立体几何平行证明问题讲义教师
用空间向量证(解)立体几何题之——证明线面平行ppt 人教课标版
( 1 , 1 , 1 ) 同理可得平面 CB1D 1的法向量为m
例4.在正方体ABCDA1B1C1D1中，E、F、 G、H分别是A1B1、 B1C1、C1D1、D1A1的 中点. 求证： 平面AEH∥平面BDGF
例3.在正方体ABCDA1B1C1D1中，求证： A 1 平面A1BD∥平面CB1D1
平行四边形A1BCD1 A1B∥D1C 平行四边形DBB1D1 B1D1∥BD
D1
B1
C1
D A B
C
于是平面A1BD∥平面CB1D1
证明：建立如图所示的 空间直角坐标系o-xyz 设正方形边长为1， A1 ( 1 ,0 , 1 ) 则向量 DA 1
C N B
再见
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46．凡事不要说＂我不会＂或＂不可能＂，因为你根本还没有去做！ 47．成功不是靠梦想和希望，而是靠努力和实践． 48．只有在天空最暗的时候，才可以看到天上的星星． 49．上帝说：你要什么便取什么，但是要付出相当的代价． 50．现在站在什么地方不重要，重要的是你往什么方向移动。 51．宁可辛苦一阵子，不要苦一辈子． 52．为成功找方法，不为失败找借口． 53．不断反思自己的弱点，是让自己获得更好成功的优良习惯。 54．垃圾桶哲学：别人不要做的事，我拣来做！ 55．不一定要做最大的，但要做最好的． 56．死的方式由上帝决定，活的方式由自己决定！ 57．成功是动词，不是名词！ 28、年轻是我们拼搏的筹码，不是供我们挥霍的资本。 59、世界上最不能等待的事情就是孝敬父母。 60、身体发肤，受之父母，不敢毁伤，孝之始也； 立身行道，扬名於后世，以显父母，孝之终也。——《孝经》 61、不积跬步，无以致千里；不积小流，无以成江海。——荀子《劝学篇》 62、孩子：请高看自己一眼，你是最棒的！ 63、路虽远行则将至，事虽难做则必成！ 64、活鱼会逆水而上，死鱼才会随波逐流。 65、怕苦的人苦一辈子，不怕苦的人苦一阵子。 66、有价值的人不是看你能摆平多少人，而是看你能帮助多少人。 67、不可能的事是想出来的，可能的事是做出来的。 68、找不到路不是没有路，路在脚下。 69、幸福源自积德，福报来自行善。 70、盲目的恋爱以微笑开始，以泪滴告终。 71、真正值钱的是分文不用的甜甜的微笑。 72、前面是堵墙，用微笑面对，就变成一座桥。 73、自尊，伟大的人格力量；自爱，维护名誉的金盾。 74、今天学习不努力，明天努力找工作。 75、懂得回报爱，是迈向成熟的第一步。 76、读懂责任，读懂使命，读懂感恩方为懂事。 77、不要只会吃奶，要学会吃干粮，尤其是粗茶淡饭。 78、技艺创造价值，本领改变命运。 79、凭本领潇洒就业，靠技艺稳拿高薪。 80、为寻找出路走进校门，为创造生活奔向社会。 81、我不是来龙飞享福的，但，我是为幸福而来龙飞的！ 82、校兴我荣，校衰我耻。 83、今天我以学校为荣，明天学校以我为荣。 84、不想当老板的学生不是好学生。 85、志存高远虽励志，脚踏实地才是金。 86、时刻牢记父母的血汗钱来自不易，永远不忘父母的养育之恩需要报答。 87、讲孝道读经典培养好人，传知识授技艺打造能人。 88、知技并重，德行为先。 89、生活的理想，就是为了理想的生活。 —— 张闻天 90、贫不足羞，可羞是贫而无志。 —— 吕坤
高中数学第三章空间向量与立体几何3.2立体几何中的向量方法3.2.2利用向量解决平行、垂直问题讲义
3.2.2 利用向量解决平行、垂直问题1．用向量方法证明空间中的平行关系(1)证明线线平行设直线l，m的方向向量分别是a＝(a1，b1，c1)，b＝(a2，b2，c2)，则l∥m⇔□01a∥b⇔□02 a＝λb⇔□03a1＝λa2，b1＝λb2，c1＝λc2(λ∈R)．(2)证明线面平行设直线l的方向向量为a＝(a1，b1，c1)，平面α的法向量为u＝(a2，b2，c2)，则l∥α⇔□04a⊥u⇔□05a·u＝0⇔□06a1a2＋b1b2＋c1c2＝0.(3)证明面面平行①设平面α，β的法向量分别为u＝(a1，b1，c1)，v＝(a2，b2，c2)，则α∥β⇔□07u∥v⇔u＝λv⇔□08a1＝λa2，b1＝λb2，c1＝λc2(λ∈R)．②由面面平行的判定定理，要证明面面平行，只要转化为相应的线面平行、线线平行即可．2．用向量方法证明空间中的垂直关系(1)证明线线垂直设直线l1的方向向量u1＝(a1，b1，c1)，直线l2的方向向量u2＝(a2，b2，c2)，则l1⊥l2⇔□09u1⊥u2⇔□10u1·u2＝0⇔□11a1a2＋b1b2＋c1c2＝0.(2)证明线面垂直设直线l的方向向量是u＝(a1，b1，c1)，平面α的法向量v＝(a2，b2，c2)，则l⊥α⇔□12 u∥v⇔□13u＝λv(λ∈R)⇔□14a1＝λa2，b1＝λb2，c1＝λc2(λ∈R)．(3)证明面面垂直若平面α的法向量u＝(a1，b1，c1)，平面β的法向量v＝(a2，b2，c2)，则α⊥β⇔□15u ⊥v⇔□16u·v＝0⇔□17a1a2＋b1b2＋c1c2＝0.1．判一判(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)若两直线方向向量的数量积为0，则这两条直线一定垂直相交．( )(2)若一直线与平面垂直，则该直线的方向向量与平面内的所有直线的方向向量的数量积为0.( )(3)两个平面垂直，则其中一平面内的直线的方向向量与另一平面内的直线的方向向量垂直．( )答案 (1)× (2)√ (3)×2．做一做(请把正确的答案写在横线上)(1)若直线l 1的方向向量为u 1＝(1,3,2)，直线l 2上有两点A (1,0,1)，B (2，－1,2)，则两直线的位置关系是________．(2)若直线l 的方向向量为a ＝(1,0,2)，平面α的法向量为n ＝(－2,0，－4)，则直线l 与平面α的位置关系为________．(3)已知两平面α，β的法向量分别为u 1＝(1,0,1)，u 2＝(0,2,0)，则平面α，β的位置关系为________．(4)若平面α，β的法向量分别为(－1,2,4)，(x ，－1，－2)，并且α⊥β，则x 的值为________．答案 (1)垂直 (2)垂直 (3)垂直 (4)－10探究1 利用空间向量解决平行问题例1 已知正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的棱长为2，E ，F 分别是BB 1，DD 1的中点，求证： (1)FC 1∥平面ADE ； (2)平面ADE ∥平面B 1C 1F .[证明] (1)如图所示，建立空间直角坐标系Dxyz ，则有D (0,0,0)，A (2,0,0)，C 1(0,2,2)，E (2,2,1)，F (0，0,1)，B 1(2,2,2)， 所以FC 1→＝(0,2,1)，DA →＝(2,0,0)，AE →＝(0,2,1)．设n 1＝(x 1，y 1，z 1)是平面ADE 的法向量，则n 1⊥DA →，n 1⊥AE →， 即⎩⎪⎨⎪⎧n 1·DA →＝2x 1＝0，n 1·AE →＝2y 1＋z 1＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧x 1＝0，z 1＝－2y 1，令z 1＝2，则y 1＝－1，所以n 1＝(0，－1,2)． 因为FC 1→·n 1＝－2＋2＝0，所以FC 1→⊥n 1.又因为FC 1⊄平面ADE ，所以FC 1∥平面ADE . (2)因为C 1B 1→＝(2,0,0)，设n 2＝(x 2，y 2，z 2)是平面B 1C 1F 的一个法向量． 由n 2⊥FC 1→，n 2⊥C 1B 1→，得 ⎩⎪⎨⎪⎧n 2·FC 1→＝2y 2＋z 2＝0，n 2·C 1B 1→＝2x 2＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧x 2＝0，z 2＝－2y 2.令z 2＝2，得y 2＝－1，所以n 2＝(0，－1,2)， 因为n 1＝n 2，所以平面ADE ∥平面B 1C 1F . 拓展提升利用向量法证明平行问题的两种途径(1)利用三角形法则和平面向量基本定理实现向量间的相互转化，得到向量的共线关系； (2)通过建立空间直角坐标系，借助直线的方向向量和平面的法向量进行平行关系的证明．【跟踪训练1】 在长方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，AB ＝4，AD ＝3，AA 1＝2，P ，Q ，R ，S 分别是AA 1，D 1C 1，AB ，CC 1的中点．求证：PQ ∥RS .证明 证法一：以D 为原点，DA ，DC ，DD 1所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系Dxyz .则P (3,0,1)，Q (0,2,2)，R (3,2,0)，S (0,4,1)， PQ →＝(－3,2,1)，RS →＝(－3,2,1)，∴PQ →＝RS →，∴PQ →∥RS →，即PQ ∥RS . 证法二：RS →＝RC →＋CS →＝12DC →－DA →＋12DD 1→，PQ →＝PA 1→＋A 1Q →＝12DD 1→＋12DC →－DA →，∴RS →＝PQ →，∴RS →∥PQ →，即RS ∥PQ . 探究2 利用空间向量解决垂直问题例2 如图，在四棱锥E －ABCD 中，AB ⊥平面BCE ，CD ⊥平面BCE ，AB ＝BC ＝CE ＝2CD ＝2，∠BCE ＝120°.求证：平面ADE ⊥平面ABE .[证明] 取BE 的中点O ，连接OC ，则OC ⊥EB ， 又AB ⊥平面BCE .∴以O 为原点建立空间直角坐标系Oxyz .如图所示．则由已知条件有C (1，0,0)，B (0，3，0)，E (0，－3，0)，D (1,0,1)，A (0，3，2)． 设平面ADE 的法向量为n ＝(a ，b ，c )，则n ·EA →＝(a ，b ，c )·(0,23，2)＝23b ＋2c ＝0，n ·DA →＝(a ，b ，c )·(－1，3，1)＝－a ＋3b ＋c ＝0.令b ＝1，则a ＝0，c ＝－3， ∴n ＝(0,1，－3)．∵AB ⊥平面BCE ，∴AB ⊥OC ，又OC ⊥EB ，且EB ∩AB ＝B ，∴OC ⊥平面ABE ， ∴平面ABE 的法向量可取为m ＝(1,0,0)． ∵n ·m ＝(0,1，－3)·(1,0,0)＝0， ∴n ⊥m ，∴平面ADE ⊥平面ABE . 拓展提升利用向量法证明几何中的垂直问题的两条途径(1)利用三角形法则和平面向量基本定理实现向量间的相互转化，得到向量的垂直关系． (2)通过建立空间直角坐标系，借助直线的方向向量和平面的法向量进行证明．证明线面垂直时，只需直线的方向向量与平面的法向量平行或直线的方向向量与平面内两相交的直线的方向向量垂直．在判定两个平面垂直时，只需求出这两个平面的法向量，再看它们的数量积是否为0.【跟踪训练2】 如右图所示，在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，E ，F 分别是BB 1，D 1B 1的中点．求证：EF ⊥平面B 1AC .证明 证法一：设AB →＝a ，AD →＝c ，AA 1→＝b ，则EF →＝EB 1→＋B 1F →＝12(BB 1→＋B 1D 1→)＝12(AA 1→＋BD →)＝12(AA 1→＋AD →－AB →)＝12(－a ＋b ＋c )，∵AB 1→＝AB →＋AA 1→＝a ＋b .∴EF →·AB 1→＝12(－a ＋b ＋c )·(a ＋b )＝12(b 2－a 2＋c ·a ＋c ·b ) ＝12(|b |2－|a |2＋0＋0)＝0. ∴EF →⊥AB 1→，即EF ⊥AB 1，同理，EF ⊥B 1C . 又AB 1∩B 1C ＝B 1， ∴EF ⊥平面B 1AC .证法二：设正方体的棱长为2，以DA ，DC ，DD 1所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴建立如图所示的直角坐标系，则A (2,0,0)，C (0,2,0)，B 1(2,2,2)，E (2,2,1)，F (1,1,2)．∴EF →＝(1,1,2)－(2,2,1) ＝(－1，－1,1)．AB 1→＝(2,2,2)－(2,0,0)＝(0,2,2)，AC →＝(0,2,0)－(2,0,0)＝(－2,2,0)，∴EF →·AB 1→＝(－1，－1,1)·(0,2,2)＝(－1)×0＋(－1)×2＋1×2＝0.EF →·AC →＝(－1，－1,1)·(－2,2,0)＝2－2＋0＝0， ∴EF →⊥AB 1→，EF →⊥AC →， ∴EF ⊥AB 1，EF ⊥AC . 又AB 1∩AC ＝A ， ∴EF ⊥平面B 1AC .证法三：同法二得AB 1→＝(0,2,2)，AC →＝(－2,2,0)， EF →＝(－1，－1,1)．设面B 1AC 的法向量n ＝(x ，y ，z )， 则AB →1·n ＝0，AC →·n ＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧2y ＋2z ＝0，－2x ＋2y ＝0，取x ＝1，则y ＝1，z ＝－1，∴n ＝(1,1，－1)，∴EF →＝－n ，∴EF →∥n ，∴EF ⊥平面B 1AC . 探究3 与平行、垂直有关的探索性问题例3 如图，在三棱锥P －ABC 中，AB ＝AC ，D 为BC 的中点，PO ⊥平面ABC ，垂足O 落在线段AD 上，已知BC ＝8，PO ＝4，AO ＝3，OD ＝2.(1)证明：AP ⊥BC ；(2)在线段AP 上是否存在点M ，使得平面AMC ⊥平面BMC ？若存在，求出AM 的长；若不存在，请说明理由．[解] (1)证明：如图，以O 为原点，以射线OD 为y 轴的正半轴，射线OP 为z 轴的正半轴，建立空间直角坐标系Oxyz .则O (0,0,0)，A (0，－3,0)，B (4,2,0)，C (－4,2,0)，P (0,0,4)， AP →＝(0,3,4)，BC →＝(－8,0,0)，由此可得AP →·BC →＝0，所以AP →⊥BC →，即AP ⊥BC .(2)假设存在满足题意的M ，设PM →＝λPA →，λ≠1，则PM →＝λ(0，－3，－4)．BM →＝BP →＋PM →＝BP →＋λPA →＝(－4，－2,4)＋λ(0，－3，－4)＝(－4，－2－3λ，4－4λ)，AC →＝(－4,5,0)．设平面BMC 的法向量n 1＝(x 1，y 1，z 1)， 平面APC 的法向量n 2＝(x 2，y 2，z 2)． 由⎩⎪⎨⎪⎧BM →·n 1＝0，BC →·n 1＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧－4x 1－(2＋3λ)y 1＋(4－4λ)z 1＝0，－8x 1＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧x 1＝0，z 1＝2＋3λ4－4λy 1，可取n 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫0，1，2＋3λ4－4λ.由⎩⎪⎨⎪⎧AP →·n 2＝0，AC →·n 2＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧3y 2＋4z 2＝0，－4x 2＋5y 2＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧x 2＝54y 2，z 2＝－34y 2，可取n 2＝(5,4，－3)，由n 1·n 2＝0，得4－3×2＋3λ4－4λ＝0，解得λ＝25，故PM →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫0，－65，－85，AM →＝AP →＋PM →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫0，95，125，所以AM ＝3.综上所述，存在点M 符合题意，AM ＝3. 拓展提升利用向量解决探索性问题的方法对于探索性问题，一般先假设存在，利用空间坐标系，结合已知条件，转化为代数方程是否有解的问题，若有解满足题意则存在，若没有满足题意的解则不存在．【跟踪训练3】 如图，直三棱柱ABC －A 1B 1C 1中，AC ＝3，BC ＝4，AB ＝5，AA 1＝4.(1)求证：BC 1⊥平面AB 1C ；(2)在AB 上是否存在点D ，使得AC 1∥平面CDB 1.解 (1)证明：由已知AC ＝3，BC ＝4，AB ＝5，因而△ABC 是∠ACB 为直角的直角三角形，由三棱柱是直三棱柱，则CC 1⊥平面ABC ，以CA ，CB ，CC 1分别为x ，y ，z 轴建立空间直角坐标系，从而CA →＝(3,0,0)，BC 1→＝(0，－4,4)，则BC 1→·CA →＝(0，－4,4)·(3,0,0)＝0，则BC 1→⊥AC →，所以BC 1⊥AC .又四边形BCC 1B 1为正方形，因而BC 1⊥B 1C .又∵B 1C ∩AC ＝C ，∴BC 1⊥平面AB 1C .(2)假设存在点D (x ，y,0)，使得AC 1∥平面CDB 1，CD →＝(x ，y,0)，CB 1→＝(0,4,4)， 设平面CDB 1的法向量m ＝(a ，b ，c )，则⎩⎪⎨⎪⎧m ·CD →＝0，m ·CB 1→＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧xa ＋yb ＝0，4b ＋4c ＝0.令b ＝－x ，则c ＝x ，a ＝y ，所以m ＝(y ，－x ，x )，而AC 1→＝(－3,0,4)，则AC 1→·m ＝0，得－3y ＋4x ＝0.① 由D 在AB 上，A (3,0,0)，B (0,4,0)得x －3－3＝y4，即得4x ＋3y ＝12，② 联立①②可得x ＝32，y ＝2，∴D ⎝ ⎛⎭⎪⎫32，2，0，即D 为AB 的中点． 综上，在AB 上存在点D ，使得AC 1∥平面CDB 1，点D 为AB 的中点．1.利用向量证明线线平行的两种思路一是建立空间直角坐标系，通过坐标运算，利用向量平行的坐标表示证明；二是用基底思路，通过向量的线性运算，利用共线向量定理证明.2.向量法证明线线垂直的方法用向量法证明空间中两条直线相互垂直，其主要思路是证明两条直线的方向向量相互垂直．具体方法为：(1)坐标法：根据图形的特征，建立适当的空间直角坐标系，准确地写出相关点的坐标，表示出两条直线的方向向量，证明其数量积为0.(2)基向量法：利用向量的加减运算，结合图形，将要证明的两条直线的方向向量用基向量表示出来．利用数量积运算说明两向量的数量积为0.3.向量法证明线面垂直的方法(1)向量基底法，具体步骤如下：①设出基向量，用基向量表示直线的方向向量；②找出平面内两条相交直线的方向向量并分别用基向量表示；③分别计算直线的方向向量与平面内两条相交直线的方向向量的数量积.(2)坐标法，具体方法如下：方法一：①建立空间直角坐标系；②将直线的方向向量用坐标表示；③将平面内任意两条相交直线的方向向量用坐标表示；④分别计算直线的方向向量与平面内两条相交直线的方向向量的数量积.方法二：①建立空间直角坐标系；②将直线的方向向量用坐标表示；③求平面的法向量；④说明平面的法向量与直线的方向向量平行.4.证明面面垂直的两种思路一是证明其中一个平面过另一个平面的垂线，即转化为线面垂直；二是证明两平面的法向量垂直.1．已知线段AB的两端点坐标为A(9，－3,4)，B(9,2,1)，则线段AB与坐标平面( ) A．xOy平行B．xOz平行C．yOz平行D．yOz相交答案 C解析 因为AB →＝(9,2,1)－(9，－3,4)＝(0,5，－3)，所以AB ∥平面yOz .2．若两个不同平面α，β的法向量分别为u ＝(1,2，－1)，v ＝(－3，－6,3)，则( ) A ．α∥β B ．α⊥βC ．α，β相交但不垂直D ．以上均不正确 答案 A解析 ∵v ＝－3u ，∴α∥β.3．已知直线l 与平面α垂直，直线l 的一个方向向量为u ＝(1，－3，z )，向量v ＝(3，－2,1)与平面α平行，则z 等于( )A ．3B ．6C ．－9D ．9 答案 C解析 ∵l ⊥α，v 与平面α平行，∴u ⊥v ，即u ·v ＝0，∴1×3＋3×2＋z ×1＝0，∴z ＝－9.4．在三棱锥P －ABC 中，CP ，CA ，CB 两两垂直，AC ＝CB ＝1，PC ＝2，在如图所示的空间直角坐标系中，下列向量中是平面PAB 的法向量的是( )A.⎝⎛⎭⎪⎫1，1，12 B ．(1，2，1) C ．(1,1,1) D ．(2，－2,1) 答案 A解析 PA →＝(1,0，－2)，AB →＝(－1,1,0)，设平面PAB 的一个法向量为n ＝(x ，y,1)，则x －2＝0，即x ＝2；－x ＋y ＝0，即y ＝x ＝2.所以n ＝(2,2,1)．因为⎝⎛⎭⎪⎫1，1，12＝12n ，所以A正确．5．在棱长为1的正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，M 为棱BB 1的中点，在棱DD 1上是否存在点P ，使MD ⊥平面PAC?解 如图，建立空间直角坐标系，则A (1,0,0)，C (0,1,0)，D (0,0,0)，M ⎝⎛⎭⎪⎫1，1，12.假设存在P (0,0，x )满足条件，则PA →＝(1,0，－x )，AC →＝(－1,1,0)．设平面PAC 的法向量为n ＝(x 1，y 1，z 1)，则由⎩⎪⎨⎪⎧ PA →·n ＝0，AC →·n ＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧ x 1－xz 1＝0，－x 1＋y 1＝0.令x 1＝1得y 1＝1，z 1＝1x ，即n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1，1，1x ， 由题意MD →∥n ，由MD →＝⎝⎛⎭⎪⎫－1，－1，－12，得x ＝2， ∵正方体棱长为1，且2>1，∴棱DD 1上不存在点P ，使MD ⊥平面PAC .。
高考数学一轮复习讲义： 第十三章 立体几何 13.2 平行的判定与性质讲义
§13.2 平行的判定与性质考纲解读考点 内容解读 要求 五年高考统计 常考题型预测热度 2013 2014 2015 2016 2017 1.线面平行的判定与性质 1.线面平行的证明2.线面平行的性质应用B16题 14分16题 14分解答题 ★★★2.面面平行的判定与性质1.面面平行的证明2.面面平行的性质应用B16题14分解答题 ★★★分析解读 空间平行问题是江苏高考的热点内容,主要考查线面平行,偶考面面平行及平行的性质,复习时要抓住解决平行问题常用的基本方法,识别一些基本图形如:锥体、柱体的特征.五年高考考点一 线面平行的判定与性质1.(2015安徽改编,5,5分)已知m,n 是两条不同直线,α,β是两个不同平面,则下列命题正确的是. (1)若α,β垂直于同一平面,则α与β平行; (2)若m,n 平行于同一平面,则m 与n 平行; (3)若α,β,则在α内与β平行的直线; (4)若m,n,则m 与n垂直于同一平面.答案 (4)2.(2014辽宁改编,4,5分)已知m,n 表示两条不同直线,α表示平面.下列说法正确的是.①若m∥α,n∥α,则m∥n; ②若m⊥α,n ⊂α,则m⊥n; ③若m⊥α,m⊥n,则n∥α; ④若m∥α,m⊥n,则n⊥α. 答案 ②3.(2016江苏,16,14分)如图,在直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,D,E 分别为AB,BC 的中点,点F 在侧棱B 1B 上,且B 1D⊥A 1F,A 1C 1⊥A 1B 1.求证:(1)直线DE∥平面A 1C 1F; (2)平面B 1DE⊥平面A 1C 1F.证明 (1)在直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,A 1C 1∥AC. 在△ABC 中,因为D,E 分别为AB,BC 的中点, 所以DE∥AC,于是DE∥A 1C 1.又因为DE ⊄平面A 1C 1F,A 1C 1⊂平面A 1C 1F, 所以直线DE∥平面A 1C 1F.(2)在直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,A 1A⊥平面A 1B 1C 1. 因为A 1C 1⊂平面A 1B 1C 1,所以A 1A⊥A 1C 1.又因为A1C1⊥A1B1,A1A⊂平面ABB1A1,A1B1⊂平面ABB1A1,A1A∩A1B1=A1,所以A1C1⊥平面ABB1A1.因为B1D⊂平面ABB1A1,所以A1C1⊥B1D.又因为B1D⊥A1F,A1C1⊂平面A1C1F,A1F⊂平面A1C1F,A1C1∩A1F=A1,所以B1D⊥平面A1C1F. 因为直线B1D⊂平面B1DE,所以平面B1DE⊥平面A1C1F.4.(2016山东,18,12分)在如图所示的几何体中,D是AC的中点,EF∥DB.(1)已知AB=BC,AE=EC,求证:AC⊥FB;(2)已知G,H分别是EC和FB的中点.求证:GH∥平面ABC.证明(1)因为EF∥DB,所以EF与DB确定平面BDEF.连结DE.因为AE=EC,D为AC的中点,所以DE⊥AC.同理可得BD⊥AC.又BD∩DE=D,所以AC⊥平面BDEF,因为FB⊂平面BDEF,所以AC⊥FB.(2)设FC的中点为I.连结GI,HI.在△CEF中,因为G是CE的中点,所以GI∥EF.又EF∥DB,所以GI∥DB.在△CFB中,因为H是FB的中点,所以HI∥BC.又HI∩GI=I,所以平面GHI∥平面ABC.因为GH⊂平面GHI,所以GH∥平面ABC.5.(2015山东,18,12分)如图,三棱台DEF-ABC中,AB=2DE,G,H分别为AC,BC的中点.(1)求证:BD∥平面FGH;(2)若CF⊥BC,AB⊥BC,求证:平面BCD⊥平面EGH.证明(1)证法一:连结DG,CD,设CD∩GF=M,连结MH.在三棱台DEF-ABC中,AB=2DE,G为AC的中点,可得DF∥GC,DF=GC,所以四边形DFCG为平行四边形.则M为CD的中点,又H为BC的中点,所以H M∥BD,又HM⊂平面FGH,BD⊄平面FGH,所以BD∥平面FGH.证法二:在三棱台DEF-ABC中,由BC=2EF,H为BC的中点,可得BH∥EF,BH=EF,所以四边形HBEF为平行四边形,可得B E∥HF.在△ABC中,G为AC的中点,H为BC的中点,所以GH∥AB.又GH∩HF=H,所以平面FGH∥平面ABED.因为BD⊂平面ABED,所以BD∥平面FGH.(2)连结HE.因为G,H分别为AC,BC的中点,所以GH∥AB.由AB⊥BC,得GH⊥BC.又H为BC的中点,所以EF∥HC,EF=HC,因此四边形EFCH是平行四边形.所以CF∥HE,又CF⊥BC,所以HE⊥BC.又HE,GH⊂平面EGH,HE∩GH=H,所以BC⊥平面EGH.又BC⊂平面BCD,所以平面BCD⊥平面EGH.6.(2014江苏,16,14分)如图,在三棱锥P-ABC中,D,E,F分别为棱PC,AC,AB的中点.已知PA⊥AC,PA=6,BC=8,DF=5.求证:(1)直线PA∥平面DEF;(2)平面BDE⊥平面ABC.证明(1)证明:因为D,E分别为棱PC,AC的中点,所以DE∥PA.又因为PA⊄平面DEF,DE⊂平面DEF,所以直线PA∥平面DEF.(2)因为D,E,F分别为棱PC,AC,AB的中点,PA=6,BC=8,所以DE∥PA,DE=PA=3,EF=BC=4. 又因为DF=5,故DF2=DE2+EF2,所以∠DEF=90°,即DE⊥EF.又PA⊥AC,DE∥PA,所以DE⊥AC.因为AC∩EF=E,AC⊂平面ABC,EF⊂平面ABC,所以DE⊥平面ABC.又DE⊂平面BDE,所以平面BDE⊥平面ABC.7.(2014北京,17,14分)如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱垂直于底面,AB⊥BC,AA1=AC=2,BC=1,E,F分别是A1C1,BC的中点.(1)求证:平面ABE⊥平面B1BCC1;(2)求证:C1F∥平面ABE;(3)求三棱锥E-ABC的体积.解析(1)证明:在三棱柱ABC-A1B1C1中,BB1⊥底面ABC.所以BB1⊥AB,又因为AB⊥BC,所以AB⊥平面B1BCC1.所以平面ABE⊥平面B1BCC1.(2)证明:取AB中点G,连结EG,FG.因为G,E,F分别是AB,A1C1,BC的中点,所以EC1=A1C1,FG∥AC,且FG=AC.因为AC∥A1C1,且AC=A1C1,所以FG∥EC1,且FG=EC1.所以四边形FGEC1为平行四边形.所以C1F∥E G.又因为EG⊂平面ABE,C1F⊄平面ABE,所以C1F∥平面ABE.(3)因为AA1=AC=2,BC=1,AB⊥BC,所以AB==.所以三棱锥E-ABC的体积V=S△ABC·AA1=×××1×2=.教师用书专用(8—13)8.(2016四川,17,12分)如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥CD,AD∥BC,∠ADC=∠PAB=90°,BC=CD=AD.(1)在平面PAD内找一点M,使得直线CM∥平面PAB,并说明理由;(2)证明:平面PAB⊥平面PBD.解析(1)取棱AD的中点M(M∈平面PAD),点M即为所求的一个点.理由如下:连结CM.因为AD∥BC,BC=AD,所以BC∥AM,且BC=AM.所以四边形AMCB是平行四边形,从而CM∥AB.又AB⊂平面PAB,CM⊄平面PAB,所以CM∥平面PAB.(说明:取棱PD的中点N,则所找的点可以是直线MN上任意一点)(2)证明:连结BM,由已知,PA⊥AB,PA⊥CD,因为AD∥BC,BC=AD,所以直线AB与CD相交,所以PA⊥平面ABCD.从而PA⊥BD.因为AD∥BC,BC=AD,所以BC∥MD,且BC=MD.所以四边形BCDM是平行四边形.所以BM=CD=AD,所以BD⊥AB.又AB∩AP=A,所以BD⊥平面PAB.又B D⊂平面PBD,所以平面PAB⊥平面PBD.9.(2016课标全国Ⅲ,19,12分)如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面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.(1)证明MN∥平面PAB;(2)求四面体N-BCM的体积.解析(1)证明:由已知得AM=AD=2,取BP的中点T,连结AT,TN,由N为PC中点知TN∥BC,TN=BC=2.(3分)又AD∥BC,故TN AM,故四边形AMNT为平行四边形,于是MN∥AT.因为AT⊂平面PAB,MN⊄平面PAB,所以MN∥平面PAB.(6分)(2)因为PA⊥平面ABCD,N为PC的中点,所以N到平面ABCD的距离为PA.(9分)取BC的中点E,连结AE.由AB=AC=3得AE⊥BC,AE==.由AM∥BC得M到BC的距离为,故S△BCM=×4×=2.所以四面体N-BCM的体积V N-BCM=·S△BCM·=.(12分)10.(2015广东,18,14分)如图,三角形PDC所在的平面与长方形ABCD所在的平面垂直,PD=PC=4,AB=6,BC=3.(1)证明:BC∥平面PDA;(2)证明:BC⊥PD;(3)求点C到平面PDA的距离.解析(1)证明:因为四边形ABCD是长方形,所以AD∥BC.又因为AD⊂平面PDA,BC⊄平面PDA,所以BC∥平面PDA.(2)证明:取CD的中点,记为E,连结PE,因为PD=PC,所以PE⊥DC.又因为平面PDC⊥平面ABCD,平面PDC∩平面ABCD=DC,PE⊂平面PDC,所以PE⊥平面ABCD.又BC⊂平面ABCD,所以PE⊥BC.因为四边形ABCD为长方形,所以BC⊥DC.又因为PE∩DC=E,所以BC⊥平面PDC.而PD⊂平面PDC,所以BC⊥PD.(3)连结AC.由(2)知,BC⊥PD,又因为AD∥BC,所以AD⊥PD,所以S△PDA=AD·PD=×3×4=6.在Rt△PDE中,PE===.S△ADC=AD·DC=×3×6=9.由(2)知,PE⊥平面ABCD,则PE为三棱锥P-ADC的高.设点C到平面PDA的距离为d,由V C-PDA=V P-ADC,即d·S△PDA=PE·S△ADC,亦即×6d=××9,得d=.故点C到平面PDA的距离为.11.(2014安徽,19,13分)如图,四棱锥P-ABCD的底面是边长为8的正方形,四条侧棱长均为2,点G,E,F,H 分别是棱PB,AB,CD,PC上共面的四点,平面GEFH⊥平面ABCD,BC∥平面GEFH.(1)证明:GH∥EF;(2)若EB=2,求四边形GEFH的面积.解析(1)证明:因为BC∥平面GEFH,BC⊂平面PBC,且平面PBC∩平面GEFH=GH,所以GH∥BC.同理可证EF∥BC,因此GH∥EF.(2)连结AC,BD交于点O,BD交EF于点K,连结OP,GK.因为PA=PC,O是AC的中点,所以PO⊥AC,同理可得PO⊥BD.又BD∩AC=O,且AC,BD都在底面内,所以PO⊥底面ABCD.又因为平面GEFH⊥平面ABCD,且PO⊄平面GEFH,所以PO∥平面GEFH.因为平面PBD∩平面GEFH=GK,所以PO∥GK,所以GK⊥底面ABCD,从而GK⊥EF.所以GK是梯形GEFH的高.由AB=8,EB=2得EB∶AB=KB∶DB=1∶4,从而KB=DB=OB,即K为OB的中点.再由PO∥GK得GK=PO,且G是PB的中点,所以GH=BC=4.由已知可得OB=4,PO===6,所以GK=3.易得EF=BC=8,故四边形GEFH的面积S=·GK=×3=18.12.(2014四川,18,12分)在如图所示的多面体中,四边形ABB1A1和ACC1A1都为矩形.(1)若AC⊥BC,证明:直线BC⊥平面ACC1A1;(2)设D,E分别是线段BC,CC1的中点,在线段AB上是否存在一点M,使直线DE∥平面A1MC?请证明你的结论.解析(1)证明:因为四边形ABB1A1和ACC1A1都是矩形,所以AA1⊥AB,AA1⊥AC.因为AB,AC为平面ABC内两条相交直线 ,所以AA1⊥平面ABC.因为直线BC⊂平面ABC,所以AA1⊥B C.又AC⊥BC,AA1,AC为平面ACC1A1内两条相交直线,所以BC⊥平面ACC1A1.(2)取线段AB的中点M,连结A1M,MC,A1C,AC1,设O为A1C,AC1的交点.由已知可知O为AC1的中点.连结MD,OE,则MD,OE分别为△ABC,△ACC1的中位线,所以MD AC,OE AC,因此MD OE.连结OM,从而四边形MDEO为平行四边形,则DE∥MO.因为直线DE⊄平面A1MC,MO⊂平面A1MC,所以直线DE∥平面A1MC,即线段AB上存在一点M(线段AB的中点),使直线DE∥平面A1MC.13.(2014山东,18,12分)如图,四棱锥P-ABCD中,AP⊥平面PCD,AD∥BC,AB=BC=AD,E,F分别为线段AD,PC的中点.(1)求证:AP∥平面BEF;(2)求证:BE⊥平面PAC.证明(1)设AC∩BE=O,连结OF,EC.由于E为AD的中点,AB=BC=AD,AD∥BC,所以AE∥BC,AE=AB=BC,因此四边形ABCE为菱形,所以O为AC的中点.又F为PC的中点,因此在△PAC中,可得AP∥OF.又OF⊂平面BEF,AP⊄平面BEF,所以AP∥平面BEF.(2)由题意知ED∥BC,ED=BC,所以四边形BCDE为平行四边形,因此BE∥CD.又AP⊥平面PCD,所以AP⊥CD,因此AP⊥BE.因为四边形ABCE为菱形,所以BE⊥AC.又AP∩AC=A,AP,AC⊂平面PAC,所以BE⊥平面PAC.考点二面面平行的判定与性质1.(2013安徽理,15,5分)如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,P为BC的中点,Q为线段CC1上的动点,过点A,P,Q的平面截该正方体所得的截面记为S.则下列命题正确的是(写出所有正确命题的编号).①当0<CQ<时,S为四边形②当CQ=时,S为等腰梯形③当CQ=时,S与C1D1的交点R满足C1R=④当<CQ<1时,S为六边形⑤当CQ=1时,S的面积为答案①②③⑤2.(2013江苏,16,14分)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,AB⊂平面SAB,所以BC⊥平面SAB.因为SA⊂平面SAB,所以BC⊥SA.教师用书专用(3)3.(2013陕西,18,12分)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=.(1)证明:平面A1BD∥平面CD1B1;(2)求三棱柱ABD-A1B1D1的体积.解析(1)证明:由题设知,BB1DD1,∴四边形BB1D1D是平行四边形,∴BD∥B1D1.又BD⊄平面CD1B1,∴BD∥平面CD1B1.∵A1D1B1C1BC,∴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=AC=1,AA1=,∴A1O==1.又∵S△ABD=××=1,∴=S△ABD×A1O=1.三年模拟A组2016—2018年模拟·基础题组考点一线面平行的判定与性质1.(苏教必2,一,2,变式)下列命题中正确的是.①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;②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;③平行于同一条直线的两个平面平行;④若直线a,b和平面α满足a∥b,a∥α,b⊄α,则b∥α.答案④2.(2016江苏扬州中学综合练习,8)设α,β为互不重合的平面,m,n是互不重合的直线,给出下列四个命题:①若m∥n,n⊂α,则m∥α;②若m⊂α,n⊂α,m∥β,n∥β,则α∥β;③若α∥β,m⊂α,n⊂β,则m∥n;④若α⊥β,α∩β=m,n⊂α,n⊥m,则n⊥β.其中正确命题的序号为.答案④3.(2016江苏镇江一模,7)设b,c表示两条直线,α,β表示两个平面,现给出下列命题:①若b⊂α,c∥α,则b∥c;②若b⊂α,b∥c,则c∥α;③若c∥α,α⊥β,则c⊥β;④若c∥α,c⊥β,则α⊥β.其中正确的命题是.(写出所有正确命题的序号)答案④4.(2018江苏徐州铜山中学期中)如图,在三棱锥S-ABC中,SA=SC,AB⊥AC,D为BC的中点,E为AC上一点,且DE∥平面SAB,求证:(1)直线AB∥平面SDE;(2)平面ABC⊥平面SDE.证明(1)因为DE∥平面SAB,DE⊂平面ABC,平面SAB∩平面ABC=AB,所以DE∥AB,因为DE⊂平面SDE,AB⊄平面SDE,所以AB∥平面S DE.(2)因为D为BC的中点,DE∥AB,所以E为AC的中点,又因为SA=SC,所以SE⊥AC,又AB⊥AC,DE∥AB,所以DE⊥AC.又DE,SE⊂平面SDE,DE∩SE=E,所以AC⊥平面SDE.因为AC⊂平面ABC,所以平面ABC⊥平面SDE.5.(2017江苏镇江一模,16)在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC=EC=AA1.(1)求证:AC1∥平面BDE;(2)求证:A1E⊥平面BDE.证明(1)连结AC交BD于点O,连结OE.在长方体ABCD-A1B1C1D1中,四边形ABCD为正方形,∴点O为AC的中点,∵AA1=CC1,EC=AA1,∴EC=CC1,即点E为CC1的中点,∴在△CAC1中,AC1∥OE.又因为OE⊂平面BDE,AC1⊄平面BDE,所以AC1∥平面BDE.(2)连结B1E.设AB=a,则在△BB1E中,BE=B1E=a,BB1=2a,所以BE2+B1E2=B,所以B1E⊥BE.由ABCD-A1B1C1D1为长方体,得A1B1⊥平面BB1C1C,∵BE⊂平面BB1C1C,所以A1B1⊥BE.又B1E∩A1B1=B1,B1E⊂平面A1B1E,A1B1⊂平面A1B1E,∴BE⊥平面A1B1E.又因为A1E⊂平面A1B1E,所以A1E⊥BE.同理,A1E⊥DE.又因为BE⊂平面BDE,DE⊂平面BDE,BE∩DE=E,所以A1E⊥平面BDE.6.(2017江苏南京高淳质检,16)如图,四棱锥P-ABCD中,O为菱形ABCD对角线的交点,M为棱PD的中点,MA=MC.(1)求证:PB∥平面AMC;(2)求证:平面PBD⊥平面AMC.证明(1)连结OM,因为O为菱形ABCD对角线的交点,所以O为BD的中点,又M为棱PD的中点,所以OM∥PB,又OM⊂平面AMC,PB⊄平面AMC,所以PB∥平面AMC.(2)在菱形ABCD中,AC⊥BD,且O为AC的中点,又MA=MC,故AC⊥OM,而OM∩BD=O,OM,BD⊂平面PBD,所以AC⊥平面PBD,又AC⊂平面AMC,所以平面PBD⊥平面AMC.7.(2017南京、盐城二模,16)如图,四棱锥P-ABCD中,AD⊥平面PAB,AP⊥AB.(1)求证:CD⊥AP;(2)若CD⊥PD,求证:CD∥平面PAB.证明(1)因为AD⊥平面PAB,AP⊂平面PAB,所以AD⊥AP.又因为AP⊥AB,且AB∩AD=A,AB⊂平面ABCD,AD⊂平面ABCD,所以AP⊥平面ABCD.因为CD⊂平面ABCD,所以CD⊥AP.(2)因为CD⊥AP,CD⊥PD,且PD∩AP=P,PD⊂平面PAD,AP⊂平面PAD,所以CD⊥平面PAD.①因为AD⊥平面PAB,AB⊂平面PAB,所以AB⊥AD.又因为AP⊥AB,且AP∩AD=A,AP⊂平面PAD,AD⊂平面PAD,所以AB⊥平面PAD.②由①②得CD∥AB,因为CD⊄平面PAB,AB⊂平面PAB,所以CD∥平面PAB.考点二面面平行的判定与性质8.(苏教必2,一,2,变式)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,S是B1D1的中点,E、F、G分别是BC、DC、SC的中点,求证:(1)直线EG∥平面BDD1B1;(2)平面EFG∥平面BDD1B1.证明(1)如图,连结SB,∵E、G分别是BC、SC的中点,∴EG∥SB.又∵SB⊂平面BDD1B1,EG⊄平面BDD1B1,∴直线EG∥平面BDD1B1.(2)连结SD,∵F、G分别是DC、SC的中点,∴FG∥SD.又∵SD⊂平面BDD1B1,FG⊄平面BDD1B1,∴FG∥平面BDD1B1,又EG⊂平面EFG,FG⊂平面EFG,EG∩FG=G,∴平面EFG∥平面BDD1B1.9.(苏教必2,一,2,变式)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,连结AE,与DF交于点O,连结MO,易知,O为AE的中点,因为M为AB的中点,所以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,N为AD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与BD为平面BDE内的两条相交直线,所以平面BDE∥平面MNG.B组2016—2018年模拟·提升题组(满分:40分时间:20分钟)一、填空题(每小题5分,共10分)1.平面α∥平面β,点A,C∈α,B,D∈β,则直线AC∥直线BD的充要条件是.①AB∥CD;②AD∥CB;③AB与CD相交;④A,B,C,D四点共面.答案④2.给出下列关于互不相同的直线l、m、n和平面α、β、γ的三个命题:①若l与m为异面直线,l⊂α,m⊂β,则α∥β;②若α∥β,l⊂α,m⊂β,则l∥m;③若α∩β=l,β∩γ=m.γ∩α=n,l∥γ,则m∥n.其中真命题的个数为.答案 1二、解答题(共30分)3.(2017苏锡常镇四市教学情况调研(二),16)如图,在四面体ABCD中,平面ABC⊥平面ACD,E,F,G分别为AB,AD,AC的中点,AC=BC,∠ACD=90°.(1)求证:AB⊥平面EDC;(2)若P为FG上任意一点,证明:EP∥平面BCD.证明(1)因为平面ABC⊥平面ACD,∠ACD=90°,平面ABC∩平面ACD=AC,CD⊂平面ACD,所以CD⊥平面ABC,又AB⊂平面ABC,所以CD⊥AB,因为AC=BC,E为AB的中点,所以CE⊥AB,又CE∩CD=C,CD⊂平面EDC,CE⊂平面EDC,所以AB⊥平面EDC.(2)连结EF,EG,EP,因为E,F分别为AB,AD的中点,所以EF∥BD,又BD⊂平面BCD,EF⊄平面BCD,所以EF∥平面BCD,同理可证EG∥平面BCD,又EF∩EG=E,EF⊂平面EFG,EG⊂平面EFG,所以平面EFG∥平面BCD,又P为FG上任一点,所以EP⊂平面EFG,所以EP∥平面BCD.4.(2017江苏淮阴中学第一学期期末)如图,在几何体ABCDE中,四边形ABCD是正方形,正三角形BCE的边长为2,DE=2,F为线段CD的中点,G为线段AE的中点.(1)求证:GF∥平面BCE;(2)求证:平面ABCD⊥平面BCE.证明(1)取BE的中点H,连结GH,CH,所以GH为△A BE的中位线,所以GH∥AB,且GH=AB,易知CF∥AB,且CF=AB,所以HG CF,所以四边形GHCF为平行四边形,所以GF∥HC,因为HC⊂平面BCE,GF⊄平面BCE,所以GF∥平面BCE.(2)由题意知DC=EC=2,ED=2,所以DC2+EC2=ED2,所以DC⊥E C,又因为四边形ABCD是正方形,所以DC⊥BC,又EC,BC⊂平面BCE,EC∩BC=C,所以DC⊥平面BCE,又因为DC⊂平面ABCD,所以平面ABCD⊥平面BCE.C组2016—2018年模拟·方法题组方法1 证明直线与平面平行的常用方法1.如图,AB是圆O的直径,PA垂直圆O所在的平面,C是圆O上的点.(1)求证:BC⊥平面PAC;(2)设Q为PA的中点,G为△AOC的重心,求证:QG∥平面PBC.证明(1)由AB是圆O的直径,C是圆O上的点,得AC⊥BC.由PA⊥平面ABC,BC⊂平面ABC,得PA⊥BC.因为PA∩AC=A,PA⊂平面PAC,AC⊂平面PAC,所以BC⊥平面PAC.(2)连结OG并延长交AC于M,连结QM,QO,由G为△AOC的重心,得M为AC中点.由Q为PA中点,得QM∥PC.由O为AB中点,得OM∥BC.因为QM∩MO=M,QM⊂平面QMO,MO⊂平面QMO,BC∩PC=C,BC⊂平面PBC,PC⊂平面PBC,所以平面QMO∥平面PBC.因为QG⊂平面QMO,所以QG∥平面PBC.2.如图,已知正方形ABCD的边长为6,点E,F分别在边AB,AD上,AE=AF=4,现将△AEF沿线段EF折起到△A'EF 位置,使得A'C=2.(1)求五棱锥A'-BCDFE的体积;(2)在线段A'C上是否存在一点M,使得BM∥平面A'EF?若存在,求A'M的长;若不存在,请说明理由.解析(1)连结AC,与EF交于点H,连结A'H.∵四边形ABCD是正方形,AE=AF=4,∴H是EF的中点,且EF⊥AH,EF⊥CH,从而有A'H⊥EF,又A'H∩CH=H,∴EF⊥平面A'HC,∵EF⊂平面ABCD,∴平面A'HC⊥平面ABCD,过点A'作A'O垂直HC交HC于点O,∵平面A'HC∩平面ABCD=CH,∴A'O⊥平面ABCD,因为正方形ABCD的边长为6,AE=AF=4,故A'H=2,CH=4,所以cos ∠A'HC===.所以HO=A'H·cos ∠A'HC=,∴A'O=,所以五棱锥A'-BCDFE的体积V=××=.(2)线段A'C上存在点M,使得BM∥平面A'EF,此时A'M=.理由如下:连结OM,BD,BM,DM,易知BD过O点.因为A'M==A'C,HO=HC,所以OM∥A'H,又OM⊄平面A'EF,A'H⊂平面A'EF,所以OM∥平面A'EF,易知BD∥EF,因为BD⊄平面A'EF,EF⊂平面A'EF,所以BD∥平面A'EF,又BD∩OM=O,所以平面MBD∥平面A'EF,因为BM⊂平面MBD,所以BM∥平面A'EF.方法2 平行的性质及应用3.在三棱锥P-SBC中,A,D分别为边SB,SC的中点,AB=2,BC=4,CD=2.平面PSB⊥平面ABCD,平面PAD⊥平面ABCD.(1)求证:PA⊥CD;(2)若平面PAD∩平面PBC=l,求证:l∥BC.证明(1)因为A、D分别为SB,SC的中点,且AB=2,CD=2,所以AD∥BC,且SB=4,SC=4,又因为BC=4,且42+42=(4)2,所以SB⊥BC,所以AD⊥AB.因为平面PAB⊥平面ABCD,平面PAB∩平面ABCD=AB,AD⊂平面ABCD,所以AD⊥平面PAB,又PA⊂平面PAB,所以AD⊥PA.同理,可证明AB⊥PA,而AB,AD⊂平面ABCD,AB∩AD=A,所以PA⊥平面ABCD,因为CD⊂平面ABCD,所以PA⊥CD.(2)因为AD∥BC,BC⊄平面PAD,AD⊂平面PAD,所以BC∥平面PAD,又BC⊂平面PBC,平面PAD∩平面PBC=l,所以l∥BC.。
高考数学专题讲解：立体几何平行证明
高考数学专题讲解：立体几何平行证明第一部分：三角形中位线平行于底边第一部分：三角形自现原则一（原创方法）例题一：已知：E 为PA 的中点，F 为PB 的中点。
分析方法：确定目标三角形（有中位线的三角形）E 为PA 的中点⇒点P 和点A 为目标三角形的两个端点；F 为PB 的中点⇒点P 和点B 为目标三角形的两个端点；中位线：EF点P 和点A ，点P 和点B ⇒目标三角形⇒PAB AB EF //⇒。
底边：AB分析：①两个中点的连线为中位线；②目标三角形的四个端点，去掉两个相同端点，两个不同端点组成的边为底边。
证明方法：E 为PA 的中点，F 为PB 的中点EF ⇒为PAB ∆的中位线AB EF //⇒。
例题二：已知：A 为DE 的中点，B 为DF 的中点。
分析方法：确定目标三角形（有中位线的三角形）A 为DE 的中点⇒点D 和点E 为目标三角形的两个端点；B 为DF 的中点⇒点D 和点F 为目标三角形的两个端点；中位线：AB点D 和点E ，点D 和点F ⇒目标三角形⇒DEF EF AB //⇒。
底边：EF证明方法：A 为DE 的中点，B 为DF 的中点AB ⇒为DEF ∆的中位线EF AB //⇒。
训练一：已知：M 为AB 的中点，N 为AC 的中点。
训练二：已知：P 为MA 的中点，Q 为MB 的中点。
训练一证明：M 为AB 的中点，N 为AC 的中点MN ⇒为ABC ∆的中位线BC MN //⇒。
训练二证明：P 为MA 的中点，Q 为MB 的中点PQ ⇒为MAB ∆的中位线AB PQ //⇒。
例题一：2012年高考数学浙江卷：如下图所示，在四棱锥ABCD P -中，底面是边长为32的菱形，且0120=∠BDA ，且⊥PA 平面ABCD ，62=PA ，M 、N 分别为PB 、PD 的中点。
（Ⅰ）证明：//MN 平面ABCD 。
证明：M 为PB 的中点，N 为PD 的中点MN ⇒为PBD ∆的中位线BD MN //⇒，⊂BD 平面ABCD //MN ⇒平面ABCD 。
高中数学立体几何之直线、平面平行的判定及其性质
直线、平面平行的判定及其性质（讲义）知识点睛一、直线与平面平行（简称线面平行）1.判定定理：平面外一条直线与此平面内的一条直线______，则该直线与此平面平行．几何语言：___________________________________．2.性质定理：一条直线与一个平面平行，则经过这条直线的任一平面与此平面的______与该直线_________．几何语言：_________________________________．二、平面与平面平行（简称面面平行）1.判定定理：一个平面内的___________与另一个平面平行，则这两个平面平行．几何语言：____________________________________．推论：如果一个平面内有两条相交直线分别平行于另一个平面内的两条相交直线，那么这两个平面互相平行．几何语言：____________________________________．2.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．几何语言：____________________________________．推论：如果两个平面平行，那么其中一个平面内的任一直线都平行于另一个平面．几何语言：____________________________________．需注意：①在推证线面平行时，需要注意直线不能在平面内．②把线面平行转化为线线平行时，需要清楚经过已知直线的平面与已知平面相交，则直线与交线平行．精讲精练1.如果直线a∥平面α，那么（）A．a只能平行于α内的一条直线B．a平行于α内的所有直线C．a平行于α内的任意一条直线D．a与α内的直线是异面直线或平行直线2.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（）A．平行B．相交C．异面D．以上均有可能3.直线a∥平面α，平面α内有n条直线相交于一点，那么这n条直线中与直线a平行的（）A．至少有一条B．至多有一条C．有且只有一条D．不可能有4.已知直线a∥平面α，直线b与平面α不平行，则（）A．a不平行于bB．a∥bC．a与b相交D．a∥b或a与b相交或a与b异面5.已知α∩β=b，a∥α，a∥β，则a与b的位置关系是（）A．a∥b B．a⊥bC．a，b相交但不垂直D．a，b异面6.设a，b为两条不同的直线，α，β为两个不同的平面，下列四个命题中，正确的命题是（）A．若a，b与α所成的角相等，则a∥bB．若a∥α，b∥β，α∥β，则a∥bC．若a⊂α，b⊂β，a∥b，则α∥βD．若a∥α，a⊂β，α∩β=b，则a∥b7.a，b，c为三条不重合的直线，α，β，γ为三个不重合平面，现给出以下六个命题：①a ca bb c⎫⇒⎬⎭；②aa bbγγ⎫⇒⎬⎭；③ccααββ⎫⇒⎬⎭；④αγαββγ⎫⇒⎬⎭；⑤caa cαα⎫⇒⎬⎭；⑥aaγααγ⎫⇒⎬⎭．其中正确的命题是（）A．①②③B．①④⑤C．①④D．①③④8.给出下列关于互不相同的直线l，m，n和平面α，β，γ的三个命题：①若l与m为异面直线，l⊂α，m⊂β，则α∥β；②若α∥β，l⊂α，m⊂β，则l∥m；③若α∩β=l，β∩γ=m，γ∩α=n，l∥γ，则m∥n．其中真命题的个数为（）A．3B．2C．1D．09.如图，正方体ABCD-A1B1C1D1中，截面BA1C1和直线AC的位置关系是（）A．AC∥平面BA1C1B．AC与平面BA1C1相交C．AC在平面BA1C1内D．上述答案均不正确第9题图第10题图10.在空间四边形ABCD中，E，F分别为AB，AD上的点，且AE:EB=AF:FD=1:4，又H，G分别为BC，CD的中点，则（）A．BD∥平面EFG，且四边形EFGH是平行四边形B．EF∥平面BCD，且四边形EFGH是梯形C．HG∥平面ABD，且四边形EFGH是平行四边形D．EH∥平面ADC，且四边形EFGH是梯形11.如下四个正方体中，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的图形是（）A．①②B．①④C．②③D．③④12.如图，正方体ABCD-A1B1C1D1中，AB=2，点E为AD的中点，点F在CD上，若EF∥平面AB1C，则线段EF的长度等于________．第12题图第13题图13.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．14.若空间四边形ABCD 的两条对角线AC ，BD 的长分别是8，12，过AB 的中点E 且平行于BD ，AC 的截面四边形的周长为________．第14题图第15题图15.如图，三棱锥A -BCD 中，AB =CD =a ，截面MNPQ 与AB ，CD 都平行，则截面MNPQ 的周长是（）A ．4aB ．2aC ．32aD ．周长与截面的位置有关16.如图，在四棱锥O-ABCD中，底面ABCD是菱形，M为OA的中点，N为BC的中点．证明：直线MN∥平面OCD．17.如图，三棱柱ABC-A1B1C1，底面为正三角形，侧棱A1A⊥底面ABC，点E，F分别是棱CC1，BB1上的点，点M是线段AC上的动点，EC=2FB．当点M 在何位置时，BM∥平面AEF？18.如图所示，已知S是正三角形ABC所在平面外的一点，且SA=SB=SC，SG为△SAB中AB边上的高，D，E，F分别是AC，BC，SC的中点，试判断SG与平面DEF的位置关系，并给予证明．19.如图，在四棱台ABCD-A1B1C1D1中，底面ABCD是平行四边形，AB=2AD，AD=A1B1，∠BAD=60°．证明：CC1∥平面A1BD．20.如图所示，正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，M ，N 分别为A 1B 1，A 1D 1的中点，E ，F 分别为B 1C 1，C 1D 1的中点．（1）求证：四边形BDFE 是梯形；（2）求证：平面AMN ∥平面EFDB ．21.如图所示，在正方体ABCD -A1B 1C 1D 1中，E ，F ，G ，H 分别是BC ，CC 1，C 1D 1，A 1A 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 ．回顾与思考________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【参考答案】【知识点睛】一、1．平行a b ，αα⊄⊂，且a b a ∥∥α⇒2．交线平行a a ∥，αβ⊂，=b a b∩∥αβ⇒二、1．两条相交直线=a b a P a b βββαααβ⊂⊂⇒，，∩，∥，∥∥==a b a b P m n m n Q a m b n，，∩，，，∩，∥，∥ααββ⊂⊂⊂⊂∥αβ⇒2．==a b a bαβαγβγ⇒∥，∩，∩∥a a αβαβ⊂⇒∥，∥【精讲精练】1．D2．D 3．B 4．D 5．A 6．D 7．C 8．C 9．A 10．B 11．A 1213．614．2015．B 16．证明略（分析：可以取OD 的中点、AD 的中点或OB 的中点，利用线面平行的判定定理或面面平行的判定定理进行证明）17．M 为AC 的中点18．SG ∥平面DEF ，证明略（方法一：利用面面平行的判定定理直接证明；方法二：连接CG 交DE 于点H ，连接FH ，通过证明FH ∥SG 得到结论）19．证明略（分析：连接CA 交DB 于点H ，连接A 1H ，通过证明CC 1∥A 1H 得到结论）20．证明略21．证明略直线、平面平行的判定及其性质（随堂测试）1．如图，正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，E ，F 分别为DD 1，AA 1的中点，求证：（1）BD 1∥平面AEC ；（2）平面BD 1F ∥平面AEC ．【参考答案】1．证明略（分析：（1）令AC 与BD 交于点O ，连接OE ，证明OE ∥BD 1即可得到结论；（2）证明D 1F ∥AE 或BF ∥CE ，再结合（1）利用面面平行的判定定理即可得到结论）直线、平面平行的判定及其性质（作业）1．下列命题中正确的个数是（）①若直线a不在平面α内，则a∥α；②若直线l上有无数个点不在平面α内，则l∥α；③若直线l与平面α平行，则l与α内的任意一条直线都平行；④如果两条平行线中的一条与一个平面平行，那么另一条也与这个平面平行；⑤若l与平面α平行，则l与α内任何一条直线都没有公共点；⑥平行于同一平面的两直线可以相交．A．1B．2C．3D．42．下列命题正确的是（）A．若两条直线和同一个平面所成的角相等，则这两条直线平行B．若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等，则这两个平面平行C．若一条直线平行于两个相交平面，则这条直线与这两个平面的交线平行D．若两个平面都垂直于第三个平面，则这两个平面平行3．设a，b是异面直线，a⊂平面α，则过b且与α平行的平面（）A．不存在B．有1个C．可能不存在，也可能有1个D．有2个以上4．设a，b为直线，α，β为平面，P是空间中一点，下面命题中正确的是（）A．若a⊄α，则a∥αB．若a∥α，b⊂α，则a∥bC．若α∥β，a⊂α，b⊂β，则a∥bD．若P∈a，P∈β，a∥α，α∥β，则a⊂β5．设m，n为直线，α，β为平面，则能够使m∥α的条件是（）A．m∥n，n∥αB．α∩β=n，m∥n，m⊄αC．m∥β，α∥βD．m∥n，n⊂α6．下列四个正方体中，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的序号是（）A．①③B．①④C．②③D．②④7．如图，P为矩形ABCD所在平面外一点，矩形对角线交点为O，M为PB的中点，给出五个结论：①OM∥PD；②OM∥平面PCD；③OM∥平面PDA；④OM∥平面PBA；⑤OM∥平面PBC，其中正确的有____________．第7题图第8题图8．如图，两个正方形ABCD和ADEF所在平面互相垂直，设M，N分别是BD 和AE的中点，则MN与平面CDE的关系是_____________．9．如图，在正方体ABCD-A1B1C1D1中，M，N分别是B1C和BD的中点，求证：MN∥平面AA1B1B．10．如图，在正方体ABCD-A1B1C1D1中，O为底面ABCD的中心，P是DD1的中点，设Q是CC1上的点，问：当点Q在什么位置时，平面D1BQ∥平面PAO？11．如图，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．12．如图，在直三棱柱ABC-A1B1C1中，AB=AC=5，BB1=BC=6，D，E分别是AA1，B1C的中点．（1）求证：DE∥平面ABC；（2）求三棱锥E-BCD的体积．求证：（1）AC∥平面MNP，BD∥平面MNP；（2）平面MNP与平面ACD的交线∥AC．14．如图所示，在三棱锥P-ABQ中，D，C，E，F分别是AQ，BQ，AP，BP的中点，PD与EQ交于点G，PC与FQ交于点H，连接GH．求证：AB∥GH．【参考答案】1．B2．C3．C4．D5．B6．B7．①②③8．平行9．证明略10．点Q为CC1的中点11．证明略12．（1）证明略；（2）V E-BCD=1213．证明略14．证明略（提示：先证明AB∥CD，CD∥平面EFQ，再利用线面平行性质，得到CD∥GH，进而得到AB∥GH）。
人教A版高中数学选修2-1课件：3-2立体几何中的向量方法 第4课时 空间向量的平行、垂直关系
探究 1:求平面的法向量 【例 1】
如图,已知四边形 ABCD 是直角梯形,∠ABC=90°,SA⊥平面 ABCD,SA=AB=BC=1,AD= ,试建立适当的坐标系,求: (1)平面 ABCD 与平面 SAB 的一个法向量; (2)平面 SCD 的一个法向量.
1 2
【方法指导】一般情况下,使用待定系数法求平面的法向量 的步骤:①设出平面的法向量为 n=(x,y,z);②找出(求出)平面内 的两个不共线的向量 a=(a1,b1,c1),b=(a2,b2,c2);③根据法向量的 定义建立关于 x,y,z 的方程组 一个解,即得法向量. n·a = 0, n·b = 0; ④解方程组,取其中的
【解析】不妨设正方体的边长为 a,建立空间直角坐标系 Dxyz(如图),则 E(a,2,0),F(2,a,0),G(a,0,2). 设平面 EFG 的法向量为 n=(x,y,z), GE=(0,2,-2),
a a FE=( ,- ,0), 2 2 1 1 a a a a a
n ⊥ GE,⇒ 1 1 n ⊥ FE n·FE = x- y = 0,
2
2
2
2
(法二)以CD,CB,CE为正交基底,建立空间直角坐标系,则 E(0,0,1),D( 2,0,0),B(0, 2,0),A( 2, 2,0),M( , ,1),DE= (- 2,0,1),BE=(0,- 2,1),AM=(- 2 ,- 2 ,1). 设平面 BDE 的法向量为 n=(a,b,c),∴n⊥DE,n⊥BE, n·DE = 0, - 2a + c = 0, ∴ ∴ n·BE = 0, - 2b + c = 0, 令 c=1,则 a= 2 ,b= 2 ,n=( 2 , 2 ,1),∴n·AM=0.
高考数学一轮复习专题八立体几何3直线平面平行的判定与性质综合篇课件新人教A版
② a b P
⇒α∥β
a
b
判定定 如果两个平面同垂直于一条直线,那么这
理2
两个平面平行
判定定 平行于同一个平面的两个平面平行
理3
③
l
l
⇒α∥β
⇒④
α∥γ
2.性质定理
文字语言
性质定理1 如果两个平面平行,那么在一个平面
图形语言
符号语言
1
2
B1D1且EF= B1D1,又知四边形BDD1B1为矩形,∴BD B1D1,∴EF∥BD且EF=
1
BD.∴四边形BDFE为梯形.
2
(2)连接FM,在△A1B1D1中,M,N分别为A1B1,A1D1的中点,∴MN∥B1D1.由(1)
知,EF∥B1D1,∴MN∥EF.
在正方形A1B1C1D1中,F为C1D1的中点,M为A1B1的中点,∴FM A1D1,又∵四
(2)若一条直线在两平行平面外,且与其中一平面平行,则这条直线与另一
平面平行.
例2 如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是A1B1,A1D1的中点,E,F分别
是B1C1,C1D1的中点.
(1)求证:四边形BDFE为梯形;
(2)求证:平面AMN∥平面EFDB.
解题导引
证明 (1)连接B1D1.∵在△B1D1C1中,E,F分别是B1C1,C1D1的中点,∴EF∥
例 (2019吉林长春四模,18)已知四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,DD1⊥平面
ABCD,AD⊥DC,AD⊥AB,DC=2AD=2AB=2,AA1=4,点M为C1D1的中点.
(1)求证:平面AB1D1∥平面BDM;
高中数学立体几何之线面平行的判定与性质讲义及练习
线面平行的判定与性质练习一、基本内容 1.线面平行的判定2.线面平行的性质二、练习题题型一：概念性习题1．下列命题正确的是 （ ） A 一直线与平面平行，则它与平面内任一直线平行B 一直线与平面平行，则平面内有且只有一个直线与已知直线平行C 一直线与平面平行，则平面内有无数直线与已知直线平行，它们在平面内彼此平行D 一直线与平面平行，则平面内任意直线都与已知直线异面2．若直线l 与平面α的一条平行线平行，则l 和α的位置关系是 ( ) A. α⊂l B.α//l C.αα//l l 或⊂ D.相交和αl3．若直线a 在平面α内，直线a,b 是异面直线，则直线b 和α平面的位置关系是 ( ) A ．相交 B.平行 C.相交或平行 D.相交且垂直4．下列各命题中假命题的个数为 ( )（1） 经过两条平行直线中一条直线的平面必平行于另一条直线； （2） 若一条直线平行于两相交平面，则这条直线和交线平行；（3） 空间四边形中三条边的中点所确定平面和这个空间四边形的两条对角线都平行。
A 0B 1C 2D 35．若直线上有两点P 、Q 到平面α的距离相等，则直线l 与平面α的位置关系是 ( ) A 平行 B 相交 C 平行或相交 D 或平行、或相交、或在内 6．a,b 为两异面直线，下列结论正确的是 ( ) A 过不在a,b 上的任何一点，可作一个平面与a,b 都平行 B 过不在a,b 上的任一点，可作一直线与a,b 都相交 C 过不在a,b 上任一点，可作一直线与a,b 都平行 D 过a 可以并且只可以作一个平面与b 平行 7．判断下列命题是否正确：(1)过平面外一点可作无数条直线与这个平面平行 ( )(2)若直线α⊄l ，则l 不可能与α内无数条直线相交 ( ) (3)若直线l 与平面α不平行，则l 与α内任一直线都不平行 ( ) (4)经过两条平行线中一条直线的平面平行于另一条直线 ( )(5)若平面α内有一条直线和直线l 异面，则α⊄l ( ) 题型二：证明题8．P 为平行四边形ABCD 外一点，E 是PA 的中点，O 是AC 和BD 的交点，求证：OE//平面PBC 。
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立体几何平行证明问题讲义
（一）平行的问题
一“线线平行”与“线面平行”的转化问题
（一）中位线法：当直线上没有中点，平面内有一个中点的时候，（如例1求证：PB//平面AEC P 、B 为顶点，平面AEC 内E 为中点）采用中位线法。
具体做法：如例1,平面AEC 的三个顶点，除中点E 夕卜，取AC 的中点0,连接EQ 再 确定由直线 PB 和中点E 、O D 确定的 PBD （连接 PBD 的第三边BD ），在 PBD 中，E0为 PB 的中位线。
a
【习题巩固一】
1. （2011天津文）如图，在四棱锥P ABCD 中，底面ABCD 为平行四边形，0为AC 中点 M 为PD 中点.（I ）证明：PB//平面ACM ;
规范写法： a//b,a ,b , b// 例1如图，在底面为平行四边形的四棱锥
求证：PB//平面AEC ； P ABCD 中，点E 是PD 的中点
.
例2三棱柱ABC ABiG 中，D 为AB 边中点。
求证: AG // 平面 CDB ,;
b
A
B 1
B
A C
B
21. （2013年高考课标U卷（文））如图,直三棱柱ABC-ABG中,D是AB的中点.（1）证明
BC// 平面A i CD;
2. （2011 四川文）如图，在直三棱柱ABC —A1B1C1 中，/ BAC=90° AB=AC=AA i=1 ,延长A i C i
至点P,使C1P = A1C1，连接AP交棱CC1于D . 求证：PB1//平面
BDA1；
（二）平行四边形法：当直线上有一个中点（如例1证明：FO//平面CDE ；O为中点）采用平行四边形法。
具体做法：FO先与E连接（原因是ECD的三个顶点E、C D中只有E与已知平行条件EF//BC有关）,再与ECD的另两个顶点CD的中点M相连，构成平行四边形FOE（原因是EF//OM, EF=OM,从而FO//EM。
规范写法（如图）：
EF//GH,EF GH , EFGH 是平行四边形EH//FG,EH ,FG , EH //
例1【天津高考】如图，在五面体ABCDEF中，点O是矩形ABCD的对角线的交点，面CDE
是等边三角形，棱EF〃〔BC . （1）证明：FO//平面CDE ;
2
例2 (2013年高考福建卷(文)如图，在四棱锥P—ABCD中，PC L平面ABCQ AB// DC AB 丄AD BC= 5, DC= 3, AD= 4,Z PA— 60° .若M 为PA 的中点,
求证：DM //面PBC ;
例3 (2010陕西文)如图，在四棱锥P—ABCD中，底面ABCD是矩形，PA丄平面ABCD,
AP=AB, BP=BC=2，E，F 分别是PB,PC 的中点.(I )证明：EF//平面FAD; (II)若H 是AD 的中点，证明：EA//平面PHC
【习题巩固二】
1. 【2010 •北京文数】如图，正方形ABCD和四边形ACEF所在的平面互相垂直
EF//AC, AB=/2 ,CE=EF=1 (I)求证：AF// 平面BDE
2. (2013年高考山东卷(文))如图,四棱锥P ABCD中，AB// CD, AB 2CD ,E为
PB的中点(I )求证:CE//平面PAD ；
MP NP 贝U 面 MNP//平面 BCGB ,
// 【如下图①】
,aI b O,a',b' ,a//a',b//b' // 【如上图②】
Tep2: // a a// （面面平行 线面平行）;
例1三棱柱 ABC A 1B 1C 1中，M,N 分别是AB , AC 的中点.求证:
MN // 平面 BCC^ ;
3. （2012广东）如图5所示，在四棱锥P ABCD 中，AB 平面PAD , AB//CD,PD AD ,
1
E 是PB 中点，
F 是DC 上的点，且DF AB ，PH 为 PAD 中AD 边上的高。
（3）证明： 2
EF //平面 PAD .
• “线面平行”与“面面平行” 的转化问题
中截面法：当直线上有两个中点 （如例1证明：MN //平面BCC& ）采用中截面法，如例1只 要做出平面BCC&的中截面。
图5 具体做法：取AC 中点P,连接 ,b 〃 或者Tep1: a,b C
例2 （2013年辽宁卷（文））如图,AB是圆O的直径，PA垂直圆O所在的平面，C是圆O上的点.
（II）设Q为PA的中点，G为AOC的重心，求证：QG//平面PBC.
【习题巩固三】
1.如图，在四棱锥P ABCD中，底面ABCD为直角梯形，AD BC，E,F分别为棱AB,PC的
中点.⑵求证：EF II平面PAD .
2.如图,长方体ABCD- A1B1C1D1中,M、N分别是AE、CD,的中点。
（I）求证：MN //平面ADD1A1;
D
3. （2012辽宁文科）如图，直三棱柱ABC A/B/C/，点M,N分别为A B和B’C，的中点。
（I ）
证明：MN //平面AACC ；
立体几何经典题精选题重点复习题型篇
（一）平行的问题参考答案
一•“线线平行”与“线面平行”的转化问题
（一）例1证明：连接BD AC BD=O连接E0,在PBD中，OD=OJB E0为PB的中位线，EO//PB,又E0 面AEC, PB 面AEC , PB//面AEC
例2证明：连接BSQC BE 0，连接OD在AB C!中，OB 00 , 0D为AG的中位线，
OD//AC,,又0D 面CDB^AC, 面CDB,, AC,// 面CDB,
【习题巩固一】
1•证明：连接BD，M0 ,在平行四边形ABCD中，因为0为AC的中点，所以0为BD的中点，又M为PD的中点，所以PB//MO。
因为PB 平面ACM，M0 平面ACM，所以PB//平面ACM。
2. 证明：连接AC,, A,C AC, 0,连接OD在AB C,中，OA OC,，OD为B C,的中位线，
OD// BC i,又OD 面CDA,, BC, 面CDA,, BC,//面CDA,
3. 连结AB,与BA,交于点O,连结OD, v CD //平面AA,,A,C, // AP, /• AD=PD，又AO=B,O, •••OD // PBj 又OD 面BDAj PB,面BDA,,A PB, / 平面BDA「
（二）例,证明：取CD的中点M 连接OM EM EF//OM, EF=OM FOEMfe平行四边形，从而
FO//EM,又EM 面CDE,FO 面CDE , F0//面CDE
例2证明：取PB中点N ,连结MN , CN在PAB中，M是PA中点,
1 • •• MN PAB , MN AB 3,又
CD PAB , CD 3 /. MN PCD , MN CD 2 •四边形MNCD 为平行四边形，二DM PCN
又DM 平面PBC , CN 平面PBC • DM P 平面PBC
例3证明：（I ）在厶PBC 中, E , F 分别是PB PC 的中点，• EF// BC
又 BC// AD • EF / AD 又 T AD 平面 PADEF 平面 PAD • EF//平面 PAD （II ）连接FH 易证EAFH 是平行四边形，所以EA//FH,从而得证。
【习题巩固二】
1. 证明：（I ）设AC, BD 交于点G 因为EF / AG 且EF=1, AG=1 所以四边形AGEF 为平行四边形，所以AF / EG
因为EG 平面BDE,AF 平面BDE 所以 AF//平面BDE
2. 证明：取PA 中点M ，连结MD , ME 因为
E 是PB 的中点，所以ME // 1 AB 。
2
所以四边形MDCE 是平行四边形，
CE // DM ,又 CE 面 PDA,DM 面 PDA ， CE//面 PDA 3. 证明：取PA 中点M ，连结MD ，ME 。
因为E 是PB 的中点，所以ME // 1 AB 。
因为DF // 1 AB ，所以ME// DF ， 2 2
所以四边形MEDF 是平行四边形，
EF // DM ,又EF 面PDA, DM 面PDA ， EF//面PDA
“线面平行”与“面面平行”的转化问题 例1略
例2连0G 并延长交AC 于M ，连接QM ，Q0,由G 为A AOC 的重心，得M 为AC 中点.
由Q 为PA 中点，得QM //PC.又O 为AB 中点，得OM //BC.
因为 QM n MO = M , BC n PC = C ,所以平面 QMO //平面 PBC.
因为QG 平面QMO ，所以QG //平面PBC.
【习题巩固三】
1•思路：取PB 的中点M ，连接ME 、EF ,证明面 MEF//面PAD
// 4 // 因为CD 1AB ，所以CE DM ，
2思路：取CD的中点Q,连接MQ、NQ，证明面MNQ//面AD D i A
3.证明：取AB的中点为P,连结MP NP T M,N分别为A/B和B/C/的中点，
••• MP/ AA,NP// AC , A MP//面AACC,NP//面A ACC , v MP NP P , •••面MP/面A ACC , v MN 面A ACC , A MN/面A ACC .。