启智明德,优享未来!
图10
(1)画出l的位置;
(2)设l∩A1B1=P,求PB1的长.
解:(1)平面DMN与平面AD1的交线为DM,则平面DMN与平面A1C1的交线为QN. QN即为所求作的直线l.如图10. (2)设QN∩A1B1=P,
∵△MA1Q≌△MAD,∴A1Q=AD=a=A1D1,∴A1是QD1的中点.又A1P∥D1N,∴A1P=
12D1N=
14C1D1=
14a.
∴PB1=A1B1-A1P=a? 练习
13a?a. 44 画出四面体ABCD中过E、F、G三点的截面与四面体各面的交线. 解:如图11,分别连接并延长线段EF、BD,
图11
∵线段EF、BD共面且不平行,∴线段EF、BD相交于一点P. ∴连接GP交线段CD于H,分别连接EG、GH、FH即为所作交线.
三、平行关系(包括线面平行,面面平行)
1.线面平行:
①定义:直线与平面无公共点.
a//b??②判定定理:a????a//?(线线平行?线面平行)
b??????③性质定理:a????a//b(线面平行?线线平行)
????b??2.线面斜交:
a//?l???A P①直线与平面所成的角(简称线面角):若直线与平面斜交,则平面的斜线与该斜线在平
A??O启智明德,优享未来!
面内射影的夹角。【如图】 范围:??
例1 求证空间四边形相邻两边中点的连线平行于经过另外两边的平面. 已知空间四边形ABCD中,E、F分别是AB、AD的中点. 求证:EF∥面BCD. 证明:如图3,连接BD,
PO??于O,则AO是PA在平面?内的射影, 则?PAO就是直线PA与平面?所成的角。
注:若l??或l//?,则直线l与平面?所成的角为0?;若l??,则直线l与平面?所成的角为90?。 ?0?,90??,
图3
EF∥面BCD.所以,EF∥面BCD.
练习:
如图4,在△ABC所在平面外有一点P,M、N分别是PC和AC上的点,过MN作平面平行于BC,画出这个平面与其他各面的交线,并说明画法.
图4
MN、NE、EF、MF分别为平面MNEF与各面的交线. 证明:如图5,
画法:过点N在面ABC内作NE∥BC交AB于E,过点M在面PBC内作MF∥BC交PB于F,连接EF,则平面MNEF为所求,其中
图5
.
所以,BC∥平面MNEF.
例2 如图6,已知AB、BC、CD是不在同一平面内的三条线段,E、F、G分别为AB、BC、CD的中点.
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图6
求证:AC∥平面EFG,BD∥平面EFG. 证明:连接AC、BD、EF、FG、EG.
在△ABC中,∵E、F分别是AB、BC的中点,∴AC∥EF.又EF?面EFG,AC?面EFG,∴AC∥面EFG. 同理可证BD∥面EFG. 练习:
已知M、N分别是△ADB和△ADC的重心,A点不在平面α内,B、D、C在平面α内,求证:MN∥α. 证明:如图7,连接AM、AN并延长分别交BD、CD于P、Q,连接PQ.
图7
∵M、N分别是△ADB、△ADC的重心, ∴
AMAN?=2.∴MN∥PQ. MPNQ
又PQ?α,MN?α,∴MN∥α.
例题3 设P、Q是边长为a的正方体AC1的面AA1D1D、面A1B1C1D1的中心,如图8, (1)证明PQ∥平面AA1B1B; (2)求线段PQ的长.
图8
(1)证法一:取AA1,A1B1的中点M,N,连接MN,NQ,MP, ∵MP∥AD,MP=
11AD,NQ∥A1D1,NQ=A1D1,∴MP∥ND且MP=ND. 22∴四边形PQNM为平行四边形.∴PQ∥MN.
∵MN?面AA1B1B,PQ?面AA1B1B,∴PQ∥面AA1B1B.
证法二:连接AD1,AB1,在△AB1D1中,显然P,Q分别是AD1,D1B1的中点,
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∴PQ∥AB1,且PQ=
1
AB1.∵PQ?面AA1B1B,AB1?面AA1B1B,∴PQ∥面AA1B1B. 2
(2)解:方法一:PQ=MN=
A1M2?A1N2?2a. 2方法二:PQ=练习:
12AB1?a. 22 如图9,正方体ABCD—A1B1C1D1中,E在AB1上,F在BD上,且B1E=BF.
图9
求证:EF∥平面BB1C1C.
证明:连接AF并延长交BC于M,连接B1M. ∵AD∥BC,∴△AFD∽△MFB.∴
AFDF?FMBF.
又∵BD=B1A,B1E=BF,∴DF=AE.∴
AFDF?FMBF.
∴EF∥B1M,B1M?平面BB1C1C.∴EF∥平面BB1C1C.
例4 如图4所示的一块木料中,棱BC平行于面A′C′.
图4
(1)要经过面A′C′内的一点P和棱BC将木料锯开,应怎样画线? (2)所画的线与面AC是什么位置关系?
解:(1)如图5,在平面A′C′内,过点P作直线EF,使EF∥B′C′,
图5
并分别交棱A′B′、C′D′于点E、F.连接BE、CF.则EF、BE、CF就是应画的线.
(2)因为棱BC平行于面A′C′,平面BC′与平面A′C′交于B′C′,所以BC∥B′C′.由(1)知,EF∥B′C′,