目标认知
考试大纲要求:
(一)理解空间直线、平面位置关系的定义,并了解如下可以作为推理依据的公理和定理.
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在此平面内.
公理2:过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面.
公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线.
公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行.
定理:空间中如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补.
(二)以立体几何的上述定义、公理和定理为出发点,认识和理解空间中线面平行、垂直的有关性质与判定.
理解以下判定定理:
如果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.
如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面都平行,那么这两个平面平行.
如果一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,那么该直线与此平面垂直.
如果一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面互相垂直.
(三)理解以下性质定理,并能够证明.
如果一条直线与一个平面平行,经过该直线的任一个平面与此平面相交,那么这条直线就和交线平行.
如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线相互平行.
垂直于同一个平面的两条直线平行.
如果两个平面垂直,那么一个平面内垂直于它们交线的直线与另一个平面垂直.
(四)能运用公理、定理和已获得的结论证明一些空间位置关系的简单命题.
重点:
掌握平面的基本性质;掌握线线、线面、面面的位置关系及其判定定理和性质定理。
难点:
线线、线面、面面的位置关系的判定定理和性质定理的应用。
知识要点梳理:
知识点一:平面
1.概念:
平面是没有厚薄的,可以无限延伸,这是平面最基本的属性。
2.平面的画法及其表示方法:
①常用平行四边形表示平面,通常把平行四边形的锐角画成,横边画成邻边的两倍,画两个平面相
交时,当一个平面的一部分被另一个平面遮住时,应把被遮住的部分画成虚线或不画。
②一般用一个希腊字母、、……来表示,还可用平行四边形的对角顶点的字母来表示如平面
等。
知识点二:点、线、面的基本位置关系
1.符号表示如下表所示(引用集合语言表示相互间的关系):
注意:(平面外的直线)表示或
2. 空间两条直线的位置关系:
3. 直线与平面的位置关系:
(1)直线在平面内(有无数个公共点);
(2)直线与平面相交(有且只有一个公共点);
(3)直线与平面平行(没有公共点).
分别记作:;;.
4. 平面的位置关系:
(1)平行(没有公共点),记作;
(2)相交(有一条公共直线),记作.
知识点三:平面的基本性质
借助实物模型,在直观认识和理解空间点、线、面的位置关系的基础上,从文字语言、图形语言、符号语言三个角度,了解可以作为推理依据的公理和定理. 列表如下:
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公理1
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公理2
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公理3
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公理4
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等角定理
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文文字语言
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如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内.
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过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.
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如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线.
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平行于同一条直线的两条直线互相平行.
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空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.
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符符号语言
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图图形语言
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理理解
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判定直线或点在平面内的依据,检验水平.
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刻画平面特有性质,是确定平面的依据.
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判定平面是否相交,点是否在直线上.
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平行的传递性,判断直线平行的依据.
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由平面图形推广到立体图形.
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知识点四:平行位置关系
1.直线与平面
(1)直线和平面的位置关系
①直线在平面内(无数个公共点);符号表示为:;
②直线和平面相交(有且只有一个公共点);符号表示为: ;
③直线和平面平行(没有公共点);符号表示为: .
(2)线面平行的判定定理:
如果不在一个平面内的一条直线和平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行.
推理模式:.
(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,那么这条直线和交线平行.
推理模式:.
2.平面与平面
(1)面面平行的定义:
如果两个平面没有公共点,那么这两个平面互相平行.
(2)图形表示:
画两个平面平行时,通常把表示这两个平面的平行四边形的相邻两边分别画成平行的.
(3)平行平面的判定定理:
如果一个平面内有两条相交直线分别平行于另一个平面,那么这两个平面互相平行.
推理模式:.
(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.
推理模式:.
(5)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.
推理模式:.
知识点五:垂直位置关系
1.直线与平面
(1)线面垂直定义:
如果一条直线和一个平面相交,并且和这个平面内的任意一条直线都垂直,我们就说这条直线和
这个平面互相垂直,其中直线叫做平面的垂线,平面叫做直线的垂面,交点叫做垂足。
直线与平面垂直简称线面垂直,记作:a⊥α。
(2)直线与平面垂直的判定定理:
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)直线和平面垂直的性质定理:
如果两条直线同垂直于一个平面,那麽这两条直线平行。
2.平面与平面
(1)两个平面垂直的定义:
两个相交成直二面角的两个平面互相垂直;相交成直二面角的两个平面叫做互相垂直的平面
(2)两平面垂直的判定定理:
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
推理模式:.
(3)两平面垂直的性质定理:
若两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于它们的交线的直线垂直于另一个平面
推理模式:
规律方法指导
1.证明三点共线和三线共点的方法
(1)证明空间三点共线问题,通常证明这些点都在两个平面的交线上,即先确定出某两点在某两个平
面的交线上,再证明第三点既在第一个平面内,又在第二个平面内,当然必在两个平面的交线上.
(2)证明空间三线共点问题,可把其中一条作为分别过其余两条的两个平面的交线,然后再证明另两
条的交点在此交线上.
2.解决平行问题时,还要注意使用以下结论
(1)经过平面外一点有且只有一个平面和已知平面平行;
(2)两个平面平行,其中一个平面内的直线必平行于另一个平面;
(3)一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面,必垂直于另一个平面;
(4)夹在两个平行平面间的平行线段相等.
3.三垂线定理及其逆定理
三垂线定理及其逆定理所论述的是三个垂直关系:一是直线与平面垂直(这是前提);二是平面内一条直线与斜线的射影(或斜线)垂直;三是这条直线与斜线(或射影)垂直.构成定理的五个元素是“一面四线”.运用三垂线定理及其逆定理的步骤是:确定平面→作出垂线→找到斜线→连成射影→找垂面内线,其关键是确定平面及平面的垂线.
4.证明线面垂直的方法
(1)利用定义,即证垂直于平面内任一直线.
(2)利用线面垂直的判定定理.
(3)利用线面垂直的性质,即两平行线之一垂直于平面,则另一条线必垂直于该平面.
(4)利用面面垂直的性质定理,即两平面互相垂直,在一个平面内垂直于交线的直线垂直于另一平面.
(5)用面面平行的性质,即一直线垂直于两平行平面之一,则必垂直于另一平面.
(6)用面面垂直的性质,即两相交平面都垂直于第三个平面,则它们的交线垂直于第三个平面.
5.证明线线垂直的思路
(1)证明线线垂直要转化为证明一条直线垂直于另一条曲线所在的平面,其关键是寻找一条直线与这
两条直线中的一条垂直,而与另一条相交.
(2)联想三垂线定理及其逆定理.