言的叙述;(3)利用面面平行的性质定理(α∥β,a⊂α⇒a∥β);(4)利用面面平行的性质(α∥β,a⊄β,a∥α⇒a∥β).【垂直类证明方法总结】证垂直的几种方法:勾股定理、等腰(边)三角形三线合一、菱形对角线、矩形(含正方形)、90度、相似三角形(与直角三角形)、圆直径对的圆周角、平行线、射影定理(三垂线定理)、线面垂直、面面垂直等证明线面垂直的方法:一是线面垂直的判定定理;二是利用面面垂直的性质定理;三是平行线法(若两条平行线中一条垂直于这个平面,则另一条也垂直于这个平面).解题时,注意线线、线面与面面关系的相互转化;1..如图,三棱柱ABC−A1B1C1中,侧面BB1C1C是菱形,其对角线的交点为O,且AB=AC1,AB⊥B1C.(1)求证:AO⊥平面BB1C1C;(2)若BB1=2,且∠B1BC=∠B1AC=60°,求三棱锥C1−ABC的体积.2.如图,四棱锥P−ABCD中,平面PDC⊥底面ABCD,△PDC是等边三角形,底面ABCD 为梯形,且∠DAB=60°,AB△CD,DC=AD=2AB=2.(△)证明:BD⊥PC△(△)求A到平面PBD的距离.3.如图,在几何体ABCDEFG中,底面四边形ABCD是边长为4的菱形,AC∩BD=O,∠ABC= 60°,AF//DE//CG,AF⊥平面ABCD,且AF=DE=4,CG=1.(1)证明:平面FBD⊥平面GBD;(2)求三棱锥G−DEF的体积.4.已知数列{a n}的通项公式为a n=n,S n为其前n项和,则数列{a n+1S n S n+1}的前8项和为__________.答案1.(1)∵四边形BB1C1C是菱形,∴B1C⊥BC1,∵AB⊥B1C,AB∩BC1=B,∴B1C⊥平面ABC1,又AO⊂平面ABC1,∴B1C⊥AO.∵AB=AC1,O是BC1的中点,∴AO⊥B1C,∵B1C∩BC1=O,∴AO⊥平面BB1C1C.(2)菱形BB1C1C的边长为2,又∠B1BC=60°,∴ΔBB1C是等边三角形,则B1C=2.由(1)知,AO⊥B1C,又O是B1C的中点,∴AB1=AC,又∠B1AC=60°,∴ΔAB1C是等边三角形,则AC=AB1=B1C=2.在RtΔACO中,AO=√AC2−CO2=√32×2=√3,∴V C1−ABC =V A−BCC1=13SΔBCC1⋅AO=13×12⋅2⋅2⋅sin120°⋅√3=12.(Ⅰ)由余弦定理得BD=√12+22−2×1×2cos60°=√3,∴BD2+AB2=AD2,∴∠ABD=90°,BD⊥AB,∵AB//DC,∴BD⊥DC.又平面PDC⊥底面ABCD,平面PDC∩底面ABCD=DC,BD⊂底面ABCD,∴BD⊥平面PDC,又PC⊂平面PDC,∴BD⊥PC.(Ⅱ)设A到平面PBD的距离为ℎ.取DC中点Q,连结PQ,∵△PDC是等边三角形,∴PQ⊥DC.又平面PDC⊥底面ABCD,平面PDC∩底面ABCD=DC,PQ⊂平面PDC,∴PQ⊥底面ABCD,且PQ=√3,由(Ⅰ)知BD⊥平面PDC,又PD⊂平面PDC,∴BD⊥PD.∴V A−PBD=V P−ABD,即13×12×√3×2×ℎ=13×12×1×√3×√3.解得ℎ=√32.3.(1)因为AF⊥平面ABCD,所以AF⊥BD,又AC⊥BD,AF∩AC=A,所以BD⊥平面AOF,所以BD⊥OF.因为四边形ABCD是边长为4的菱形,∠ABC=60°,所以ΔABC与ΔADC均为等边三角形,AC=4.所以OG2=OC2+GC2=5,OF2=OA2+AF2=20,FG2=AC2+(AF−GC)2=25,则OG2+OF2=FG2,所以OF⊥OG,又BD⊥OF,OG∩BD=O,所以OF⊥平面GBD,又OF⊂平面FBD,所以平面FBD⊥平面GBD.(2)因为GC//DE,DE⊂平面ADEF,GC⊄平面ADEF,所以GC//平面ADEF,所以V G−DEF=V C−DEF,取AD的中点H,连接CH,则CH=√32×4=2√3,CH⊥AD,由AF⊥平面ABCD,所以AF⊥CH,又AF∩AD=A,所以CH⊥平面ADEF.所以V C−DEF=13SΔDEF⋅CH=13×12×4×4×2√3=163√3.即三棱锥G−DEF的体积为163√3.4.由等差数列前n 项和公式可得:S n =n(n+1)2,则S n+1=(n+1)(n+2)2,由数列的通项公式可得:a n+1=n +1,∴a n+1S n S n+1=4n(n+1)(n+2)=2[1n(n+1)−1(n+1)(n+2)],则数列{a n+1Sn S n+1}的前8项和为: 2[(11×2−12×3)+(12×3−13×4)+⋯+(18×9−19×10)]=2×(12−190)=4445.【点睛】本题考查的核心是裂项求和,使用裂项法求和时,要注意正负项相消时消去了哪些项,保留了哪些项,切不可漏写未被消去的项,未被消去的项有前后对称的特点,实质上造成正负相消是此法的根源与目的.。
线面平行的判定和证明

线面平行
一、基础知识:
线线平行⇒线面平行;面面平行⇒线面平行。
二、方法:
三角形法、平行四边形法、平行截面法。
三、典例:
(一)三角形法:在直线和平面外找一个点,作(找)这个点和直线上两个点的连线,再作(找)出两条连线与平面的交点,证明两个交点连线与已知直线平行,即可证明线面平行。
例1、如图,在正四棱锥ABCD P -中,a AB PA ==,点E 在棱PC 上。
问点E 在何处时,EBD //PA 平面,
练:
1⑴求证:A 1C
正三棱柱C=2
C
图5
(三)平行截面法:过直线作(找)一个平面与已知平面平行,即可证明线面平行。
2、已知正方体
,O 是底面ABCD 对角线的交点。
求证:⑴
1、如图,
2、四边形
3、如图,11C 的中点。
(Ⅰ)证明:MN ∥平面11ACC A ;(Ⅱ)求三棱锥MNC A 1-的体积。
E
C 1
A
B
C
M
N
A 1
B 1
4、如图,在四棱锥P-ABCD中,∠ABC=∠ACD=90°,∠BAC=∠CAD=60°,PA⊥平面ABCD,E为PD的中点,AB=1,PA=2。
(I)证明:直线CE∥平面PAB;(Ⅱ)求三棱锥E-PAC的体积。
5
AD
6、如图,在DM
C P
A
B
D
E。
立体几何证明方法证线面平行

方法二:面面平行,则线面平行
b
// 推理过程: b // b
二如何证明直线与平面平行:
方法三:如果两条平行线中 的一条平行于一个平面, 那么另一条直线也平行于这个平面。
a b
a // b 推理过程: a // b // b
方法演练一:
如图,在三棱锥 S ABC 中, E,F 分别是侧棱 SA,SB 的中点。 求证: EF // 平面ABC .
E F A C B S
关键点:找三角形平面
方法演练二:
如图,在正方体 ABCD-A1B1C1D1 中, 点 M、N 在分别是 BC1、B1D1 的中点。 求证:MN//平面 AA1B1B
关键:构造三角形平面 A 四边形平面 面面平行
D1 N B1 D B M
C1
1
C
A
构造三角形平面
方法演练二:
如图,在正方体 ABCD-A1B1C1D1 中, 点 M、N 在分别是 BC1、B1D1 的中点。 求证:MN//平面 AA1B1B
D1
构造平行 四边形平面
A1
N
G
C1 B1
D A
H
M C B
总结证明线面平行的常用方法

BC DA 1B 1C 1D 1图2AFE GαabA图1总结证明线面平行的常用方法空间直线与平面平行问题是立体几何的一个重要内容,也是高考考查的重点,下面就常见的线面平行的判定方法介绍如下:方法一、反证法【例1】求证:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行.(直线与平面平行的判定定理)已知:,,a b a αα⊄⊂∥b ,如图1.求证:a ∥α.【分析】要证明直线与平面平行,可以从直线与平面平行的定义入手,但从定义来看,必须说明直线与平面无公共点,这一点直接说明是困难的,但我们可以借助反正法来证明.【证明】假设直线a 与平面α不平行,又∵a α⊄,∴a A α=.下面只要说明aA α=不可能即可.∵a ∥b ,∴a ,b 可确定一平面,设为β. 又aA α=, ∴,A a A β∈∈.又b ,A αα⊂∈,∴平面α与平面β中含有相同的元素直线b ,以及不在直线b 上的点A, 由公理2的推论知,平面α与平面β重合. ∴a α⊂,这与已知a α⊄相矛盾. ∴a A α=不可能.故a ∥α.方法二、判定定理法【例2】正方体1AC 中,E、G 分别为BC 、11C D 的中点,求证:EG ∥平面11BDD B 【分析】要证明EG ∥平面11BDD B ,根据线面平行的判定定理,需在平面11BDD B 内找到一条与EG 平行的直线,充分借助E、G 为中点的条件.【证明】如图2,取BD 的中点为F,连结EF ,1D F . ∵E为BC 的中点, ∴ EF ∥CD 且12EF CD =又∵G 为11C D 的中点, ∴ 1D G ∥CD 且112D G CD =∴ EF ∥1D G ,且1EF D G =B C DA 1B 1C 1D 1ANME F图3故四边形1EFD G 为平行四边形.∴ 1D F ∥EG又1D F ⊂平面11BDD B ,且EG ⊄平面11BDD B , ∴ EG ∥平面11BDD B 【评注】根据直线与平面平行的判定定理证明直线和平面平行的关键是在平面内找到 一条直线和已知直线平行,常用到中位线定理 、平行四边形的性质、成比例线段、平行转移法、投影法等.具体应用时,应根据题目条件而定.方法三、运用面面平行的性质定理【例3】在正方体1111ABCD A B C D -中,点N 在BD 上,点M 在1B C 上,且CM DN =,求证:MN ∥平面11AA BB .【分析】若过MN 能作一个平面与平面11AA BB 平行,则由面面平行的性质定理,可得MN 与平面11AA BB 平行.【证明】如图3,作MP ∥1BB ,交BC 与点P,联结NP . ∵ MP ∥1BB ,∴1CM CPMB PB=. ∵1BD B C =,DN CM =,∴1B M BN =, ∵1CM DN MB NB =,∴DN CPNB PB= ∴NP ∥CD ∥AB , ∴面MNP ∥面11AA BB . ∴MN ∥平面11AA BB【评注】本题借助于成比例线段,证明一个平面内的两条相交直线与另一个平面内的两条相交直线分别平行,得到这两个平面平行,进而得到线面平行,很好地体现了线面、线线、面面平行关系之间的转化思想.。
线面平行证明的常用方法

线面平行证明的常用方法线面平行的常用证明方法有以下几种:1.直线斜率法:对于一条直线和一个平面,我们可以通过计算直线的斜率和平面的法向量来判断它们是否平行。
如果直线的斜率与平面的法向量垂直,那么它们就是平行的。
举个例子,如果一条直线的斜率为m,并且平面的法向量为N(x,y,z),那么直线和平面平行的条件是m*N=0。
2.距离法:使用距离的概念,我们可以通过计算一条直线到一个平面的距离来判断它们是否平行。
如果直线到平面的距离为0,那么它们就是平行的。
假设直线的方程为ax + by + cz + d = 0,平面的方程为Ax + By + Cz + D = 0,直线上任意一点的坐标为(x₀, y₀, z₀),那么直线到平面的距离可以通过以下公式计算:distance = ,A * x₀ + B * y₀ + C * z₀ + D, / sqrt(A^2 + B^2+ C^2)如果直线到平面的距离为0,那么它们就是平行的。
3.两向量法:我们可以通过计算直线的方向向量和平面的法向量的点积来判断它们是否平行。
如果直线的方向向量与平面的法向量垂直,那么它们就是平行的。
假设直线的方向向量为V(a,b,c),平面的法向量为N(x,y,z),那么直线和平面平行的条件是V·N=a*x+b*y+c*z=0。
4.三点共线法:对于一个包含直线上三个不同点的平面,如果这三个点共线,那么直线和平面是平行的。
假设直线上的三个点为A(x₁,y₁,z₁),B(x₂,y₂,z₂),C(x₃,y₃,z₃),可以计算三个向量AB,AC和平面的法向量N进行叉乘,得到一个新的向量M。
如果M的长度为0,那么直线和平面是平行的。
5.平行线与交线法:如果两个平行的直线分别与一个平面的交线平行,并且交线不在这两条直线上,那么这两条直线和平面是平行的。
假设平行直线的方程为l₁: ax + by + cz + d₁ = 0,l₂: ax + by + cz + d₂ = 0,平面的方程为π: Ax + By + Cz + D = 0。
线面平行证明的常用方法
求证: PB // 平面 AEC .
D
分析: P
A C
E
B
G
A
B
E
D
O
C
如图⑴
如图⑵
_O
_M E
F
_A
_B
_N
如图⑶
_D _C
方法二:构造平行四边形,找平行线
例 2、如图⑵, 平行四边形 ABCD 和梯形 BEFC 所在平面相交,BE 分析:过点 E 作
EG O ABCD
ABCD M
OA
N
BC
MN‖ 平面OCzD
证明:如图,建立空间直角坐标系 D xyz .
设 A(a,0,0),S(0,0,b) ,则 B(a,a,0),C(0,a,0),
E
a,a 2
,0 ,F
0,a 2
,b 2
,
EF
a,0,b 2
.
因为 y 轴垂直与平面 SAD,故可设平面的法向
量为 n =(0,1,0)
则: EF
n
a,0,b 2
v1.0 可编辑可修改
线面平行证明的常用方法 张磊
立体几何在高考解答题中每年是必考内容,必有一个证明题;重点考察:平
行与垂直(线线平行、线面平行、面面平行、线线垂探讨:
方法一:中位线型:找平行线。
例 1、如图⑴,在底面为平行四边形的四棱锥 P ABCD 中,点 E 是 PD 的中点.
(0,1,0)=0
因此 EF n 所以 EF ∥平面 SAD .
2
S
MN‖平面 BCE.
求证:
F E
N
F
B
M A
C D
D
Cy
A
EB
证明面面平行的方法
证明面面平行的方法要证明两条线段或者两个平面是平行的,我们可以通过多种方法来进行证明。
下面将介绍几种常见的方法来证明面面平行的情况。
1. 同位角相等法。
同位角是指两条直线被一条截线分成两段,而且这两段位于两条平行线的同侧,那么这两个同侧的角就是同位角。
同位角相等是平行线的一个重要性质,也是证明两条线段或者两个平面平行的重要方法之一。
在证明过程中,我们可以利用同位角相等的性质来进行推导,如果两个角相等,那么可以得出两条线段或者两个平面是平行的结论。
2. 交叉线法。
交叉线法是通过画一条与已知线段或者平面相交的线段或者平面,然后利用同位角相等或者其他性质来证明两条线段或者两个平面是平行的。
通过交叉线法,我们可以找到一些相等的角或者相等的边,从而得出两条线段或者两个平面是平行的结论。
3. 平行线的性质法。
平行线有许多重要的性质,比如平行线上的对应角相等、平行线上的内错角相等、平行线上的同位角相等等。
通过利用这些性质,我们可以证明两条线段或者两个平面是平行的。
在证明过程中,我们可以根据已知条件利用平行线的性质来进行推导,从而得出结论。
4. 转化为等价命题法。
有时候,我们可以将证明两条线段或者两个平面平行的问题转化为等价命题来进行证明。
比如,我们可以将证明两条线段平行的问题转化为证明两个三角形相似的问题,然后利用相似三角形的性质来进行证明。
通过转化为等价命题,我们可以更容易地得出结论。
综上所述,证明两条线段或者两个平面平行的方法有很多种,可以根据具体情况选择合适的方法来进行证明。
在证明过程中,我们需要充分利用已知条件和平行线的性质,通过推导和演算来得出结论。
希望以上介绍的方法能够帮助大家更好地理解和应用平行线的性质,从而更准确地进行证明。
证明线面平行的三种措施
探索探索与与研研究究线面平行指的是直线与平面平行,是一种较为常见的空间位置关系.证明线面平行问题侧重于考查线线平行、面面平行、线面平行的定义以及定理.下面主要介绍三种证明线面平行的思路.一、利用线面平行的判定定理线面平行的判定定理:如果平面外的一条直线与平面内的一条直线平行,则这条直线与这个平面平行.利用线面平行的判定定理证明线面平行,关键在于找到一组平行线,使其分别位于平面内外.可从下面两个角度寻找:1.利用中位线的性质三角形的中位线有一个重要的性质:三角形的中位线平行于第三边,且等于第三边的一半.在证明线面平行时,可根据几何图形的特点,寻找或选取中点,并添加辅助线,构造出三角形的中位线,以根据中位线的性质找到一组平行线,使两条直线分别在平面内外,即可利用线面平行的判定定理证明线面平行.例1.如图1所示,在直三棱柱ABC -AB C 1中,D ,E 分别是AB ,BB 1的中点,AA 1=AC =CB =AB ,证明:BC 1∥平面A 1CD .图1证明:连接AC 1,交A 1C 于点F ,则F 为A 1C 的中点,因为D 是AB 的中点,连接DF ,则在△ABC 1中,DF 是△ABC 1的中位线,所以BC 1∥DF ,又因为DF ⊂平面A 1CD ,所以BC 1∥平面A 1CD .观察图形,可以发现BC 1∥DF .而D ,E 分别是线段AB ,BB 1的中点,于是依次连接AC 1和DF .此时线段DF 为△ABC 1的中位线,根据三角形的中位线平行于第三边的性质可得出BC 1∥DF ,即可根据线面平行的判定定理证明BC 1∥平面A 1CD .2.利用平行四边形的性质我们知道,平行四边形的两组对边平行且相等.在证明线面平行时,可以将平面内的一条直线平移到平面外的某一点,使两条直线成为平行四边形的一组对边,即可根据平行四边形的性质:一组对边平行且相等,构造出一组平行线,就可以直接根据线面平行的判定定理证明线面平行.例2.如图2所示,在四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,底面ABCD 为等腰梯形,AB =2CD ,点M 为AB 的中点,求证:C 1M ∥平面A 1ADD 1.图2证明:连接AD 1,因为底面ABCD 为等腰梯形,所以AB ∥CD ,因为点M 为AB 的中点,所以CD 平行且等于MA ,因为在四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,CD 平行且等于C 1D 1,所以四边形AMC 1D 1为平行四边形,所以C 1M ∥D 1A ,又D 1A ⊂平面A 1ADD 1,C 1M ⊄平面A 1ADD 1,51所以C 1M ∥平面A 1ADD 1.连接AD 1,构造出平行四边形AMC 1D 1,即可得到一组平行线C 1M 、D 1A .此时AD 1为平面A 1ADD 1内的一条直线,C 1M 为平面A 1ADD 1外的一条直线,根据线面平行的判定定理,即可证明C 1M ∥平面A 1ADD 1.二、利用面面平行的性质当无法直接根据线面平行的判定理证明线面平行时,可以先根据面面平行的判定定理找到或证明两个平面平行;然后利用面面平行的性质:如果两个平面平行,则在一个平面内的任意一条直线平行于另一个平面,来证明线面平行.例3.如图3,线段AC 、DF 分别为正方形ABCD 和正方形CDEF 的对角线,M ,N 分别是线段AC 、DF 上的点,且AM =12MC ,DN =12NF ,证明:MN ∥平面BCF .证明:如图3,在DC 上取G 点,使DG =12GC ,连接NG 、MG ,则G 点是DC 上的一个三等分点,所以GC DG =MCAM,所以MG ∥AD ,而AD ∥BC ,可得MG ∥BC ,所以MG ∥平面BCF ,同理可得DG GC =DNNF,所以NG ∥FC ,所以NG ∥平面BCF ,所以平面MNG ∥平面BCF ,又因为MN ⊂平面MNG ,所以MN ∥平面BCF .我们根据题意,在平面BCF 内很难找到一条直线与MN 平行.于是根据AM =12MC ,DN =12NF ,添加辅助线,构造出一个与平面BCF 平行的平面NMG .根据线面平行的判定定理证明平面MNG ∥平面BCF 后,即可根据面面平行的性质定理证明MN ∥平面BCF .三、构造空间向量在证明线面平行受阻时,可以根据几何体的结构特征,构造出空间向量,通过空间向量运算,证明直线的方向向量与平面的法向量垂直,即可证明直线与平面平行.在解题时,要根据几何体的特征,寻找或构造垂直关系,使三条垂线相交于一点,并将其视为三条坐标轴,即可构造出空间直角坐标系.例4.如图4所示,已知四边形ABEF 是矩形,△ABC 是等腰三角形,平面ABEF ⊥平面ABC ,∠BAC =120°,AB =12AF =4,CN =3NA ,M ,P ,Q 分别是AF ,EF ,BC 的中点,求证:直线PQ ∥平面BMN .图4图5证明:以A 为原点、AB 为x 轴、AF 为z 轴,建立如图5所示的空间直角坐标系,可得A (0,0,0),B (4,0,0),C (-2,23,0),F (0,0,8),E (4,0,8),P (2,0,8),Q (1,3,0),M (0,0,4),N (-12),则 BN =()-920, BM =()-4,0,4,设平面BMN 的法向量n=(x,y,z ),则ìíîn ⋅ BN =0,n ⋅BM =0,得ìíîïï-92x +y =0,-4x +4z =0,令x =1,则ìíîy =33,z =1,所以n =(1,33,1),因为PQ =(-1,3,-8),所以n ⋅ PQ =-1+9-8=0,所以n ⊥ PQ ,因为PQ ⊄平面BMN ,所以PQ ∥平面BMN .我们根据平面ABEF ⊥平面ABC ,以A 为原点、AB 为x 轴、AF 为z 轴、垂直于AB 的直线为y 轴,建立空间直角坐标系,求得PQ 以及平面MNB 的法向量,证明二者垂直,即可证明PQ ∥平面BMN .总之,在证明线面平行时,要注意:(1)根据题意寻找平行关系,如中位线、平行四边形的对边;(2)灵活运用线面平行的判定定理、面面平行的性质定理;(3)合理添加辅助线,构造空间直角坐标系.(作者单位:宁夏回族自治区银川市灵武市第一中学)探索探索与与研研究究图352。
证线面平行的常见方法
证线面平行的常见方法1. 用对称性证明线面平行如果两条线段或两个平面之间具有对称性,那么这两者之间的关系就是平行的。
如果两个平面对于某个轴对称,那么它们就是平行的。
如果两条线段相对称,那么就可以通过平移来证明它们平行。
举个例子,如果我们有两个互相垂直的平面,那么它们对于它们的交线具有对称性。
我们可以通过将一个平面上的点对称到另一个平面上来证明这两个平面平行,其中每个点都延伸至它们与交线的距离相等。
另一种证明线面平行的方法是使用投影。
这种方法将两个物体的轮廓投射到同一个平面上,以确定它们是否平行。
如果我们有两条相交的线段,我们可以将它们沿着它们的交点投影到一个新的平面上,然后判断它们是否平行。
如果它们在新平面上的投影是平行的,那么它们本身应该是平行的。
相似三角形定理是在几何学中非常有用的,它可以帮助我们证明三角形之间的相似性以及线面之间的平行性。
当两个三角形中每个角度的大小相等时,它们就是相似的。
根据相似三角形定理,相似的三角形具有相同的比例。
假设我们有两个平行的直线和一条横跨它们的任意直线,如果我们从这条横跨的线上任意选择两个点来与两个平行直线相交,那么与它们相交的各个线段所代表的三角形就是相似的。
因为这些三角形都有相同的角度大小和形状,它们之间的相似性可以用相同的比例来表示。
垂直线性质是在证明线面平行时经常用到的一种方法。
如果一条线段与另外两条直线的夹角均为直角,则这两条直线是平行的。
这个性质也适用于平面上两个直角相交的线。
举个例子,如果我们有两条相交的直线和一条平行于其中一条直线的第三条直线,那么与平行线相交的其他直线的夹角应该是直角,否则平行线将无法保持平行。
这证明了平行线的存在。
向量是另一种证明线面平行的有用工具。
向量的方向和大小定义了一条直线或一个平面的性质。
如果给定两个向量,我们可以通过它们的点积和叉积来计算它们之间的夹角和平行性。
总结:证明线面平行是建立几何学定理的基础之一,在几何学中有重要的应用。
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线面平行证明的常用方法 张磊
立体几何在高考解答题中每年是必考内容,必有一个证明题;重点考察:平行与垂直(线线平行、线面平行、面面平行、线线垂直、线面垂直、面面垂直等),我们现在对线面平行这一方面作如下探讨:
方法一:中位线型:找平行线。
例1、如图⑴,在底面为平行四边形的四棱锥P ABCD -中,点E 是PD 的中点.求证://PB 平面AEC 分析:
如图⑴ 如图⑵ 如图⑶ 方法二:构造平行四边形,找平行线
例2、如图⑵, 平行四边形ABCD 和梯形BEFC 所在平面相交,BE//CF ,求证:AE//平面DCF.
分析:过点E 作EG//AD 交FC 于G , DG 就是平面AEGD
与平面DCF 的交线,那么只要证明AE//DG 即可。
方法三:作辅助面使两个平面是平行, 即:作平行平面,使得过所证直线作与已
知平面平行的平面
例3、如图⑷,在四棱锥O ABCD -中,底面ABCD 为菱形, M 为OA 的中点,N 为BC 的中点,证明:直线MN OCD 平面‖ 分析::取OB 中点E ,连接ME ,NE ,只需证平面MEN 平面OCD 。
方法四:利用平行线分线段成比例定理的逆定理证线线平行。
例4、已知正方形ABCD 和正方形ABEF AC 和BF 上,且AM=FN. 求证:MN ‖平面BCE.
如图⑷ 如图⑸ 如图⑹
E B A D C G
F F y C B E D A S
z
_ M _ D
_ A B _ O E P E D C B O A B C
D E F N M
例5.如图⑸,已知三棱锥P—ABC,A′,B ′,C ′是△PBC,△PCA,△PAB 的重心.
(1)求证:A′B′∥面ABC;
(2)求S △A ′B ′C ′:S △ABC .
方法五:(向量法)所证直线与已知平面的法向量垂直,关键:建立空间坐标系
(或找空间一组基底)及平面的法向量。
例6、如图⑹,在四棱锥S ABCD -中,底面ABCD 为正方形,
侧棱SD ⊥底面ABCD E F ,,分别为AB SC ,的中点.证明EF ∥平面SAD ;
分析:因为侧棱SD ⊥底面ABCD ,底面ABCD 是正方形,所以很容易建立空间直角坐标系及相应的点的坐标。
证明:如图,建立空间直角坐标系D xyz -.
设(00)(00)A a S b ,,,,,,则(0)(00)B a a C a ,,,,,,
00222a a b E a F ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,,,,,, 02b EF a ⎛⎫=- ⎪⎝
⎭,,. 因为y 轴垂直与平面SAD ,故可设平面的法向
量为n =(0,1,0)
则:02b EF n a ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,,(0,1,0)=0
因此 EF n ⊥
所以EF ∥平面SAD .。