线面平行证明的常用方法_线面平行的证明方法
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湖北民族学院学报(自然科学版)20081
2线面平行证明的常用方法
摘要:立体几何在高考解答题中每年是必考内容,线面平行的证明经常出现,很多同学总觉得证明方法很多很繁,在这里给大家用作辅助线的常用方法及空间坐标系的方法进行阐述。
关键词:找平行线;找第三个点;作平行平面;建立空间坐标系
立体几何在高考解答题中每年是必考内容,必有一个证明题;证明的内容包括以下内容:平行与垂直(线线平行、线面平行、面面平行、线线垂直、线面垂直、面面垂直等),我们现在对线面平行这一方面作如下探讨:
在线面平行这节里有三个重要的定理:
直线与平面平行的判定性定理: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。
直线与平面平行的性质定理: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,那么这条直线和这个交线平行。
平面与平面平行的性质定理:如果两个平面是平行,那么在其中一个平面内的直
线和另一个平面平行。
从前面两个定理不难发现:要证线面平行(那么这条直线一定是平行于这个平面的),由性质定理可以得到这样一个结论:只要过这条直线作一个与平面相交的平面,那这个直线一定是与交线平行得。这样我们就可以找到与平面内的直线平行的直线。那么关键是怎样作一个平面与已知平面相交且过直线的平面。下面给大家介绍
方法一:两平行线能确定一个平面,过已知直线的两个端点作两条平行线使它们
与已知平面相交,关键:找平行线,使得所作平面与已知平面的交线。
(08浙江卷)如图,矩形ABCD和梯形BEFC所在平面互相垂直,BE//CF,BCF=CEF=90,AD=3,EF=2。求证:AE//平面DCF.分析:过点E作EG//AD交FC于G,DG就是平面
与平面DCF的交线,那么只要证明AE//DG即可。
证明:过点E作EGCF交CF于G,连结DG,可得四边形BCGE为矩形,又ABCD为矩形,∥EG,从而四边形ADGE为平行四边形,所以AD 故AE∥DG.
因为AE平面DCF,DG平面DCF,所以AE∥平面DCF.
方法二:直线与直线外一点有且仅有一个平面,关键:找第三个点,使得所作平
面与已知平面的交线。
(06北京卷)如图,在底面为平行四边形的四棱锥PABCD中,ABAC,PA平面ABCD,且PAAB,点E是PD的中点.求证:PB//平面AEC.分析:由D、P、B三点的平面与已知平面AEC的交线最易找,第三个点选其它的点均不好找交线.证明:连接BD,与 AC 相交于 O,连接
∵ABCD 是平行四边形,∴O 是 BD 的中点又 E 是 PD 的中点∴EO∥PB.又 PB平面 AEC,EO平面 AEC,∴PB∥平面 AEC.方法三:两个平面是平行, 其中一个平面内的直线和另一个平面平行,关键:作
平行平面,使得过所证直线作与已知平面平行的平面
(08安徽卷)如图,在四棱锥OABCD中,底面ABCD四边长为1的菱形,
ABC, OA底面ABCD, OA2,M为OA的中点,N为BC的中
点,证明:直线MN‖平面OCD 分析:M为OA的中点,找OA(或AD)中点,再连线。
证明:取OB中点E,连接ME,NE
ME‖AB,AB‖CD,ME‖CD
又NE‖OC,平面MNE‖平面OCD MN‖平面OCD
方法四:(向量法)所证直线与已知平面的法向量垂直,关键:建立空间坐标系
(或找空间一组基底)及平面的法向量。
(07全国Ⅱ•理)如图,在四棱锥SABCD中,底面ABCD为正方形,侧棱SD⊥底面ABCD,E,F分别为AB,SC的中点.证明EF∥平面SAD;
分析:因为侧棱SD⊥底面ABCD,底面ABCD是正方形,所以很容易建立空间直角坐标系及相应的点的坐标。
证明:如图,建立空间直角坐标系Dxyz.
0,0),S(0,0,b),则B(a,a,0),C(0,a,0),设A(a,Eaa,0
,F0ab222,
EFba,0
2.
因为y轴垂直与平面SAD,故可设平面的法向量为n
=(0,1,0)
则:EFnba,0
2
(0,1,0)
=0 因此EFn
所以EF∥平面SAD.