高考文科数学复习直线、平面平行的判定与性质
高考数学第一轮知识点总复习 第四节 直线、平面平行的判定及其性质

基础梳理
1. 平行直线 (1)定义:同一平面内不相交的两条直线叫做平行线. (2)公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行. (3)线面平行的性质定理:如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线 的平面和这个平面相交,那么这条直线就和两平面的交线平行. (4)面面平行的性质定理:如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那 么它们的交线平行. (5)线面垂直的性质定理:如果两条直线垂直于同一平面,那么这两条直 线平行.
错解 如图,连接C1E,并延长至G点,使GE= C1E,, 连接在 C1D1G 中,F是 D1C1 的中点,E是 C1G 的中点,
所以EF∥ ,D1而G EF 平面 BB1D1D,
D1G 平面 BB1D1D, 故EF∥平面 BB1D1D.
错解 分析上述证明中,“D1G 平面BB1D1D ”这一结论没有根据,只是主
平面A1C1 / /平面AC
A1C1 / / AC A1C1 / /平面AB1C
A1C1 平面AB1C 同理A1D//平面AB1C
AC 平面AB1C
A1C1 A1D A1
平面AB1C//平面A1C1D
学后反思 证明平面与平面相互平行,一般利用面面平行的判定定理或其 推论,将面面平行转化为线面平行或线线平行来证明.具体方法有: (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.
又∵c β,b β,∴b∥β.(线面平行的判定定理)……………..8′
高考数学 26 直线、平面平行的判定和性质 理

专题26 直线、平面平行的判定和性质一、考纲要求:1.以立体几何的定义、公理和定理为出发点,认识和理解空间中线面平行的有关性质与判定定理.2.能运用公理、定理和已获得的结论证明一些有关空间图形的平行关系的简单命题.二、概念掌握及解题上的注意点:1.判断与平行关系相关命题的真假,必须熟悉线、面平行关系的各个定义、定理,无论是单项选择还是含选择项的填空题,都可以从中先选出最熟悉最容易判断的选项先确定或排除,再逐步判断其余选项.2.(1)结合题意构造或绘制图形,结合图形作出判断.(2)特别注意定理所要求的条件是否完备,图形是否有特殊情形,通过举反例否定结论或用反证法推断命题是否正确.3.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,b⊂α,a∥b⇒a∥α.(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.4.利用判定定理判定线面平行,注意三条件缺一不可,关键是找平面内与已知直线平行的直线.常利用三角形的中位线、平行四边形的对边平行或过已知直线作一平面找其交线.三、高考考题题例分析:例1.(2018天津卷节选)如图,AD∥BC且AD=2BC,AD⊥CD,EG∥AD且EG=AD,CD∥FG且CD=2FG,DG⊥平面ABCD,DA=DC=DG=2.(Ⅰ)若M为CF的中点,N为EG的中点,求证:MN∥平面CDE;【答案】见解析【解析】(Ⅰ)证明:依题意,以D为坐标原点,分别以、、的方向为x轴,例2.(2018江苏卷节选)在平行六面体ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1=AB,AB1⊥B1C1.求证:(1)AB∥平面A1B1C;(【答案】见解析【解析】证明:(1)平行六面体ABCD﹣A1B1C1D1中,AB∥A1B1,⇒AB∥平面A1B1C;10如图所示的三棱柱ABCA1B1C1中,过A1B1的平面与平面ABC交于DE,则DE与AB的位置关系是 ( )A.异面B.平行C.相交D.以上均有可能【答案】B11.若平面α截三棱锥所得截面为平行四边形,则该三棱锥与平面α平行的棱有 ( )A.0条B.1条D.0条或2条C.2条【答案】C【解析】如图设平面α截三棱锥所得的四边形EFGH是平行四边形,则EF∥GH,EF⊄平面BCD,GH⊂平面BCD,所以EF∥平面BCD,又EF⊂平面ACD,平面ACD∩平面BCD=CD,则EF∥CD,EF⊂平面EFGH,CD⊄平面EFGH,则CD∥平面EFGH,同理AB∥平面EFGH,所以该三棱锥与平面α平行的棱有2条,故选C.12.如图,在四面体ABCD中,截面PQMN是正方形,则在下列结论中,错误的是 ( )A.AC⊥BDB.AC∥截面PQMNC.AC=BDD.异面直线PM与BD所成的角为45°【答案】C二、填空题13.如图,α∥β,△PAB所在的平面与α,β分别交于CD,AB,若PC=2,CA=3,CD=1,则AB=________.【答案】52【解析】∵α∥β,∴CD∥AB,.52=5×12=PA×CD PC =AB ∴,CD AB =PC PA 则平∥EF 上.若CD 在F 的中点,点AD 为E ,点2=AB 中,1D 1C 1B 1A ABCD 如图所示,正方体.14.________的长度等于EF ,则线段C 1AB 面2【答案】 ,2=AB 中,1D 1C 1B 1A ABCD 在正方体【解析】 .22=AC ∴ ,ADC 平面⊂EF ,C 1AB 平面∥EF 中点,AD 为E 又 ,AC =C 1AB 平面∩ADC 平面 .2=AC 12=EF ∴中点,DC 为F ∴,AC ∥EF ∴ 15.如图,在四面体ABCD 中,M ,N 分别是△ACD ,△BCD 的重心,则四面体的四个面中与MN平行的是________.【答案】平面ABC ,平面ABD平面∥B 1A 上的点且1C 1A 是D 是菱形,设1B 1BCC 的侧面1C 1B 1A ABC 所示,棱柱7412.如图61________.的值为1DC ∶D 1A ,则CD 1B【答案】1,O =C 1B ∩1BC 设【解析】 连接OD .,OD =CD 1B 平面∩1BC 1A 且平面CD 1B 平面∥B 1A ∵ .OD ∥B 1A ∴ 是菱形,1B 1BCC 四边形∵ 的中点,1BC 为O ∴ 的中点,1C 1A 为D ∴ 1.=1DC ∶D 1A 则。
52讲直线、平面平行的判定及其性质(文科)一轮复习

52讲--直线、平面平行的判定及其性质1、直线与平面平行的判定直线与平面平行的判定定理: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。
简记为:线线平行,则线面平行。
符号表示:a αb β => a∥αa∥b2、平面与平面平行的判定1、两个平面平行的判定定理:一个平面内的两条交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行。
符号表示:a βb βa∩b = P β∥αa∥αb∥α2、判断两平面平行的方法有三种:(1)用定义;(2)判定定理;(3)推论:垂直于同一条直线的两个平面平行。
3、直线与平面、平面与平面平行的性质1、直线与平面平行的性质定理:一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行。
简记为:线面平行则线线平行。
符号表示:a ∥αa β a∥bα∩β= b作用:利用该定理可解决直线间的平行问题。
2、两个平面平行的性质定理:如果两个平行的平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行。
符号表示:α∥βα∩γ= a a∥bβ∩γ= b作用:可以由平面与平面平行得出直线与直线平行二、例题讲解:1.设AA′是长方体的一条棱,这个长方体中与AA′平行的棱共有(C)A.1条B.2条C.3条D.4条2.b是平面α外一条直线,下列条件中可得出b∥α的是(D)A.b与α内一条直线不相交B.b与α内两条直线不相交C.b与α内无数条直线不相交D.b与α内任意一条直线不相交3.若直线a∥b,且a∥α,则b与平面α的关系是(C)A.b∥αB.b⊂αC.b∥α或b⊂αD.b与α相交,b∥α或b⊂α4.给出下列四个命题:①垂直于同一直线的两条直线互相平行;②垂直于同一平面的两个平面互相平行;③若直线l1,l2与同一平面所成的角相等,则l1,l2互相平行;④若直线l1,l2是异面直线,则与l1,l2都相交的两条直线是异面直线.其中假命题的个数是(D)A.1个B.2个C.3个D.4个5.给出以下四个命题:①如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行;②如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直,那么这条直线垂直于这个平面;③如果两条直线都平行于一个平面,那么这两条直线互相平行;④如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直.其中真命题的个数是(B)A.4个B.3个C.2个D.1个6.已知直线l,m,n及平面α,下列命题中的假命题是(D)A.若l∥m,m∥n,则l∥nB.若l⊥α,n∥α,则l⊥nC.若l⊥m,m∥n,则l⊥nD.若l∥α,n∥α,则l∥n7.如图K13-4-1,已知l是过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点的平面AB1D1与下底面ABCD所在平面的交线,下列结论错误的是(D) Array A.D1B1∥lB.BD∥平面AD1B1C.l∥平面A1D1B1D.l⊥B1C18. 设m ,n 表示不同直线,α,β表示不同平面,则下列结论中正确的是( D ) A .若m ∥α,m ∥n ,则n ∥αB .若m ⊂α,n ⊂β,m ∥β,n ∥α,则α∥βC .若α∥β,m ∥α,m ∥n ,则n ∥βD .若α∥β,m ∥α,n ∥m ,n ⊄β,则n ∥β9.正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E 是DD 1的中点,则BD 1与平面ACE 的位置关系是______平行__. 10.如图J13-4-1,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,D 是AB 的中点,求证:BC 1∥平面CA 1D .图J13-4-1证明:连接AC 1与A 1C 相交于点E ,连接DE ,因为D ,E 分别是AB ,AC 1的中点, 所以DE ∥BC 1.又BC 1⊄平面CA 1D ,DE ⊂平面CA 1D , 所以BC 1∥平面CA 1D .11.如图K13-4-3,已知P 是平行四边形ABCD 所在平面外一点,M ,N 分别是AB ,PC 的中点.(1)求证:MN ∥平面P AD ;(2)若MN =BC =4,P A =4 3,求异面直线P A 与MN 所成的角的大小.图K13-4-3.(1)证明:取PD 的中点H ,连接AH ,HN .∵由N 是PC 的中点,∴NH 12DC .∵M 是AB 的中点, ∴NH AM ,∴AMNH 为平行四边形. ∴MN ∥AH .又∵由MN ⊄平面P AD ,AH ⊂平面P AD ,∴MN ∥平面P AD .(2)解:连接AC 并取其中点为O ,连接OM ,ON ,∴OM 12BC ,ON 12P A .∴∠ONM 就是异面直线P A 与MN 所成的角,且MO ⊥NO .由MN =BC =4,P A =4 3,得OM =2,ON =2 3.所以∠ONM =30°,即异面直线P A 与MN 成30°的角.12. 如图K39-4所示,四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为正方形,PD ⊥平面ABCD ,PD =AB =2,E ,F ,G 分别为PC 、PD 、BC 的中点.(1)求证:P A ∥平面EFG ;.[解答] (1)证明:如图,取AD 的中点H ,连接GH ,FH ,∵E ,F 分别为PC ,PD 的中点,∴EF ∥CD ,∵G ,H 分别是BC ,AD 的中点,∴GH ∥CD ,∴EF ∥GH ,∴E ,F ,H ,G 四点共面, ∵F ,H 分别为DP ,DA 的中点,∴P A ∥FH ,∵P A ⊄平面EFG ,FH ⊂平面EFG ,∴13.一个多面体的直观图和三视图如图K39-5(其中M,N分别是AF,BC中点).(1)求证:MN∥平面CDEF;(2)求多面体A-图K39.[解答] (1)证明:由三视图知,该多面体是底面为直角三角形的直三棱柱,且AB =BC=BF=2,DE=CF=22,∴∠CBF=90°.取BF中点G,连接MG,NG,由M,N分别是AF,BC中点,可知:NG∥CF,MG∥EF,又MG∩NG=G,CF∩EF=F,∴平面MNG∥平面CDEF,∴MN∥平面CDEF.(2)作AH⊥DE于H,由于三棱柱ADE -BCF为直三棱柱,∴AH⊥平面CDEF,且AH=2,∴V A-CDEF=13S四边形CDEF·AH=13×2×22×2=8 3.。
高三第一轮复习 空间直线与平面的平行关系

空间直线与平面的平行关系【提纲挈领】主干知识归纳1. 直线与平面平行的判定定理和性质定理2.平面与平面平行的判定定理和性质定理规律方法总结:1.平行问题中的转化关系2.判断线面平行的两种常用方法面面平行判定的落脚点是线面平行,因此掌握线面平行的判定方法是必要的,判定线面平行的两种方法:(1)利用线面平行的判定定理;(2)利用面面平行的性质,即当两平面平行时,其中一平面内的任一直线平行于另一平面.【指点迷津】【类型一】线面平行、面面平行的基本问题【例1】有互不相同的直线m ,n ,l 和平面α,β,给出下列四个命题: ①若m ⊂α,l ∩α=A ,A ∉m ,则l 与m 不共面;②若m ,l 是异面直线,l ∥α,m ∥α,且n ⊥l ,n ⊥m ,则n ⊥α; ③若m ,n 是相交直线,m ⊂α,m ∥β,n ⊂α,n ∥β,则α∥β; ④若l ∥α,m ∥β,α∥β,则l ∥m. 其中真命题有( )A .4个B .3个C .2个D .1个解析:选B 由异面直线的判定定理,易知①是真命题;由线面平行的性质知,存在直线l ′⊂α,m ′⊂α,使得l ∥l ′,m ∥m ′,∵m ,l 是异面直线,∴l ′与m ′是相交直线,又n ⊥l ,n ⊥m ,∴n ⊥l ′,n ⊥m ′,故n ⊥α,②是真命题;由线面平行的性质和判定知③是真命题;满足条件l ∥α,m ∥β,α∥β的直线m ,l 或相交或平行或异面,故④是假命题,于是选B.【例2】过三棱柱ABC -A 1B 1C 1的任意两条棱的中点作直线,其中与平面ABB 1A 1 平行的直线共有________条.解析:过三棱柱ABC -A 1B 1C 1的任意两条棱的中点作直线,记AC ,BC ,A 1C 1,B 1C 1的中点分别为E ,F ,E 1,F 1,则直线EF ,E 1F 1,EE 1,FF 1,E 1F ,EF 1均与平面ABB 1A 1平行,故符合题意的直线共6条.答案:6【类型二】直线与平面平行的判定与性质【例2】如图,直三棱柱ABC -A1B 1C 1中,D ,E 分别是AB ,BB 1的中点.(1)证明:BC 1∥平面A 1CD ;(2)设AA 1=AC =CB =2,AB =22,求三棱锥C -A 1DE 的体积. [解] (1)证明:连接AC 1交A 1C 于点F ,则F 为AC 1中点. 又D 是AB 中点,连接DF ,则BC 1∥DF.因为DF ⊂平面A 1CD ,BC 1⊄平面A 1CD ,所以BC 1∥平面A 1CD.(2)因为ABC -A 1B 1C 1是直三棱柱,所以AA 1⊥CD.由已知AC =CB ,D 为AB 的中点,所以CD ⊥AB.又AA 1∩AB =A ,于是CD ⊥平面ABB 1A 1.由AA 1=AC =CB =2,AB =22得∠ACB =90°,CD =2,A 1D =6,DE =3,A 1E =3, 故A 1D 2+DE 2=A 1E 2,即DE ⊥A 1D. 所以VC -A 1DE =13×12×6×3×2=1.思考:在本例条件下,线段BC 1上是否存在一点M 使得DM ∥平面A 1ACC 1? 解:存在.当M 为BC 1的中点时成立. 证明如下:连接DM ,在△ABC 1中, D ,M 分别为AB ,BC 1的中点 ∵DM 綊12AC 1,又DM ⊄平面A 1ACC 1AC1⊂平面A1ACC1,∴DM∥平面A1ACC1.【类型三】平面与平面平行的判定与性质【例1】如图,四棱柱ABCD -A1B1C1D1的底面ABCD是正方形,O是底面中心,A1O⊥底面ABCD,AB=AA1= 2.(1)证明:平面A1BD∥平面CD1B1;(2)求三棱柱ABD -A1B1D1的体积.[解](1)证明:由题设知,BB1∥DD1且BB1=DD1,∴四边形BB1D1D是平行四边形,∴BD∥B1D1.又BD⊆平面CD1B1,∴BD∥平面CD1B1.∵A1D1∥B1C1∥BC且A1D1=B1C1=BC,∴四边形A1BCD1是平行四边形,∴A1B∥D1C.又A1B⊆平面CD1B1,∴A1B∥平面CD1B1.又∵BD∩A1B=B,∴平面A1BD∥平面CD1B1.(2)∵A1O⊥平面ABCD,∴A1O是三棱柱ABD -A1B1D1的高.又∵AO=12AC=1,AA1=2,∴A1O=AA21-OA2=1.又∵S△ABD=12×2×2=1,∴V ABD -A1B1D1=S△ABD×A1O=1.【例2】如图,在直四棱柱ABCD -A1B1C1D1中,底面是正方形,E,F,G分别是棱B1B,D1D,DA的中点.求证:平面AD1E∥平面BGF证明:∵E,F分别是B1B和D1D的中点,∴D1F綊BE.∴四边形BED1F是平行四边形,∴D1E∥BF;又∵D1E⊄平面BGF,BF⊂平面BGF,∴D1E∥平面BGF.∵FG是△DAD1的中位线,∴FG∥AD1;又AD1⊄平面BGF,FG⊂平面BGF,∴AD1∥平面BGF.又∵AD1∩D1E=D1,∴平面AD1E∥平面BGF.【例3】如图1,AB 是圆O 的直径,PA 垂直圆O 所在的平面,C 是圆O 上一点,设Q 为PA 的中点,G 为ΔAOC 的重心,求证:QG//平面PBC解:如图2连接OG 交AC 于点E ,连接QE ∵点G 为ΔAOC 的重心 ∴点E 为AC 的中点 又点Q 为PA 的中点 ∴QE 为ΔPAC 的中位线 ∴QE ∥PCPBC PC PBC QE 平面,平面⊆⊄∴QE ∥平面PBC 同理OE ∥平面PBC 由E OEQE =⋂得平面QEO//平面PBCQEO QG 平面⊂∴QG//平面PBC【同步训练】【一级目标】基础巩固组1.已知直线a ,b ,平面α,则以下三个命题:①若a ∥b ,b ⊂α,则a ∥α; ②若a ∥b ,a ∥α,则b ∥α; ③若a ∥α,b ∥α,则a ∥b. 其中真命题的个数是( )A .0B .1C .2D .3解析:选A 对于①,若a ∥b ,b ⊂α,则应有a ∥α或a ⊂α,所以①不正确;对于②,若a ∥b ,a ∥α,则应有b ∥α或b ⊂α,因此②不正确;对于③,若a ∥α,b ∥α,则应有a ∥b 或a 与b 相交或a 与b 异面,因此③是假命题.综上,在空间中,以上三个命题都是假命题.2.下列四个正方体图形中,A ,B 为正方体的两个顶点,M ,N ,P 分别为其所在棱的中点,能得出AB ∥平面MNP 的图形的序号是( )E图2图1A .①③B .②③C .①④D .②④解析:选C 对于图形①,平面MNP 与AB 所在的对角面平行,即可得到AB ∥平面MNP ;对于图形④,AB ∥PN ,即可得到AB ∥平面MNP ;图形②③无论用定义还是判定定理都无法证明线面平行,故选C.3.(2014·济南模拟)平面α∥平面β的一个充分条件是( ) A .存在一条直线a ,a ∥α,a ∥β B .存在一条直线a ,a ⊂α,a ∥βC .存在两条平行直线a ,b ,a ⊂α,b ⊂β,a ∥β,b ∥αD .存在两条异面直线a ,b ,a ⊂α,b ⊂β,a ∥β,b ∥α解析:选D 若α∩β=l ,a ∥l ,a ⊄α,a ⊄β,则a ∥α,a ∥β,故排除A.若α∩β=l ,a ⊂α,a ∥l ,则a ∥β,故排除B.若α∩β=l ,a ⊂α,a ∥l ,b ⊂β,b ∥l ,则a ∥β,b ∥α,故排除C.故选D.4.a 、b 、c 为三条不重合的直线,α、β、γ为三个不重合的平面,现给出四个命题 ①⎭⎬⎫α∥c β∥c ⇒α∥β ②⎭⎬⎫α∥γβ∥γ⇒α∥β ③⎭⎬⎫α∥c a ∥c ⇒a ∥α ④⎭⎬⎫a ∥γα∥γ⇒α∥a 其中正确的命题是( )A .①②③B .①④C .②D .①③④解析:选C ②正确.①错在α与β可能相交.③④错在a 可能在α内.5.如图所示,在正四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E 、F 、G 、H 分别是棱CC 1、C 1D 1、D 1D 、DC 的中点,N 是BC 的中点,点M 在四边形EFGH 及其内部运动,则M 满足条件______时,有MN ∥平面B 1BDD 1.解析:由平面HNF ∥平面B 1BDD 1知,当M 点满足在线段FH 上有MN ∥平面B 1BDD 1.答案:M ∈线段FH6.如图所示,在四面体ABCD 中,M ,N 分别是△ACD ,△BCD 的重心,则四面体的四个面中与MN 平行的是________.解析:连接AM 并延长,交CD 于E ,连接BN ,并延长交CD 于F ,由重心性质可知,E ,F 重合为一点,且该点为CD 的中点E ,由EM MA =EN NB =12,得MN ∥AB.因此,MN ∥平面ABC 且MN ∥平面ABD.答案:平面ABC 、平面ABD7.(2016江苏.16,节选(1))如图,在直三棱柱111ABC A B C -中,,D E 分别为,AB BC 的中点,点F 在侧棱1B B 上,且11B D A F ⊥,1111AC A B ⊥.求证:⑴ 直线//DE 平面11A C F ;⑵ 平面1B DE ⊥平面11A C F .解:,D E 为中点,DE ∴为ABC ∆的中位线 //DE AC ∴又111ABC A B C -为棱柱,11//AC AC ∴ 11//DE AC ∴又11AC ⊂平面11A C F ,且11DE AC F ⊄//DE ∴平面11A C F ;8. 如图,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,E ,F ,G ,H 分别是AB ,AC ,A 1B 1,A 1C 1的中点, 求证: (1)B ,C ,H ,G 四点共面;(2)平面EFA 1∥平面BCHG . 证明:(1)∵GH 是△A 1B 1C 1的中位线, ∴GH ∥B 1C 1.又∵B 1C 1∥BC ,∴GH ∥BC. ∴B ,C ,H ,G 四点共面. (2)∵E ,F 分别为AB ,AC 的中点,∴EF ∥BC.∵EF ⊄平面BCHG ,BC ⊂平面BCHG , ∴EF ∥平面BCHG . ∵A 1G ∥EB 且A 1G ∥EB ∴四边形A 1EBG 是平行四边形. ∴A 1E ∥GB.∵A 1E ⊄平面BCHG ,GB ⊂平面BCHG . ∴A 1E ∥平面BCHG . ∵A 1E ∩EF =E∴平面EFA 1∥平面BCHG .【二级目标】能力提升题组1.若平面α∥平面β,直线a ∥平面α,点B ∈β,则在平面β内且过B 点的所有直线中( )A .不一定存在与a 平行的直线FEC BAC 1B 1A 1B.只有两条与a平行的直线C.存在无数条与a平行的直线D.存在唯一与a平行的直线解析:选A当直线a在平面β内且过B点时,不存在与a平行的直线,故选A.2.已知α,β是两个不同的平面,给出下列四个条件:①存在一条直线a,a⊥α,a⊥β;②存在一个平面γ,γ⊥α,γ⊥β;③存在两条平行直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α;④存在两条异面直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α.可以推出α∥β的是()A.①③B.②④C.①④D.②③解析:选C对于②,平面α与β还可以相交;对于③,当a∥b时,不一定能推出α∥β,所以②③是错误的,易知①④正确,故选C.3.已知直线l∥平面α,P∈α,那么过点P且平行于直线l的直线()A.只有一条,不在平面α内B.只有一条,且在平面α内C.有无数条,不一定在平面α内D.有无数条,一定在平面α内解析:选B由直线l与点P可确定一个平面β,则平面α,β有公共点,因此它们有一条公共直线,设该公共直线为m,因为l∥α,所以l∥m,故过点P且平行于直线l的直线只有一条,且在平面α内,选B.4.如图,在四面体ABCD中,截面PQMN是正方形,且PQ∥AC,则下列命题中,错误的是()A.AC⊥BDB.AC∥截面PQMNC.AC=BDD.异面直线PM与BD所成的角为45°解析:选C由题意可知PQ∥AC,QM∥BD,PQ⊥QM,所以AC⊥BD,故A正确;由PQ∥AC可得AC∥截面PQMN,故B正确;由PN∥BD可知,异面直线PM与BD所成的角等于PM与PN所成的角,又四边形PQMN为正方形,所以∠MPN=45°,故D正确;而AC=BD不确定,故选C.5.如图,四边形ABCD是边长为1的正方形,MD⊥平面ABCD,NB⊥平面ABCD,且MD=NB=1,G为MC的中点.则下列结论中不正确的是()A.MC⊥ANB.GB∥平面AMNC.平面CMN⊥平面AMND.平面DCM∥平面ABN解析:选C显然该几何图形为正方体截去两个三棱锥所剩的几何体,把该几何体放置到正方体中(如图),作AN的中点H,连接HB,MH,GB,则MC∥HB,又HB⊥AN,所以MC⊥AN,所以A正确;由题意易得GB∥MH,又GB⊂平面AMN ,MH ⊂平面AMN ,所以GB ∥平面AMN ,所以B 正确;因为AB ∥CD ,DM ∥BN ,且AB∩BN =B ,CD∩DM =D ,所以平面DCM ∥平面ABN ,所以D 正确.6.已知m ,n 是两条不同直线,α,β,γ是三个不同平面,下列命题中正确的有________. ①若m ∥α,n ∥α,则m ∥n ;②若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β; ③若m ∥α,m ∥β,则α∥β;④若m ⊥α,n ⊥α,则m ∥n.解析:若m ∥α,n ∥α,m ,n 可以平行,可以相交,也可以异面,故①不正确;若α⊥γ,β⊥γ,α,β可以相交,故②不正确;若m ∥α,m ∥β,α,β可以相交,故③不正确;若m ⊥α,n ⊥α,则m ∥n ,④正确.答案:④7.在正四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,O 为底面ABCD 的中心,P 是DD 1的中点,设Q 是CC 1上的点,则点Q 满足条件________时,有平面D 1BQ ∥平面PAO.解析:假设Q 为CC 1的中点,因为P 为DD 1的中点,所以QB ∥PA.连接DB ,因为P ,O 分别是DD 1,DB 的中点,所以D 1B ∥PO ,又D 1B ⊄平面PAO ,QB ⊄平面PAO ,所以D 1B ∥平面PAO ,QB ∥平面PAO ,又D 1B ∩QB =B ,所以平面D 1BQ ∥平面PAO.故Q 满足条件Q 为CC 1的中点时,有平面D 1BQ ∥平面PAO.答案:Q 为CC 1的中点8.设α,β,γ为三个不同的平面,m ,n 是两条不同的直线,在命题“α∩β=m ,n ⊂γ,且________,则m ∥n ”中的横线处填入下列三组条件中的一组,使该命题为真命题.①α∥γ,n ⊂β;②m ∥γ,n ∥β;③n ∥β,m ⊂γ. 可以填入的条件有________.解析:由面面平行的性质定理可知,①正确;当n ∥β,m ⊂γ时,n 和m 在同一平面内,且没有公共点,所以平行,③正确.答案:①或③9.已知直三棱柱ABC -A ′B ′C ′满足∠BAC =90°,AB =AC =12AA ′=2,点M ,N 分别为A ′B ,B ′C ′的中点.(1)求证:MN ∥平面A ′ACC ′; (2)求三棱锥C -MNB 的体积.解:(1)证明:如图,连接AB ′,AC ′, ∵四边形ABB ′A ′为矩形,M 为A ′B 的中点,∴AB ′与A ′B 交于点M ,且M 为AB ′的中点,又点N 为B ′C ′的中点, ∴MN ∥AC ′,又MN ⊄平面A ′ACC ′,且AC ′⊂平面A ′ACC ′, ∴MN ∥平面A ′ACC ′. (2)由图可知V C -MNB =V M -BCN ,∵∠BAC =90°,∴BC =AB 2+AC 2=22,又三棱柱ABC -A ′B ′C ′为直三棱柱,且AA ′=4, ∴S △BCN =12×22×4=4 2.∵A ′B ′=A ′C ′=2,∠B ′A ′C ′=90°,点N 为B ′C ′的中点,∴A ′N ⊥B ′C ′,A ′N = 2.又BB ′⊥平面A ′B ′C ′, ∴A ′N ⊥BB ′, ∴A ′N ⊥平面BCN. 又M 为A ′B 的中点, ∴M 到平面BCN 的距离为22, ∴V C -MNB =V M -BCN =13×42×22=43.10.如图,在三棱锥S -ABC 中,平面SAB ⊥平面SBC ,AB ⊥BC ,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:(1)平面EFG ∥平面ABC ; (2)BC ⊥SA.证明:(1)因为AS =AB ,AF ⊥SB ,垂足为F ,所以F 是SB 的中点.又因为E 是SA 的中点,所以EF ∥AB.因为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.(2)因为平面SAB ⊥平面SBC ,且交线为SB ,又AF ⊂平面SAB ,AF ⊥SB ,所以AF ⊥平面SBC.因为BC ⊂平面SBC ,所以AF ⊥BC.又因为AB ⊥BC ,AF ∩AB =A ,AF ⊂平面SAB ,AB ⊂平面SAB ,所以BC ⊥平面SAB. 因为SA ⊂平面SAB ,所以BC ⊥SA.【高考链接】1.(2016北京理.17),14分,节选(3)) 如图,在四棱锥P ABCD -中,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA PD ⊥,PA PD =,AB AD ⊥,1AB =,2AD =,AC CD ==(1)求证:PD ⊥平面PAB ;(2)求直线PB 与平面PCD 所成角的正弦值; (3)在棱PA 上是否存在点M ,使得//BM 平面PCD ?若存在,求AMAP的值;若不存在,说明理由.解:设M 是棱PA 上一点,则存在]1,0[∈λ使得λ=.因此点),,1(),,1,0(λλλλ--=-M .因为⊄BM平面PCD ,所以∥BM 平面PCD 当且仅当0=⋅BM ,∵平面PCD 的一个法向量)2,2,1(-=n即0)2,2,1(),,1(=-⋅--λλ,解得41=λ. 所以在棱PA 上存在点M 使得BM ∥平面PCD ,此时41=AP AM .2.(2016新课标Ⅲ.文19,12分)如图,四棱锥P-ABCD 中,PA ⊥地面ABCD ,AD ∥BC ,AB=AD=AC=3,PA=BC=4,M 为线段AD 上一点,AM=2MD ,N 为PC 的中点.(I )证明MN ∥平面PAB; (II )求四面体N-BCM 的体积.【解析】 (1)取PB 中点Q ,连接AQ 、NQ , ∵N 是PC 中点,NQ//BC ,且NQ=12BC ,又22313342AM AD BC BC ==⨯=,且//AM BC , ∴//QN AM ,且QNAM=.∴AQNM是平行四边形.∴//MN AQ .又MN ⊄平面PAB ,AQ ⊂平面PAB ,∴//MN平面PAB .(2)由(1)//QN平面ABCD.∴1122N BCM Q BCM P BCM P BCA V V V V ----===.∴11142363N BCM ABCV PA S-∆=⨯⋅=⨯⨯=.。
高考数学(文)《立体几何》专题复习

(2)两个平面垂直的判定和性质
✓ 考法5 线面垂直的判定与性质
1.证明直线 与平面垂直 的方法
2.线面垂直 的性质与线 线垂直
(1)判定定理(常用方法): 一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线
与此平面垂直.判定定理中的两条相交直线必须保证“在平面 内相交”这一条件. (2)性质: ①应用面面垂直的性质(常用方法):若两平面垂直,则在一 个平面内垂直于交线的直线必垂直于另一个平面,是证明线 面垂直的主要方法; ②(客观题常用)若两条平行直线中的一条垂直于一个平面, 则另一条也垂直于这个平面.
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✓ 考法4 面面平行的判定与性质
1.证明平面 与平面平行 的常用方法 2.空间平行关系 之间的转化
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✓ 考法3 面面平行的判定与性质
1.证明平面 与平面平行 的常用方法
这是立体几何中证明平行关系常用的思路,三 种平行关系的转化可结合下图记忆
2.空间平行关系 之间的转化
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600分基础 考点&考法
定义 判定方法
2.等角定理
判定定理 反证法 两条异面直线所成的角
✓ 考法2 异面直线所成的角
常考形式
直接求 求其三角函数值
常用方法
作角
正弦值 余弦值 正切值
证明 求值 取舍
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600分基础 考点&考法
➢ 考点46 线面、面面平行的判定与性质 ✓ 考法3 线面平行的判定与性质 ✓ 考法4 面面平行的判定与性质
1.计算有关 线段的长
2.外接球、内切 球的计算问题
观察几何体的特征 利用一些常用定理与公式 (如正弦定理、余弦定理、勾股定理、 三角函数公式等) 结合题目的已知条件求解
直线与平面平行.垂直的判定与性质(文科)

直线与平面平行.垂直的判定与性质二.解答题:5.在分别是AB,AF的中点(如图1),将此三角形沿CE对折,使平面平面BCEF(如图2),已知D是AB的中点.(I)求证:CD//平面AEF;(II)求证:平面平面ABF.(III)求三棱锥的体积.6.如图,四边形ABCD是菱形,,平面平面ABCD.(I)求证:平面BDE;(II)若AF//DE,,点M在线段BD上,且,求证:AM//平面BEF.7.已知四边形满足,,是的中点,将沿着翻折成,使面面,分别为的中点.(Ⅰ)求三棱锥的体积;(Ⅱ)证明:∥平面;(Ⅲ)证明:平面平面8.如图,在三棱锥中,△是边长为的正三角形,,,分别为,的中点,,.(Ⅰ)求证:平面;(Ⅱ)求直线与平面所成角的正弦值.9.如图1,在直角梯形中,,,, 点为中点.将沿折起, 使平面平面,得到几何体,如图2所示.(1)在上找一点,使平面; (2)求点到平面的距离.10.如图,在三棱柱中,⊥底面,且△为正三角形,,为的中点.(1)求证:直线∥平面;(2)求证:平面⊥平面;(3)求三棱锥的体积.11.如图,在四棱锥中,底面为边长为4的正方形,平面,为中点,.(1)求证:.(2)求三棱锥的体积.12.如图,在四棱锥中,平面,底面是菱形,,,为与的交点,为棱上一点.(1)证明:平面⊥平面;(2)若平面,求三棱锥的体积.13.在如图所示的几何体中,四边形CDEF为正方形,四边形ABCD为等腰梯形,AB//CD,AC=,AB=2BC=2,AC FB.(1)求三棱锥A-BCF的体积。
(2)线段AC上是否存在点M,使得EA//平面FDM?证明你的结论。
14.如图1所示,直角梯形ABCD,∠ADC=90°,AB∥CD,AD=CD=AB=2,点E为AC的中点,将△ACD沿AC折起,使折起后的平面ACD与平面ABC垂直(如图2),在图2所示的几何体D﹣ABC中.(1)求证:BC⊥平面ACD;(2)点F在棱CD上,且满足AD∥平面BEF,求几何体F﹣BCE的体积.15.如图,已知三棱柱ABC-A'B'C'侧棱垂直于底面,AB=AC, ∠BAC=900,点M,N分别为A'B和B'C'的中点.(I)证明:MN//平面AA'C'C;(2)设AB=AA',当A为何值时,CN⊥平面A'MN,试证明你的结论.16.如图,在多面体ABCDEF中,ABCD是边长为2的正方形,DEFB是一平行四边形,且DE⊥平面ABCD,BF=3,G和H分别是CE和CF的中点.(Ⅰ)求证:平面AEF∥平面BDGH;(Ⅱ)求V E﹣EFH.17.在四棱锥P﹣ABCD中,侧面PCD⊥底面ABCD,PD⊥CD,E为PC中点,底面ABCD是直角梯形.AB∥CD,∠ADC=90°,AB=AD=PD=1,CD=2.(Ⅰ)求证:BE∥平面APD;(Ⅱ)求证:BC⊥平面PBD.18.如图,ABCD是边长为2的正方形,ED⊥平面ABCD,ED=1,EF∥BD且EF=BD.(1)求证:BF∥平面ACE;(2)求证:平面EAC⊥平面BDEF(3)求几何体ABCDEF的体积.19.如图,四边形ABCD为矩形,DA⊥平面ABE,AE=EB=BC=2,BF⊥平面ACE于点F,且点F在CE上.(1)求证:DE⊥BE;(2)求四棱锥E﹣ABCD的体积;(3)设点M在线段AB上,且AM=MB,试在线段CE上确定一点N,使得MN∥平面DAE.20.如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,D,E分别是AB,BB1的中点,AA1=AC=CB=.(1)证明:BC1∥平面A1CD;(2)求异面直线BC1和A1D所成角的大小;(3)当AB=时,求三棱锥C﹣A1DE的体积.21. 如图,四棱锥的底面是正方形,侧棱⊥底面,,是的中点.(Ⅰ)证明://平面;(Ⅱ)求二面角的平面角的余弦值;(Ⅲ)在棱上是否存在点,使⊥平面?证明你的结论.22.如图,在四棱锥中,为正三角形,⊥平面,⊥平面,为棱的中点,.(I)求证:∥平面;(II)求证:平面⊥平面.23.在四棱锥中,底面为直角梯形,,侧面底面,,。
高考数学一轮复习考点知识专题讲解52---直线、平面平行的判定与性质
高考数学一轮复习考点知识专题讲解直线、平面平行的判定与性质考点要求1.理解空间中直线与直线、直线与平面、平面与平面的平行关系,并加以证明.2.掌握直线与平面、平面与平面平行的判定与性质,并会简单应用.知识梳理1.线面平行的判定定理和性质定理文字语言图形语言符号语言判定定理平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,那么该直线与此平面平行错误!⇒a∥α性质定理一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行错误!⇒a∥b2.面面平行的判定定理和性质定理文字语言图形语言符号语言判定定理一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,那么这两个平面平行错误!⇒β∥α性质定理如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行错误!⇒a∥b常用结论(1)垂直于同一条直线的两个平面平行,即若a⊥α,a⊥β,则α∥β.(2)平行于同一个平面的两个平面平行,即若α∥β,β∥γ,则α∥γ.(3)垂直于同一个平面的两条直线平行,即a⊥α,b⊥α,则a∥b.(4)若α∥β,a⊂α,则a∥β.思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若一条直线平行于一个平面内的一条直线,则这条直线平行于这个平面.(×)(2)若直线a∥平面α,P∈α,则过点P且平行于直线a的直线有无数条.(×)(3)若直线a⊂平面α,直线b⊂平面β,a∥b,则α∥β.(×)(4)如果两个平面平行,那么分别在这两个平面内的两条直线平行或异面.(√)教材改编题1.下列说法中,与“直线a∥平面α”等价的是()A.直线a上有无数个点不在平面α内B.直线a与平面α内的所有直线平行C.直线a与平面α内无数条直线不相交D.直线a与平面α内的任意一条直线都不相交答案D解析因为a∥平面α,所以直线a与平面α无交点,因此a和平面α内的任意一条直线都不相交.2.已知不重合的直线a,b和平面α,则下列选项正确的是()A.若a∥α,b⊂α,则a∥bB.若a∥α,b∥α,则a∥bC.若a∥b,b⊂α,则a∥αD.若a∥b,a⊂α,则b∥α或b⊂α答案D解析若a∥α,b⊂α,则a∥b或异面,A错;若a∥α,b∥α,则a∥b或异面或相交,B错;若a∥b,b⊂α,则a∥α或a⊂α,C错;若a∥b,a⊂α,则b∥α或b⊂α,D对.3.如图是长方体被一平面所截得的几何体,四边形EFGH为截面,则四边形EFGH的形状为______.答案平行四边形解析∵平面ABFE∥平面DCGH,又平面EFGH∩平面ABFE=EF,平面EFGH∩平面DCGH=HG,∴EF∥HG.同理EH∥FG,∴四边形EFGH是平行四边形.题型一直线与平面平行的判定与性质命题点1直线与平面平行的判定例1如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是平行四边形,E,F分别是BC,PD的中点,求证:(1)PB∥平面ACF;(2)EF∥平面PAB.证明(1)如图,连接BD交AC于O,连接OF,∵四边形ABCD 是平行四边形, ∴O 是BD 的中点, 又∵F 是PD 的中点, ∴OF ∥PB ,又∵OF ⊂平面ACF ,PB ⊄平面ACF , ∴PB ∥平面ACF .(2)取PA 的中点G ,连接GF ,BG . ∵F 是PD 的中点, ∴GF 是△PAD 的中位线, ∴GF 綉12AD ,∵底面ABCD 是平行四边形,E 是BC 的中点, ∴BE 綉12AD ,∴GF 綉BE ,∴四边形BEFG 是平行四边形, ∴EF ∥BG ,又∵EF ⊄平面PAB ,BG ⊂平面PAB , ∴EF ∥平面PAB .命题点2直线与平面平行的性质例2如图所示,在四棱锥P -ABCD 中,四边形ABCD 是平行四边形,M 是PC 的中点,在DM上取一点G,过G和PA作平面交BD于点H.求证:PA∥GH.证明如图所示,连接AC交BD于点O,连接OM,∵四边形ABCD是平行四边形,∴O是AC的中点,又M是PC的中点,∴PA∥OM,又OM⊂平面BMD,PA⊄平面BMD,∴PA∥平面BMD,又平面PAHG∩平面BMD=GH,∴PA∥GH.教师备选如图,四边形ABCD是矩形,P∉平面ABCD,过BC作平面BCFE交AP于点E,交DP于点F,求证:四边形BCFE是梯形.证明∵四边形ABCD为矩形,∴BC∥AD.∵AD⊂平面PAD,BC⊄平面PAD,∴BC∥平面PAD.∵平面BCFE∩平面PAD=EF,BC⊂平面BCFE,∴BC∥EF.∵AD=BC,AD≠EF,∴BC≠EF,∴四边形BCFE是梯形.思维升华(1)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,b⊂α,a∥b⇒a∥α).③利用面面平行的性质(α∥β,a⊂α⇒a∥β).④利用面面平行的性质(α∥β,a⊄β,a∥α⇒a∥β).(2)应用线面平行的性质定理的关键是确定交线的位置,有时需要经过已知直线作辅助平面确定交线.跟踪训练1如图所示,已知四边形ABCD是正方形,四边形ACEF是矩形,M是线段EF的中点.(1)求证:AM∥平面BDE;(2)若平面ADM∩平面BDE=l,平面ABM∩平面BDE=m,试分析l与m的位置关系,并证明你的结论.(1)证明如图,记AC与BD的交点为O,连接OE.因为O,M分别为AC,EF的中点,四边形ACEF是矩形,所以四边形AOEM是平行四边形,所以AM∥OE.又因为OE⊂平面BDE,AM⊄平面BDE,所以AM∥平面BDE.(2)解l∥m,证明如下:由(1)知AM∥平面BDE,又AM⊂平面ADM,平面ADM∩平面BDE=l,所以l∥AM,同理,AM∥平面BDE,又AM⊂平面ABM,平面ABM∩平面BDE=m,所以m∥AM,所以l∥m.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,过BC的平面与上底面A1B1C1交于GH(GH与B1C1不重合).(1)求证:BC∥GH;(2)若E,F,G分别是AB,AC,A1B1的中点,求证:平面EFA1∥平面BCHG.证明(1)∵在三棱柱ABC-A1B1C1中,∴平面ABC∥平面A1B1C1,又∵平面BCHG∩平面ABC=BC,且平面BCHG∩平面A1B1C1=HG,∴由面面平行的性质定理得BC∥GH.(2)∵E,F分别为AB,AC的中点,∴EF∥BC,∵EF⊄平面BCHG,BC⊂平面BCHG,∴EF∥平面BCHG.又G,E分别为A1B1,AB的中点,A1B1綉AB,∴A1G綉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.又∵A 1E ∩EF =E ,A 1E ,EF ⊂平面EFA 1, ∴平面EFA 1∥平面BCHG .延伸探究 在本例中,若将条件“E ,F ,G 分别是AB ,AC ,A 1B 1的中点”变为“点D ,D 1分别是AC ,A 1C 1上的点,且平面BC 1D ∥平面AB 1D 1”,试求ADDC的值. 解如图,连接A 1B 交AB 1于O ,连接OD 1.由平面BC 1D ∥平面AB 1D 1, 且平面A 1BC 1∩平面BC 1D =BC 1, 平面A 1BC 1∩平面AB 1D 1=D 1O ,所以BC 1∥D 1O ,则A 1D 1D 1C 1=A 1OOB =1.又由题设A 1D 1D 1C 1=DC AD, 所以DC AD=1,即ADDC=1.如图,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,E ,F ,G 分别为B 1C 1,A 1B 1,AB 的中点.(1)求证:平面A 1C 1G ∥平面BEF ;(2)若平面A1C1G∩BC=H,求证:H为BC的中点.证明(1)∵E,F分别为B1C1,A1B1的中点,∴EF∥A1C1,∵A1C1⊂平面A1C1G,EF⊄平面A1C1G,∴EF∥平面A1C1G,又F,G分别为A1B1,AB的中点,∴A1F=BG,又A1F∥BG,∴四边形A1GBF为平行四边形,则BF∥A1G,∵A1G⊂平面A1C1G,BF⊄平面A1C1G,∴BF∥平面A1C1G,又EF∩BF=F,EF,BF⊂平面BEF,∴平面A1C1G∥平面BEF.(2)∵平面ABC∥平面A1B1C1,平面A1C1G∩平面A1B1C1=A1C1,平面A1C1G与平面ABC有公共点G,则有经过G的直线,设交BC于点H,如图,则A1C1∥GH,得GH∥AC,∵G为AB的中点,∴H为BC的中点.思维升华证明面面平行的常用方法(1)利用面面平行的判定定理.(2)利用垂直于同一条直线的两个平面平行(l⊥α,l⊥β⇒α∥β).(3)利用面面平行的传递性,即两个平面同时平行于第三个平面,则这两个平面平行(α∥β,β∥γ⇒α∥γ).跟踪训练2如图,四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是正方形.(1)证明:平面A1BD∥平面CD1B1;(2)若平面ABCD∩平面CD1B1=直线l,证明:B1D1∥l.证明(1)由题设知BB1綉DD1,所以四边形BB1D1D是平行四边形,所以BD∥B1D1.又BD⊄平面CD1B1,B1D1⊂平面CD1B1,所以BD∥平面CD1B1.因为A1D1綉B1C1綉BC,所以四边形A1BCD1是平行四边形,所以A1B∥D1C.又A1B⊄平面CD1B1,D1C⊂平面CD1B1,所以A1B∥平面CD1B1.又因为BD∩A1B=B,BD,A1B⊂平面A1BD,所以平面A1BD∥平面CD1B1.(2)由(1)知平面A1BD∥平面CD1B1,又平面ABCD∩平面CD1B1=直线l,平面ABCD∩平面A1BD=直线BD,所以直线l∥直线BD,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,四边形BDD1B1为平行四边形,所以B1D1∥BD,所以B1D1∥l.题型三平行关系的综合应用例4如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为DD1的中点.(1)求证:BD1∥平面AEC;(2)CC1上是否存在一点F,使得平面AEC∥平面BFD1,若存在,请说明理由.(1)证明如图,连接BD交AC于O,连接EO.因为ABCD-A1B1C1D1为正方体,底面ABCD为正方形,对角线AC,BD交于O点,所以O为BD的中点,又因为E为DD1的中点,所以在△DBD1中,OE是△DBD1的中位线,所以OE∥BD1.又因为OE⊂平面AEC,BD1⊄平面AEC,所以BD1∥平面AEC.(2)解当CC1上的点F为中点时,即满足平面AEC∥平面BFD1.连接BF,D1F,因为F为CC1的中点,E为DD1的中点,所以CF綉ED1,所以四边形CFD1E为平行四边形,所以D1F∥EC,又因为EC⊂平面AEC,D1F⊄平面AEC,所以D1F∥平面AEC.由(1)知BD1∥平面AEC,又因为BD1∩D1F=D1,BD1,D1F⊂平面BFD1,所以平面AEC∥平面BFD1.教师备选如图,四边形ABCD与ADEF均为平行四边形,M,N,G分别是AB,AD,EF的中点.求证:(1)BE∥平面DMF;(2)平面BDE∥平面MNG.证明(1)如图,连接AE,则AE必过DF与GN的交点O,连接MO,则MO为△ABE的中位线,所以BE∥MO.又BE⊄平面DMF,MO⊂平面DMF,所以BE∥平面DMF.(2)因为N,G分别为平行四边形ADEF的边AD,EF的中点,所以DE∥GN,又DE⊄平面MNG,GN⊂平面MNG,所以DE∥平面MNG.又M为AB的中点,所以MN为△ABD的中位线,所以BD∥MN,又MN⊂平面MNG,BD⊄平面MNG,所以BD∥平面MNG,又DE,BD⊂平面BDE,DE∩BD=D,所以平面BDE∥平面MNG.思维升华证明平行关系的常用方法熟练掌握线线、线面、面面平行关系间的相互转化是解决线线、线面、面面平行的综合问题的关键.面面平行判定定理的推论也是证明面面平行的一种常用方法.跟踪训练3如图所示,四边形EFGH为空间四边形ABCD的一个截面,若截面为平行四边形.(1)求证:AB∥平面EFGH;(2)若AB=4,CD=6,求四边形EFGH周长的取值范围.(1)证明∵四边形EFGH为平行四边形,∴EF∥HG.∵HG ⊂平面ABD ,EF ⊄平面ABD , ∴EF ∥平面ABD . 又∵EF ⊂平面ABC , 平面ABD ∩平面ABC =AB , ∴EF ∥AB ,又∵AB ⊄平面EFGH ,EF ⊂平面EFGH , ∴AB ∥平面EFGH . (2)解设EF =x (0<x <4), 由(1)知EF ∥AB , ∴CF CB =EF AB =x 4, 与(1)同理可得CD ∥FG , ∴FG CD =BF BC, 则FG 6=BF BC =BC -CF BC =1-x 4, ∴FG =6-32x .∴四边形EFGH 的周长L =2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +6-32x =12-x . 又∵0<x <4, ∴8<L <12,故四边形EFGH 周长的取值范围是(8,12).课时精练1.(2022·宁波模拟)下列命题中正确的是()A.若a,b是两条直线,且a∥b,那么a平行于经过b的任何平面B.若直线a和平面α满足a∥α,那么a与α内的任何直线平行C.平行于同一条直线的两个平面平行D.若直线a,b和平面α满足a∥b,a⊂α,b⊄α,则b∥α答案D解析A中,a可以在过b的平面内;B中,a与α内的直线也可能异面;C中,两平面可能相交;D中,由直线与平面平行的判定定理知b∥α,正确.2.设l是直线,α,β是两个不同的平面,则下列能判断l∥α的是()A.l∥β,α∥βB.l与平面α内无数条直线平行C.l⊂β,α∥βD.l⊥β,α⊥β答案C解析对于A,l可能在α内,故不能判断l∥α,故A不正确;对于B,l可能在α内,故不能判断l∥α,故B不正确;对于C,因为l⊂β,α∥β,由面面平行的定义得l∥α,故C正确;对于D,l可能在α内,故不能判断l∥α,故D不正确.3.(2022·成都模拟)如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AM=2MA1,BN=2NB1,过MN作一平面分别交底面△ABC的边BC,AC于点E,F,则()A.MF∥EB B.A1B1∥NEC.四边形MNEF为平行四边形 D.四边形MNEF为梯形答案D解析由于B,E,F三点共面,F∈平面BEF,M∉平面BEF,故MF,EB为异面直线,故A错误;由于B1,N,E三点共面,B1∈平面B1NE,A1∉平面B1NE,故A1B1,NE为异面直线,故B错误;∵在平行四边形AA1B1B中,AM=2MA1,BN=2NB,1∴AM∥BN,AM=BN,故四边形AMNB为平行四边形,∴MN∥AB.又MN⊄平面ABC,AB⊂平面ABC,∴MN∥平面ABC.又MN⊂平面MNEF,平面MNEF∩平面ABC=EF,∴MN∥EF,∴EF∥AB,显然在△ABC中,EF≠AB,∴EF≠MN,∴四边形MNEF为梯形,故C错误,D正确.4.(2022·杭州模拟)已知P为△ABC所在平面外一点,平面α∥平面ABC,且α交线段PA,PB,PC于点A′,B′,C′,若PA′∶AA′=2∶3,则S∶S△ABC等于()△A′B′C′A.2∶3 B.2∶5C.4∶9 D.4∶25答案D解析∵平面α∥平面ABC,∴A′C′∥AC,A′B′∥AB,B′C′∥BC,∴S△A′B′C′∶S△ABC=(PA′∶PA)2,又PA′∶AA′=2∶3,∴PA′∶PA=2∶5,∴S△A′B′C′∶S△ABC=4∶25.5.如图,在下列四个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,Q为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ不平行的是()答案D解析A项,由正方体性质可知AB∥NQ,NQ⊂平面MNQ,AB⊄平面MNQ,AB∥平面MNQ,排除;B,C项,由正方体性质可知AB∥MQ,MQ⊂平面MNQ,AB⊄平面MNQ,AB∥平面MNQ,排除;D项,由正方体性质易知,直线AB与平面MNQ不平行,满足题意.6.如图,透明塑料制成的长方体容器ABCD-A1B1C1D1内灌进一些水,固定容器一边AB于地面上,再将容器倾斜,随着倾斜程度的不同,有下面几个结论,其中正确的是()①没有水的部分始终呈棱柱形;②水面EFGH所在四边形的面积为定值;③随着容器倾斜程度的不同,A1C1始终与水面所在平面平行;④当容器倾斜如图(3)所示时,AE·AH为定值.A.①② B.①④C.②③ D.③④答案B解析根据棱柱的特征(有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行),结合题中图形易知①正确;由题图可知水面EFGH的边EF的长保持不变,但邻边的长却随倾斜程度而改变,可知②错误;因为A1C1∥AC,AC⊂平面ABCD,A 1C 1⊄平面ABCD ,所以A 1C 1∥平面ABCD ,当平面EFGH 不平行于平面ABCD 时,A 1C 1不平行于水面所在平面,故③错误;当容器倾斜如题图(3)所示时,因为水的体积是不变的,所以棱柱AEH -BFG 的体积V 为定值,又V =S △AEH ·AB ,高AB 不变,所以S △AEH 也不变,即AE ·AH 为定值,故④正确.7.考查①②两个命题,①⎭⎪⎬⎪⎫m ⊂αl ∥m ⇒l ∥α;②⎭⎪⎬⎪⎫l ∥m m ∥α⇒l ∥α,它们都缺少同一个条件,补上这个条件就可以使其构成真命题(其中l ,m 为直线,α为平面),则此条件为__________. 答案l ⊄α解析①由线面平行的判定定理知l ⊄α;②由线面平行的判定定理知l ⊄α.8.如图所示,在正四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F ,G ,H 分别是棱CC 1,C 1D 1,D 1D ,DC 的中点,N 是BC 的中点,点M 在四边形EFGH 及其内部运动,则M 只需满足条件______,就有MN ∥平面B 1BDD 1.(注:请填上你认为正确的一个条件即可,不必考虑全部可能情况)答案点M 在线段FH 上(或点M 与点H 重合) 解析连接HN ,FH ,FN (图略), 则FH ∥DD 1,HN ∥BD ,∴平面FHN ∥平面B 1BDD 1,只需M ∈FH ,则MN ⊂平面FHN ,∴MN ∥平面B 1BDD 1.9.如图,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F ,G ,H 分别是BC ,CC 1,C 1D 1,AA 1的中点,求证:(1)BF ∥HD 1; (2)EG ∥平面BB 1D 1D ; (3)平面BDF ∥平面B 1D 1H . 证明如图.(1)取B 1B 的中点M ,连接HM ,MC 1,易证四边形HMC 1D 1是平行四边形, ∴HD 1∥MC 1. 又MC 1∥BF , ∴BF ∥HD 1.(2)取BD 的中点O ,连接OE ,OD 1, 则OE 綉12DC .又D 1G 綉12DC ,∴OE綉D1G.∴四边形OEGD1是平行四边形,∴EG∥D1O.又D1O⊂平面BB1D1D,EG⊄平面BB1D1D,∴EG∥平面BB1D1D.(3)由(1)知BF∥HD1,由题意易证B1D1∥BD.又B1D1,HD1⊂平面B1D1H,BF,BD⊂平面BDF,且B1D1∩HD1=D1,DB∩BF=B,∴平面BDF∥平面B1D1H.10.如图,在四棱锥P-ABCD中,AD∥BC,AB=BC=12AD,E,F,H分别为线段AD,PC,CD的中点,AC与BE交于O点,G是线段OF上一点.(1)求证:AP∥平面BEF;(2)求证:GH∥平面PAD.证明(1)如图,连接EC,因为AD∥BC,BC=12 AD,所以BC∥AE,BC=AE,所以四边形ABCE是平行四边形,所以O为AC的中点.又因为F是PC的中点,所以FO ∥AP ,因为FO ⊂平面BEF ,AP ⊄平面BEF , 所以AP ∥平面BEF .(2)连接FH ,OH ,因为F ,H 分别是PC ,CD 的中点, 所以FH ∥PD ,因为PD ⊂平面PAD ,FH ⊄平面PAD , 所以FH ∥平面PAD .又因为O 是BE 的中点,H 是CD 的中点, 所以OH ∥AD ,因为AD ⊂平面PAD ,OH ⊄平面PAD , 所以OH ∥平面PAD .又FH ∩OH =H ,FH ,OH ⊂平面OHF , 所以平面OHF ∥平面PAD . 又因为GH ⊂平面OHF , 所以GH ∥平面PAD .11.(2022·福州检测)如图所示,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,点E ,F ,G ,P ,Q 分别为棱AB ,C 1D 1,D 1A 1,D 1D ,C 1C 的中点,则下列叙述中正确的是()A.直线BQ∥平面EFGB.直线A1B∥平面EFGC.平面APC∥平面EFGD.平面A1BQ∥平面EFG答案B解析过点E,F,G的截面如图所示(H,I分别为AA1,BC的中点),连接A1B,BQ,AP,PC,易知BQ与平面EFG相交于点Q,故A错误;∵A1B∥HE,A1B⊄平面EFG,HE⊂平面EFG,∴A1B∥平面EFG,故B正确;AP⊂平面ADD1A1,HG⊂平面ADD1A1,延长HG与PA必相交,故C错误;易知平面A1BQ与平面EFG有交点Q,故D错误.12.如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为3,M,N分别是棱A1B1,B1C1的中点,P是棱AD上的一点,AP=1,过P,M,N的平面交上底面于PQ,Q在CD上,则PQ=________.答案2 2解析因为平面ABCD∥平面A1B1C1D1,平面ABCD∩平面PQNM=PQ,平面A1B1C1D1∩平面PQNM=MN,所以MN∥PQ,又因为MN∥AC,所以PQ∥AC.又因为AP=1,所以PDAD=DQCD=PQAC=23,所以PQ=23AC=23×32=2 2.13.在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,O为底面ABCD的中心,P是DD1的中点,设Q是CC1上的点,则点Q满足条件________时,有平面D1BQ∥平面PAO.答案Q为CC1的中点解析如图所示,设Q为CC1的中点,因为P为DD1的中点,所以QB∥PA.连接DB,因为P,O分别是DD1,DB的中点,所以D1B∥PO,又D1B⊄平面PAO,QB⊄平面PAO,PO⊂平面PAO,PA⊂平面PAO,所以D1B∥平面PAO,QB∥平面PAO,又D1B∩QB=B,D1B,QB⊂平面D1BQ,所以平面D 1BQ ∥平面PAO .故Q 为CC 1的中点时,有平面D 1BQ ∥平面PAO .14.在三棱锥P -ABC 中,PB =6,AC =3,G 为△PAC 的重心,过点G 作三棱锥的一个截面,使截面平行于PB 和AC ,则截面的周长为________. 答案8解析如图,过点G 作EF ∥AC ,分别交PA ,PC 于点E ,F ,过点E 作EN ∥PB 交AB 于点N ,过点F 作FM ∥PB 交BC 于点M ,连接MN ,则四边形EFMN 是平行四边形(平面EFMN 为所求截面),且EF =MN =23AC =2,FM =EN =13PB =2,所以截面的周长为2×4=8.15.(2022·合肥市第一中学模拟)正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,点M ,N 分别是棱BC ,CC 1的中点,动点P 在正方形BCC 1B 1(包括边界)内运动,且PA 1∥平面AMN ,则PA 1的长度范围为()A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,52B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤324,52C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤324,32 D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,32答案B解析取B 1C 1的中点E ,BB 1的中点F ,连接A 1E ,A 1F ,EF , 取EF 的中点O ,连接A 1O ,如图所示,∵点M ,N 分别是棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中棱BC ,CC 1的中点, ∴AM ∥A 1E ,MN ∥EF ,∵AM ∩MN =M ,A 1E ∩EF =E ,AM ,MN ⊂平面AMN ,A 1E ,EF ⊂平面A 1EF , ∴平面AMN ∥平面A 1EF ,∵动点P 在正方形BCC 1B 1(包括边界)内运动, 且PA 1∥平面AMN , ∴点P 的轨迹是线段EF , ∵A 1E =A 1F =12+⎝ ⎛⎭⎪⎫122=52,EF =1212+12=22, ∴A 1O ⊥EF ,∴当P 与O 重合时,PA 1的长度取最小值A 1O ,A 1O =⎝ ⎛⎭⎪⎫522-⎝ ⎛⎭⎪⎫242=324,当P 与E (或F )重合时,PA 1的长度取最大值A 1E 或A 1F ,A 1E =A 1F =52.∴PA 1的长度范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤324,52.16.(2022·郑州模拟)如图,在三棱锥P -ABC 中,AC ,BC ,PC 两两垂直,AC =BC ,E ,F 分别是AC ,BC 的中点,△ABC 的面积为8,四棱锥P -ABFE 的体积为4.(1)若平面PEF ∩平面PAB =l ,求证:EF ∥l ; (2)求三棱锥P -ABC 的表面积. (1)证明∵E ,F 分别是AC ,BC 的中点, ∴EF ∥AB ,∵AB ⊂平面PAB ,EF ⊄平面PAB , ∴EF ∥平面PAB .又平面PEF ∩平面PAB =l ,EF ⊂平面PEF , ∴EF ∥l .(2)解∵AC ,BC ,PC 两两垂直,AC ∩BC =C ,AC ,BC ⊂平面ABC , ∴PC ⊥平面ABC ,即PC 是四棱锥P -ABFE 的高. ∵S △ABC =8,AC =BC ,AC ⊥BC , ∴AC =BC =4.∵E ,F 分别是AC ,BC 的中点,V P -ABFE =4, ∴13×34×12AC ×BC ×PC =4,即PC =2. ∴PA =42+22=25,PB =42+22=25,AB =42+42=4 2.∴△PAB的面积为12×42×(25)2-⎝⎛⎭⎪⎫4222=4 6.∴三棱锥P-ABC的表面积S=2×12×4×2+8+46=16+4 6.。
直线、平面平行的判定与性质-高考数学复习
所以 AM∥OE. 又因为 OE⊂平面 BDE,AM⊄平面 BDE, 所以 AM∥平面 BDE.
(2)l∥m,证明如下: 由(1)知 AM∥平面 BDE, 又 AM⊂平面 ADM,平面 ADM∩平面 BDE=l, 所以 l∥AM, AM∥平面 BDE, 又 AM⊂平面 ABM,平面 ABM∩平面 BDE=m,所以 m∥AM,所以 l∥m.
第三节 直线、平面平行的判定与性质
1.能以立体几何中的定义、公理和定理为出发点,认识和理解空 间中线、面平行的有关性质与判定定理.
2.能运用公理、定理和已获得的结论证明一些空间图形中平行关 系的简单命题.
1.直线与平面平行的判定定理和性质定理
文字语言 判定 平面外一条直线与_此__平__面__内___的一
2.平面与平面平行的判定定理和性质定理
文字语言
图形语言
一个平面内的两条_相__交__直__线___与另 一个平面平行,则这两个平面平行 (简记为“线面平行⇒面面平行”)
符号语言
因为_a_∥__β_,__b_∥__β_,___ __a_∩__b_=__P__,__a_⊂_α_,____ _b_⊂_α_,所以α∥β
层级二/ 重难点——逐一精研(补欠缺)
重难点(一) 直线与平面平行的判定与性质 考法 1 直线与平面平行的判定 [例 1] 如图,正方形 ABCD 与正方形 ABEF 所在的平面
相交于 AB,在 AE,BD 上各有一点 P,Q,且 AP=DQ.求证: PQ∥平面 BCE.
[证明] 如图所示,作 PM∥AB 交 BE 于 M,作 QN∥ AB 交 BC 于 N,连接 MN.∵正方形 ABCD 和正方形 ABEF 有公共边 AB,∴A+E=BD.又 A4PDQ,∴PE=QB.∵PM∥ AB∥QN,∴PAMB=APEE=QBDB=QDNC,∴PAMB=QDNC,又 AB=DC, ∴PM 綊 QN,∴四边形 PMNQ 为平行四边形,∴PQ∥MN.又 MN⊂平面 BCE,
高中数学高考总复习---直线、平面平行的判定和性质知识讲解及考点梳理
例 1、【高清课堂:直线、平面平行的判定与性质例 1】 如图所示,已知 P、Q 是单位正方体 ABCD-A1B1C1D1 的面 A1B1BA 和面 ABCD 的中心。 证明:PQ//平面 BCC1B1
【证明】方法一:如图,取 B1B 中点 E,BC 中点 F,连接 PE、QF、EF, 因为在三角形 A1B1B 中,P、E 分别是 A1B 和 B1B 的中点,
举一反三: 【变式】(2015 春 澄城县期末)如图所示的多面体中,ABCD 是菱形,BDEF 是矩形, ED⊥面 ABCD,连结 AC,AC∩BD=O, (Ⅰ)求证:面 BCF∥面 AED; (Ⅱ)求证:AO 是四棱锥 A﹣BDEF 的高.
【证明】(Ⅰ)在矩形 BDEF 中,FB∥ED, ∵FB 不包含于平面 AED,ED 平面 AED, ∴FB∥平面 AED, 同理,BC∥平面 AED, 又 FB∩BC=B, ∴平面 FBC∥平面 EDA. (Ⅱ)解:∵ABCD 是菱形,∴AC⊥BD, ∵ED⊥面 ABCD,AC 面 ABCD,
2
如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行.
2、 符号语言: 3、 面面平行的另一性质: 如果两个平面平行,那么其中一个平面内的直线平行于另一个平面.
符号语言:
.
要点诠释:
平面与平面平行的判定与性质,同直线与平面平行的判定与性质一样,体现了转化与化
归的思想。三种平行关系如图:
性质过程的转化实施,关键是作辅助平面,通过作辅助平面得到交线,就可把面面平行 化为线面平行并进而化为线线平行,注意作平面时要有确定平面的依据。 【典型例题】
。
考点四、平面与平面平行的性质 4、 平行平面的性质定理:
如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行.
高考数学考点归纳之 直线、平面平行的判定与性质
高考数学考点归纳之 直线、平面平行的判定与性质一、基础知识1.直线与平面平行的判定定理和性质定理⎣⎢⎡⎦⎥⎤❶应用判定定理时,要注意“内”“外”“平行”三个条件必须都具备,缺一不可. 2.平面与平面平行的判定定理和性质定理⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤❷如果一个平面内的两条相交直线分别平行于另一个平面的两条直线,那么这两个平面互相平行.符号表示:a ⊂α,b ⊂α,a ∩b =O ,a ′⊂β,b ′⊂β,a ∥a ′,b ∥b ′⇒α∥β. 二、常用结论平面与平面平行的三个性质(1)两个平面平行,其中一个平面内的任意一条直线平行于另一个平面. (2)夹在两个平行平面间的平行线段长度相等.(3)两条直线被三个平行平面所截,截得的对应线段成比例.考点一 直线与平面平行的判定与性质考法(一) 直线与平面平行的判定[典例] 如图,在直三棱柱ABC A 1B 1C 1中,点M ,N 分别为线段A 1B ,AC 1的中点.求证:MN ∥平面BB 1C 1C .[证明] 如图,连接A 1C .在直三棱柱ABC A 1B 1C 1中,侧面AA 1C 1C 为平行四边形.又因为N 为线段AC 1的中点,所以A 1C 与AC 1相交于点N ,即A 1C 经过点N ,且N 为线段A 1C 的中点.因为M 为线段A 1B 的中点,所以MN ∥BC . 又因为MN ⊄平面BB 1C 1C ,BC ⊂平面BB 1C 1C , 所以MN ∥平面BB 1C 1C .考法(二)线面平行性质定理的应用[典例](2018·豫东名校联考)如图,在四棱柱ABCDA1B1C1D1中,E为线段AD上的任意一点(不包括A,D两点),平面CEC1与平面BB1D交于FG.求证:FG∥平面AA1B1B.[证明]在四棱柱ABCDA1B1C1D1中,BB1∥CC1,BB1⊂平面BB1D,CC1⊄平面BB1D,所以CC1∥平面BB1D.又CC1⊂平面CEC1,平面CEC1与平面BB1D交于FG,所以CC1∥FG.因为BB1∥CC1,所以BB1∥FG.因为BB1⊂平面AA1B1B,FG⊄平面AA1B1B,所以FG∥平面AA1B1B.[题组训练]1.(2018·浙江高考)已知平面α,直线m,n满足m⊄α,n⊂α,则“m∥n”是“m∥α”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件解析:选A∵若m⊄α,n⊂α,且m∥n,由线面平行的判定定理知m∥α,但若m⊄α,n⊂α,且m∥α,则m与n有可能异面,∴“m∥n”是“m∥α”的充分不必要条件.2.如图,在四棱锥PABCD中,AB∥CD,AB=2,CD=3,M为PC上一点,且PM =2MC.求证:BM ∥平面P AD .证明:法一:如图,过点M 作MN ∥CD 交PD 于点N ,连接AN . ∵PM =2MC ,∴MN =23CD .又AB =23CD ,且AB ∥CD ,∴AB 綊MN ,∴四边形ABMN 为平行四边形, ∴BM ∥AN .又BM ⊄平面P AD ,AN ⊂平面P AD , ∴BM ∥平面P AD .法二:如图,过点M 作MN ∥PD 交CD 于点N ,连接BN . ∵PM =2MC ,∴DN =2NC , 又AB ∥CD ,AB =23CD ,∴AB 綊DN ,∴四边形ABND 为平行四边形, ∴BN ∥AD .∵BN ⊂平面MBN ,MN ⊂平面MBN ,BN ∩MN =N , AD ⊂平面P AD ,PD ⊂平面P AD ,AD ∩PD =D , ∴平面MBN ∥平面P AD .∵BM ⊂平面MBN ,∴BM ∥平面P AD .3.如图所示,四边形ABCD 是平行四边形,点P 是平面ABCD 外一点,M 是PC 的中点,在DM 上取一点G ,过G 和P A 作平面P AHG 交平面BMD 于GH .求证:P A ∥GH .证明:如图所示,连接AC 交BD 于点O ,连接MO , ∵四边形ABCD 是平行四边形, ∴O 是AC 的中点,又M 是PC 的中点,∴P A ∥MO . 又MO ⊂平面BMD ,P A ⊄平面BMD , ∴P A ∥平面BMD .∵平面P AHG ∩平面BMD =GH , P A ⊂平面P AHG , ∴P A ∥GH .考点二平面与平面平行的判定与性质[典例]如图,在三棱柱ABCA1B1C1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EF A1∥平面BCHG.[证明](1)∵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分别为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EF A1∥平面BCHG.[变透练清]1.(变结论)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,AC1,设交点为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.∵DM⊄平面A1BD1,A1B⊂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⊂平面AC1D,DM⊂平面AC1D,∴平面A1BD1∥平面AC1D.2.如图,四边形ABCD与四边形ADEF为平行四边形,M,N,G分别是AB,AD,EF的中点,求证:(1)BE∥平面DMF;(2)平面BDE∥平面MNG.证明:(1)如图,连接AE,设DF与GN的交点为O,则AE必过DF与GN的交点O.连接MO,则MO为△ABE的中位线,所以BE∥MO.又BE⊄平面DMF,MO⊂平面DMF,所以BE∥平面DMF.(2)因为N,G分别为平行四边形ADEF的边AD,EF的中点,所以DE∥GN.又DE⊄平面MNG,GN⊂平面MNG,所以DE∥平面MNG.又M为AB中点,所以MN为△ABD的中位线,所以BD∥MN.又BD⊄平面MNG,MN⊂平面MNG,所以BD ∥平面MNG .又DE ⊂平面BDE ,BD ⊂平面BDE ,DE ∩BD =D , 所以平面BDE ∥平面MNG .[课时跟踪检测]A 级1.已知直线a 与直线b 平行,直线a 与平面α平行,则直线b 与α的关系为( ) A .平行 B .相交C .直线b 在平面α内D .平行或直线b 在平面α内解析:选D 依题意,直线a 必与平面α内的某直线平行,又a ∥b ,因此直线b 与平面α的位置关系是平行或直线b 在平面α内.2.若平面α∥平面β,直线a ∥平面α,点B ∈β,则在平面β内且过B 点的所有直线中( )A .不一定存在与a 平行的直线B .只有两条与a 平行的直线C .存在无数条与a 平行的直线D .存在唯一与a 平行的直线解析:选A 当直线a 在平面β内且过B 点时,不存在与a 平行的直线,故选A. 3.在空间四边形ABCD 中,E ,F 分别是AB 和BC 上的点,若AE ∶EB =CF ∶FB =1∶2,则对角线AC 和平面DEF 的位置关系是( )A .平行B .相交C .在平面内D .不能确定解析:选A 如图,由AE EB =CFFB 得AC ∥EF .又因为EF ⊂平面DEF ,AC ⊄平面DEF , 所以AC ∥平面DEF .4.(2019·重庆六校联考)设a ,b 是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则α∥β的一个充分条件是( )A .存在一条直线a ,a ∥α,a ∥βB .存在一条直线a ,a ⊂α,a ∥βC .存在两条平行直线a ,b ,a ⊂α,b ⊂β,a ∥β,b ∥αD .存在两条异面直线a ,b ,a ⊂α,b ⊂β,a ∥β,b ∥α解析:选D 对于选项A ,若存在一条直线a ,a ∥α,a ∥β,则α∥β或α与β相交,若α∥β,则存在一条直线a ,使得a ∥α,a ∥β,所以选项A 的内容是α∥β的一个必要条件;同理,选项B 、C 的内容也是α∥β的一个必要条件而不是充分条件;对于选项D ,可以通过平移把两条异面直线平移到一个平面中,成为相交直线,则有α∥β,所以选项D 的内容是α∥β的一个充分条件.故选D.5.如图,透明塑料制成的长方体容器ABCD A 1B 1C 1D 1内灌进一些水,固定容器底面一边BC 于地面上,再将容器倾斜,随着倾斜度的不同,有下面四个命题:①没有水的部分始终呈棱柱形;②水面EFGH 所在四边形的面积为定值; ③棱A 1D 1始终与水面所在平面平行; ④当容器倾斜如图所示时,BE ·BF 是定值. 其中正确命题的个数是( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选C 由题图,显然①是正确的,②是错误的; 对于③,∵A 1D 1∥BC ,BC ∥FG ,∴A 1D 1∥FG 且A 1D 1⊄平面EFGH ,FG ⊂平面EFGH , ∴A 1D 1∥平面EFGH (水面). ∴③是正确的;对于④,∵水是定量的(定体积V ), ∴S △BEF ·BC =V ,即12BE ·BF ·BC =V .∴BE ·BF =2VBC(定值),即④是正确的,故选C.6.如图,平面α∥平面β,△P AB 所在的平面与α,β分别交于CD ,AB ,若PC =2,CA =3,CD =1,则AB =________.解析:∵平面α∥平面β,∴CD ∥AB , 则PC P A =CDAB ,∴AB =P A ×CD PC =5×12=52. 答案:527.设α,β,γ是三个平面,a ,b 是两条不同直线,有下列三个条件: ①a ∥γ,b ⊂β;②a ∥γ,b ∥β;③b ∥β,a ⊂γ.如果命题“α∩β=a ,b ⊂γ,且________,则a ∥b ”为真命题,则可以在横线处填入的条件是________(填序号).解析:由面面平行的性质定理可知,①正确;当b ∥β,a ⊂γ时,a 和b 在同一平面内,且没有公共点,所以平行,③正确.故应填入的条件为①或③.答案:①或③8.在三棱锥P ABC 中,PB =6,AC =3,G 为△P AC 的重心,过点G 作三棱锥的一个截面,使截面平行于PB 和AC ,则截面的周长为________.解析:如图,过点G 作EF ∥AC ,分别交P A ,PC 于点E ,F ,过点E 作EN ∥PB 交AB 于点N ,过点F 作FM ∥PB 交BC 于点M ,连接MN ,则四边形EFMN 是平行四边形(平面EFMN 为所求截面),且EF =MN =23AC =2,FM =EN =13PB =2,所以截面的周长为2×4=8.答案:89.如图,E ,F ,G ,H 分别是正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的棱BC ,CC 1,C 1D 1,AA 1的中点.求证:(1)EG ∥平面BB 1D 1D ; (2)平面BDF ∥平面B 1D 1H .证明:(1)如图,取B 1D 1的中点O ,连接GO ,OB , 因为OG 綊12B 1C 1,BE 綊12B 1C 1,所以BE 綊OG ,所以四边形BEGO 为平行四边形, 故OB ∥EG ,因为OB ⊂平面BB 1D 1D , EG ⊄平面BB 1D 1D , 所以EG ∥平面BB 1D 1D . (2)由题意可知BD ∥B 1D 1.连接HB ,D 1F ,因为BH 綊D 1F , 所以四边形HBFD 1是平行四边形, 故HD 1∥BF .又B 1D 1∩HD 1=D 1,BD ∩BF =B , 所以平面BDF ∥平面B 1D 1H .10.(2019·南昌摸底调研)如图,在四棱锥P ABCD 中,∠ABC = ∠ACD =90°,∠BAC =∠CAD =60°,P A ⊥平面ABCD ,P A =2,AB =1.设M ,N 分别为PD ,AD 的中点.(1)求证:平面CMN ∥平面P AB ; (2)求三棱锥P ABM 的体积.解:(1)证明:∵M ,N 分别为PD ,AD 的中点, ∴MN ∥P A ,又MN ⊄平面P AB ,P A ⊂平面P AB , ∴MN ∥平面P AB .在Rt △ACD 中,∠CAD =60°,CN =AN , ∴∠ACN =60°.又∠BAC =60°,∴CN ∥AB . ∵CN ⊄平面P AB ,AB ⊂平面P AB , ∴CN ∥平面P AB . 又CN ∩MN =N , ∴平面CMN ∥平面P AB .(2)由(1)知,平面CMN ∥平面P AB ,∴点M 到平面P AB 的距离等于点C 到平面P AB 的距离. ∵AB =1,∠ABC =90°,∠BAC =60°,∴BC =3,∴三棱锥P ABM 的体积V =V M P AB =V C P AB =V P ABC =13×12×1×3×2=33.B 级1.如图,四棱锥P ABCD 中,P A ⊥底面ABCD ,AD ∥BC ,AB =AD =AC =3,P A =BC =4,M 为线段AD 上一点,AM =2MD ,N 为PC 的中点.(1)求证:MN ∥平面P AB ; (2)求四面体N BCM 的体积. 解:(1)证明:由已知得AM =23AD =2.取BP 的中点T ,连接AT ,TN , 由N 为PC 的中点知TN ∥BC , TN =12BC =2.又AD ∥BC ,故TN 綊AM ,四边形AMNT 为平行四边形,于是MN ∥AT . 因为AT ⊂平面P AB ,MN ⊄平面P AB , 所以MN ∥平面P AB .(2)因为P A ⊥平面ABCD ,N 为PC 的中点,所以N 到平面ABCD 的距离为12P A .取BC 的中点E ,连接AE .由AB =AC =3,得AE ⊥BC ,AE =AB 2-BE 2= 5.由AM ∥BC 得M 到BC 的距离为5,故S △BCM =12×4×5=2 5. 所以四面体N BCM 的体积V N BCM =13×S △BCM ×P A 2=453.2.如图所示,几何体E ABCD 是四棱锥,△ABD 为正三角形,CB =CD ,EC ⊥BD .(1)求证:BE =DE ;(2)若∠BCD =120°,M 为线段AE 的中点,求证:DM ∥平面BEC . 证明:(1)如图所示,取BD 的中点O ,连接OC ,OE .∵CB =CD ,∴CO ⊥BD .又∵EC ⊥BD ,EC ∩CO =C ,∴BD ⊥平面OEC ,∴BD ⊥EO .又∵O 为BD 中点.∴OE 为BD 的中垂线,∴BE =DE .(2)取BA 的中点N ,连接DN ,MN .∵M 为AE 的中点,∴MN ∥BE .∵△ABD 为等边三角形,N 为AB 的中点,∴DN ⊥AB .∵∠DCB =120°,DC =BC ,∴∠OBC =30°,∴∠CBN =90°,即BC ⊥AB ,∴DN ∥BC .∵DN ∩MN =N ,BC ∩BE =B ,∴平面MND ∥平面BEC .又∵DM ⊂平面MND ,∴DM ∥平面BEC .。
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3.如图,在正方体 ABCD-A1B1C1D1 中,E 为 DD1 的中点, 则 BD1 与平面 AEC 的位置关系为________.
答案:平行
研透高考·深化提能
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[全析考法]
考法一 线面平行的判定
[例 1] 如图,空间几何体 ABCDFE 中,
四边形 ADFE 是梯形,且 EF∥AD,P,Q 分
∵四边形 ABCD 是平行四边形,
∴O 是 AC 的中点,
又 M 是 PC 的中点,∴AP∥MO.
又 MO⊂平面 BMD,AP⊄平面 BMD,∴AP∥平面 BMD.
∵平面 PAHG∩平面 BMD=GH,
且 AP⊂平面 PAHG,∴AP∥GH.
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[方法技巧]
线面平行问题的解题关键 (1)证明直线与平面平行的关键是设法在平面内找到一条 与已知直线平行的直线,解题的思路是利用几何体的特征,合 理利用中位线定理、线面平行的性质,或者构造平行四边形、 寻找比例式证明两直线平行. (2)应用线面平行性质定理的关键是确定交线的位置,有时 需要经过已知直线作辅助平面来确定交线.
∵MN⊄平面 PAB,PA⊂平面 PAB,∴MN∥平面 PAB.
在 Rt△ACD 中,∠CAD=60°,CN=AN,∴∠ACN=60°.
又∠BAC=60°,∴CN∥AB.
∵CN⊄平面 PAB,AB⊂平面 PAB,∴CN∥平面 PAB.
又 CN∩MN=N,∴平面 CMN∥平面 PAB.
(2)由(1)知,平面 CMN∥平面 PAB,
质 则过这条直线的任一平面与 定 此平面的 交线与该直线平行
l∥α,l⊂β, α∩β=b⇒l∥b
理 (线面平行⇒线线平行)
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[基本能力]
一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)
(1)若一条直线和平面内一条直线平行,那么这条直线和这个平
面平行.
()
(2)若直线 a∥平面 α,P∈α,则过点 P 且平行于直线 a 的直线
有无数条.
()
(3)空间四边形 ABCD 中,E,F 分别是 AB,AD 的中点,则
EF∥平面 BCD.
()
答案:(1)× (2)× (3)√
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二、填空题 1.若两条直线都与一个平面平行,则这两条直线的位置关
系是________________. 答案:平行、相交或异面 2.若直线 a∩直线 b=A,a∥平面 α,则 b 与 α 的位置关 系是____________________. 解析:因为 a∥α,∴a 与平面 α 没有公共点,若 b⊂α, 则 A∈α,又 A∈a,此种情况不可能.∴b∥α 或 b 与 α 相交. 答案:b∥α 或 b 与 α 相交
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突破点二 平面与平面平行的判定与性质
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抓牢双基·自学回扣
[基本知识]
平面与平面平行的判定定理和性质定理
文字语言
图形语言
符号语言
一个平面内的两条 相交 判定平面平行
(线面平行⇒面面平行)
a∥β,b∥β,a∩b =P,a⊂α,b⊂α ⇒α∥β
∴FM∥平面 ABE,
在矩形 ACC1A1 中,E,M 都是中点,
∴C1M∥AE,而 C1M⊄平面 ABE,AE⊂平面 ABE, ∴C1M∥平面 ABE,∵C1M∩FM=M, ∴平面 ABE∥平面 FMC1,又 C1F⊂平面 FMC1, 故 C1F∥平面 ABE.
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2.[考法二]如图,在直四棱柱 ABCD-A1B1C1D1 中,E 为线段 AD 上的任意一点(不包括 A,
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法二:如图,连接 EQ 并延长, 与 AD 的延长线交于点 H,连接 BH.
因为 EF∥DH,所以∠EFQ = ∠HDQ ,
又 FQ =Q D,∠EQ F=∠DQ H, 所以△EFQ ≌△HDQ ,所以 EQ =Q H. 在△BEH 中,BP=PE,EQ =Q H,所以 PQ ∥BH. 又 PQ ⊄平面 ABCD,BH⊂平面 ABCD, 所以 PQ ∥平面 ABCD.
面平行.
()
(3)如果两个平面平行,那么分别在这两个平面内的两条直线平
行或异面.
()
(4)若两个平面平行,则一个平面内的直线与另一个平面平行.
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√
()
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二、填空题 1.设 α,β,γ 为三个不同的平面,a,b 为直线,给出下列条件:
①a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α;②α∥γ,β∥γ;③α⊥γ,β⊥γ. 其中能推出 α∥β 的条件是________.(填上所有正确的序号) 答案:②
平面 DCE,所以 AB∥平面 DCE,
因为 AB∩AF=A,AB⊂平面 ABF,AF⊂平面 ABF,所
以平面 ABF∥平面 DCE.
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法二:利用两个平面内的两条相交直线分别平行证明 因为 DE⊥平面 ABCD,AF⊥平面 ABCD, 所以 DE∥AF, 因为四边形 ABCD 为正方形,所以 AB∥CD. 又 AF∩AB=A,DE∩DC=D, 所以平面 ABF∥平面 DCE. 法三:利用垂直于同一条直线的两个平面平行证明 因为 DE⊥平面 ABCD, 所以 DE⊥AD,在正方形 ABCD 中,AD⊥DC, 又 DE∩DC=D,所以 AD⊥平面 DEC. 同理 AD⊥平面 ABF. 所以平面 ABF∥平面 DCE.
如果两个平行平面同时 性质
和第三个平面 相交 ,那 定理 么它们的 交线 平行
α∥β,α∩γ=a, β∩γ=b⇒a∥b
[基本能力]
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一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)
(1)如果一个平面内的两条直线平行于另一个平面,那么这两个
平面平行.
()
(2)若一个平面内有无数条直线与另一个平面平行,则这两个平
[集训冲关]
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1.[考法一]在直三棱柱 ABC-A1B1C1 中,
AC=4,CB=2,AA1=2,∠ACB=60°,
E,F 分别是 A1C1,BC 的中点.证明:
C1F∥平面 ABE. 证明:取 AC 的中点 M,连接 C1M,
FM,在△ABC 中,FM∥AB,
而 FM⊄平面 ABE,AB⊂平面 ABE,
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2.已知平面 α∥β,直线 a⊂α,有下列命题: ①a 与 β 内的所有直线平行; ②a 与 β 内无数条直线平行; ③a 与 β 内的任意一条直线都不垂直. 其中真命题的序号是________. 解析:由面面平行和线面平行的性质可知,过 a 与 β 相 交的平面与 β 的交线才与 a 平行,故①错误;②正确; 平面 β 内的直线与直线 a 平行,异面均可,其中包括异 面垂直,故③错误. 答案:②
⊥平面 ABCD,AF⊥平面 ABCD,DE=3AF=3.
证明:平面 ABF∥平面 DCE. [证明] 法一:应用面面平行的判定定理证明
因为 DE⊥平面 ABCD,AF⊥平面 ABCD,
所以 DE∥AF,因为 AF⊄平面 DCE,DE⊂平面 DCE,
所以 AF∥平面 DCE,
因为四边形 ABCD 是正方形,所以 AB∥CD,因为 AB⊄
别为棱 BE,DF 的中点.求证:PQ ∥平面 ABCD.
[证明] 法一:如图,取 AE 的中
点 G,连接 PG,Q G. 在△ABE 中,PB=PE,AG=GE,
所以 PG∥BA,又 PG⊄平面 ABCD,BA ⊂平面 ABCD,
所以 PG∥平面 ABCD.
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在梯形 ADFE 中,DQ =Q F,AG=GE,所以 GQ ∥AD, 又 GQ ⊄平面 ABCD,AD⊂平面 ABCD, 所以 GQ ∥平面 ABCD. 因为 PG∩GQ =G,PG⊂平面 PQ G,GQ ⊂平面 PQ G, 所以平面 PQ G∥平面 ABCD. 又 PQ ⊂平面 PQ G,所以 PQ ∥平面 ABCD.
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3.如图,α∥β,△PAB 所在的平面与 α, β 分别交于 CD,AB,若 PC=2,CA=3, CD=1,则 AB=________.
解析:∵α∥β,∴CD∥AB,则PPAC=CADB, ∴AB=PAP×CCD=5×2 1=52. 答案:52
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[典例] 如图,ABCD 是边长为 3 的正方形,DE
第三节 直线、平面平行的 判定与性质
[考纲要求]
1.能以立体几何中的定义、公理和定理为出发点,认识和理解 空间中线面平行的有关性质与判定定理.
2.能运用公理、定理和已获得的结论证明一些空间图形中平行 关系的简单命题.
Contents
1 突破点一 直线与平面平行的判定与性质 2 突破点二 平面与平面平行的判定与性质 3 课时跟踪检测
考法二 线面平行性质定理的应用
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[例 2] 如图所示,四边形 ABCD 是
平行四边形,点 P 是平面 ABCD 外一点,
M 是 PC 的中点,在 DM 上取一点 G,过
G 和 AP 作平面交平面 BDM 于 GH.
求证:AP∥GH. [证明] 如图所示,连接 AC 交 BD 于
点 O,连接 MO,
(2)∵FA⊥平面 ABCD,∴FA⊥AB.
又 AB⊥AD,且 FA∩AD=A,
∴AB⊥平面 ADEF,即 CN⊥平面 ADEF.
连接 AC,则多面体 ABCDEF 的体积 VABCDEF=VF-ABC+
VC-ADEF=13×12×2×1×2+13×12×(1+2)×2×2=83.
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“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测” (四十二) (单击进入电子文档)
D 两点),平面 CEC1 与平面 BB1D 交于 FG. 证明:FG∥平面 AA1B1B. 证明:在四棱柱 ABCD-A1B1C1D1 中,BB1∥CC1,BB1⊂平面 BB1D,CC1⊄平面 BB1D,所以 CC1∥平面 BB1D. 又 CC1⊂平面 CEC1,平面 CEC1 与平面 BB1D 交于 FG, 所以 CC1∥FG. 因为 BB1∥CC1,所以 BB1∥FG. 而 BB1⊂平面 AA1B1B,FG⊄平面 AA1B1B, 所以 FG∥平面 AA1B1B.