§1.2.3 直线与平面的位置关系(1)
教学目标:
1.掌握空间直线和平面的位置关系,理解直线与平面平行的含义
2.掌握直线和平面平行的判定定理和性质定理
3.灵活运用线面平行的判定定理和性质定理
教学重点:
线面平行的判定定理和性质定理
教学难点:
线面平行的判定定理和性质定理的运用
教学过程:
1.问题情境
(1) 复习:空间两条直线的位置关系:平行、相交、异面.并借助长方体中线与线的位置关系举例说明.
(2) 问题:直线和平面可能的位置关系有几种呢?你能将它分类吗?能分成几类?分类依据有是什么呢?(可以长方体模型中的线面关系作参考)
2.直线与平面的位置关系
直线和平面的位置关系只有以下三种:
位置关系
直线在平面内
直线和平面相交
直线和平面平行
公 共 点
有无数个公共点
有且只有一个公共点
没有公共点
符号表示
图形表示
说明:我们把直线与平面相交或平行的情况统称为直线在平面外,即.
3.直线与平面平行的判定定理
思考:除了定义,怎样才能判定直线和平面平行呢?
判定定理:如果平面外的一条直线和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行.
说明:(1)该定理可简单概括为:线线平行则线面平行;
(2)该定理的推理模式:.
例1.如图,已知分别是三棱锥的侧棱的中点,
求证:平面.
分析:要证明平面,
只要在平面内找一条直线与平行.
证明:,
又∵平面,且平面,
∴平面.
练习:判断下列说法是否正确,并说明理由.
平面外的一条直线与平面内的无数条直线平行,则直线和平面平行;
平面外的两条平行直线,若,则;
直线和平面平行,则直线平行于平面内任意一条直线;
直线和平面平行,则平面中必定存在直线与直线平行.
答案:正确.
就第小题设问:怎样才能找出平面中与平行的直线呢?
4.直线与平面平行的性质定理
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.(即:线面平行则线线平行)
已知:,,,求证:.
证明:∵,∴和没有公共点,
又∵,∴和没有公共点;
又∵和都在内,∴.
例2.一个长方体木块,如图所示,要经过平面内一点和棱将木块锯开,应该怎样画线?
分析:点与确定平面,由题意,应画出平面与长方体各面的交线.因为点既在平面内,又在平面内,由公理2知:平面与平面的交线必定经过点,不妨设交线与的交点分别为.
∵,∴可得平面,由线面平行的性质定理可得:,进而可得,因此,只要在平面中,过点作的平行线即可.(作法略).
5.例题讲解
例3.求证:如果三个平面两两相交于三条直线,并且其中两条直线平行,那么第三条直线也和它们平行.
已知:平面,,,,且,
求证:.
证明:,
又∵,且,∴.
同理,.
思考:本例中,如果将条件“其中两条直线平行”改为“其中两条直线相交”,其结论又该作何修改呢?
(第三条交线与它们交于同一点,即三线共点)
例4.如图,已知分别是四面体的棱的中点,
求证:平面
证明:连结交于,
为的中位线,为的中点,
为中点,,
又平面,平面,
平面
注:证明线面平行的步骤:
过直线作平面,得交线,若线线平行,则线面平行.
例5.如图,四边形和都是平行四边形,分别是对角线上的点,且有,求证:平面
证明:连接并延长交于,连结,
即,∽,
,,,
即,即,
,,
又平面,平面,平面
例6.如图,已知,,,求证:
证明:过直线作平面,使,
,,
,,
又,
注:本题表示“平面外的两条平行直线中的一条平行于这个平面,那么另一条直线也平行于这个平面.”
例7.已知异面直线、都平行于平面,且、在的两侧,若、分别与相交于、两点,求证:
证明:连结交平面于,连结,
平面,,平面,
,,
同理,,
6.课堂小结
(1) 直线和平面的三种位置关系
(2) 直线和平面平行的判定定理和性质定理,及它们在实现“线线”、“线面”平行的转化时的应用
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