资源简介 (共36张PPT)8.4.1 平面第八章 立体几何初步8.4 空间点、直线、平面之间的位置关系整体感知[学习目标] 1.了解平面的概念,掌握平面的画法及表示方法.2.掌握关于平面基本性质的三个基本事实.3.会用符号表示点、直线、平面之间的位置关系.[讨论交流] 预习教材P124-P127的内容,思考以下问题:问题1.教材中是如何定义平面的?问题2.平面的表示方法有哪些?问题3.点、线、面之间有哪些关系?如何用符号表示?问题4.三个基本事实及推论的内容是什么?各有什么作用?[自我感知] 经过认真预习,结合你对本节课的理解和认识,请画出本节课的知识逻辑体系.探究建构探究1 平面的概念、画法及表示探究问题1 当湖面平静之时就像一面镜子,给人很“平”的印象.面对浩瀚的大海时,我们会感慨大海的“一望无际”.平静的海面、湖面都可以用“平面”来描述.类似地,整洁的教室桌面、黑板面、书本的封面、美丽的大草原等等都给我们以“平面”的感觉,你能说出“平面”的一些几何特征吗?[提示] 无限延展、不计大小、不计厚薄、没有质量等.[新知生成]1.几何里所说的“平面”,就是从生活中一些物体中抽象出来的.平面是向四周________的.2.平面的画法及表示画法 平面水平放置 平面竖直放置无限延展【教用·微提醒】 “平面”无边界,它可以向四周无限延展,这是区别“平面”与“平面图形”的依据.表示 ①平行四边形的四个顶点:平面________;②对角顶点:平面____或平面____;③希腊字母:平面__,平面__,平面γABCDACBDαβ探究2 平面的基本事实及推论探究问题2 我们知道,两点确定一条直线,要确定一个平面需要几个点呢?过空间一点有几个平面?两个点呢?三个点呢?[提示] 不共线的三个点;无数个平面;无数个平面;如果三点共线,则有无数个平面,如果三点不共线,有唯一的一个平面.探究问题3 如果直线与平面有一个公共点,直线是否在平面内呢?如果直线与平面有两个公共点,直线在平面内吗?[提示] 不在;在.探究问题4 两个平面相交时,公共点具有什么特点?[提示] 两个平面相交时,公共点在一条直线上.[新知生成]1.三个基本事实基本事实 内容 图形 符号基本事实1 过不在一条直线上的三个点,________一个平面 A,B,C三点不共线 存在唯一的平面α使A,B,C∈α基本事实2 如果一条直线上的______在一个平面内,那么这条直线在__________ A∈l,B∈l,且A∈α,B∈α ______有且只有两个点这个平面内l α基本事实 内容 图形 符号基本事实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________ P∈α且P∈β α∩β=l,且P∈l公共直线2.三个推论推论 内容 图形推论1 经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面推论2 经过两条相交直线,有且只有一个平面推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面[典例讲评] 1.证明:两两相交且不过同一个点的3条直线必在同一个平面内.[解] 已知:AB∩AC=A,AB∩BC=B,AC∩BC=C.求证:直线AB,BC,AC共面.证明:法一:因为AC∩AB=A,所以直线AB,AC可确定一个平面α.因为B∈AB,C∈AC,所以B∈α,C∈α,故BC α.因此直线AB,BC,AC都在平面α内,所以直线AB,BC,AC共面.法二:因为A不在直线BC上,所以点A和直线BC可确定一个平面α.因为B∈BC,所以B∈α,又A∈α,所以AB α.同理AC α,故直线AB,BC,AC共面.法三:因为A,B,C三点不在同一条直线上,所以A,B,C三点可以确定一个平面α.因为A∈α,B∈α,所以AB α,同理BC α,AC α,故直线AB,BC,AC共面.反思领悟 解决点线共面问题的基本方法[学以致用] 1.如图所示,l1∩l2=A,l2∩l3=B,l1∩l3=C.求证:直线l1,l2,l3在同一平面内.证明:法一(纳入法):∵l1∩l2=A,∴l1和l2确定一个平面α.∵l2∩l3=B,∴B∈l2.又∵l2 α,∴B∈α.同理可证C∈α.∵B∈l3,C∈l3,∴l3 α.∴直线l1,l2,l3在同一平面内.法二(同一法):∵l1∩l2=A,∴l1和l2确定一个平面α.∵l2∩l3=B,∴l2和l3确定一个平面β.∵A∈l2,l2 α,∴A∈α.∵A∈l2,l2 β,∴A∈β.同理可证B∈α,B∈β,C∈α,C∈β.∴不共线的三个点A,B,C既在平面α内,又在平面β内,∴平面α和β重合,即直线l1,l2,l3在同一平面内.探究3 共线、共点问题[典例讲评] 2.如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为AB,AA1的中点.求证:CE,D1F,DA三线交于一点.[母题探究] 若将本例条件中的“E,F分别为AB,AA1的中点”改成“E,F分别为AB,AA1上的点,且D1F∩CE=M”,求证:D,A,M三点共线.[证明] 因为D1F∩CE=M,且D1F 平面A1D1DA,所以M∈平面A1D1DA,同理M∈平面ABCD,从而M在两个平面的交线上,因为平面A1D1DA∩平面ABCD=AD,所以M∈AD成立.所以D,A,M三点共线.反思领悟 (1)证明三点共线的方法(2)证明三线共点的步骤[学以致用] 2.如图,已知平面α,β,且α∩β=l,设梯形ABCD中,AD∥BC,且AB α,CD β.求证:AB,CD,l共点.[证明] 因为梯形ABCD中,AD∥BC,所以AB,CD是梯形ABCD的两腰,所以AB,CD必定相交于一点,如图,设AB∩CD=M.又因为AB α,CD β,所以M∈α,且M∈β,又因为α∩β=l,所以M∈l.即AB,CD,l共点.【教用·备选题】 三个平面α,β,γ两两相交于三条直线,即α∩β=c,β∩γ=a,γ∩α=b,若直线a和b不平行,求证:a,b,c三条直线必相交于同一点.[证明] 如图,∵α∩γ=b,β∩γ=a,∴a γ,b γ.∵直线a和b不平行,∴a,b必相交.设a∩b=P,则P∈a,P∈b.∵a β,b α,∴P∈β,P∈α.又α∩β=c,∴P∈c.故a,b,c三条直线必相交于同一点.243题号1应用迁移√1.(多选)如图所示的平行四边形MNPQ表示的平面可记为( )A.平面MN B.平面NQC.平面αD.平面MNPQBCD [平面可用希腊字母、平行四边形的四个顶点或对角线字母表示.]√√23题号14√2.如果点A在直线a上,而直线a在平面α内,点B在平面α内,则可以表示为( )A.A a,a α,B∈α B.A∈a,a α,B∈αC.A a,a∈α,B α D.A∈a,a∈α,B∈αB [因为点A在直线a上,直线a在平面α内,点B在平面α内,所以A∈a,a α,B∈α,故选B.]23题号413.下列空间图形画法错误的是( )√A B C DD [遮挡部分应画成虚线或不画,故D错误.]243题号14.(多选)下列说法不正确的是( )A.三点可以确定一个平面B.空间中两条直线能确定一个平面C.共点的三条直线确定一个平面D.三角形和梯形都可以表示一个平面√√√ABC [不共线的三点可以确定一个平面,故A错误;只有平行或相交的两条直线才能确定一个平面,故B错误;当三条直线相交于一点时,可以确定三个平面,例如三棱锥的三条侧棱,故C错误;三角形和梯形是平面图形,可以用来表示平面,故D正确.]243题号11.知识链:(1)平面的概念.(2)基本事实.(3)共面、共线、共点问题.2.方法链:同一法、纳入法.3.警示牌:注意三种语言的相互转换.回顾本节知识,自主完成以下问题:1.如何用符号表示空间点、线、面的位置关系?[提示] 点、直线、平面之间的基本位置关系及语言表达文字语言 符号语言 图形语言A在l上 A∈lA在l外 A l文字语言 符号语言 图形语言A在α内 A∈αA在α外 A αe l αl在α外 l α 或文字语言 符号语言 图形语言l,m相交于A l∩m=Al,α相交于A l∩α=Aα,β相交于l α∩β=l2.3个基本事实的内容是什么?各有什么作用?[提示] 基本事实 内容 作用基本事实1 过不在一条直线上的三个点,有且只有一个平面 ①确定平面的依据;②判定点、线共面基本事实 内容 作用基本事实2 如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内 判定直线是否在平面内基本事实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 ①判定两个平面相交的依据;②判定点在直线上8.4 空间点、直线、平面之间的位置关系8.4.1 平面[学习目标] 1.了解平面的概念,掌握平面的画法及表示方法.2.掌握关于平面基本性质的三个基本事实.3.会用符号表示点、直线、平面之间的位置关系.[讨论交流] 预习教材P124-P127的内容,思考以下问题:问题1.教材中是如何定义平面的?问题2.平面的表示方法有哪些?问题3.点、线、面之间有哪些关系?如何用符号表示?问题4.三个基本事实及推论的内容是什么?各有什么作用?[自我感知] 经过认真预习,结合你对本节课的理解和认识,请画出本节课的知识逻辑体系.探究1 平面的概念、画法及表示探究问题1 当湖面平静之时就像一面镜子,给人很“平”的印象.面对浩瀚的大海时,我们会感慨大海的“一望无际”.平静的海面、湖面都可以用“平面”来描述.类似地,整洁的教室桌面、黑板面、书本的封面、美丽的大草原等等都给我们以“平面”的感觉,你能说出“平面”的一些几何特征吗?[提示] 无限延展、不计大小、不计厚薄、没有质量等.[新知生成]1.几何里所说的“平面”,就是从生活中一些物体中抽象出来的.平面是向四周无限延展的.2.平面的画法及表示画法 平面水平放置 平面竖直放置表示 ①平行四边形的四个顶点:平面ABCD; ②对角顶点:平面AC或平面BD; ③希腊字母:平面α,平面β,平面γ【教用·微提醒】 “平面”无边界,它可以向四周无限延展,这是区别“平面”与“平面图形”的依据.探究2 平面的基本事实及推论探究问题2 我们知道,两点确定一条直线,要确定一个平面需要几个点呢?过空间一点有几个平面?两个点呢?三个点呢?[提示] 不共线的三个点;无数个平面;无数个平面;如果三点共线,则有无数个平面,如果三点不共线,有唯一的一个平面.探究问题3 如果直线与平面有一个公共点,直线是否在平面内呢?如果直线与平面有两个公共点,直线在平面内吗?[提示] 不在;在.探究问题4 两个平面相交时,公共点具有什么特点?[提示] 两个平面相交时,公共点在一条直线上.[新知生成]1.三个基本事实基本事实 内容 图形 符号基本事实1 过不在一条直线上的三个点,有且只有一个平面 A,B,C三点不共线 存在唯一的平面α使A,B,C∈α基本事实2 如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内 A∈l,B∈l,且A∈α,B∈α l α基本事实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 P∈α且P∈β α∩β=l,且P∈l2.三个推论推论 内容 图形推论1 经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面推论2 经过两条相交直线,有且只有一个平面推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面[典例讲评] 1.证明:两两相交且不过同一个点的3条直线必在同一个平面内.[解] 已知:AB∩AC=A,AB∩BC=B,AC∩BC=C.求证:直线AB,BC,AC共面.证明:法一:因为AC∩AB=A,所以直线AB,AC可确定一个平面α.因为B∈AB,C∈AC,所以B∈α,C∈α,故BC α.因此直线AB,BC,AC都在平面α内,所以直线AB,BC,AC共面.法二:因为A不在直线BC上,所以点A和直线BC可确定一个平面α.因为B∈BC,所以B∈α,又A∈α,所以AB α.同理AC α,故直线AB,BC,AC共面.法三:因为A,B,C三点不在同一条直线上,所以A,B,C三点可以确定一个平面α.因为A∈α,B∈α,所以AB α,同理BC α,AC α,故直线AB,BC,AC共面. 解决点线共面问题的基本方法[学以致用] 1.如图所示,l1∩l2=A,l2∩l3=B,l1∩l3=C.求证:直线l1,l2,l3在同一平面内.证明:法一(纳入法):∵l1∩l2=A,∴l1和l2确定一个平面α.∵l2∩l3=B,∴B∈l2.又∵l2 α,∴B∈α.同理可证C∈α.∵B∈l3,C∈l3,∴l3 α.∴直线l1,l2,l3在同一平面内.法二(同一法):∵l1∩l2=A,∴l1和l2确定一个平面α.∵l2∩l3=B,∴l2和l3确定一个平面β.∵A∈l2,l2 α,∴A∈α.∵A∈l2,l2 β,∴A∈β.同理可证B∈α,B∈β,C∈α,C∈β.∴不共线的三个点A,B,C既在平面α内,又在平面β内,∴平面α和β重合,即直线l1,l2,l3在同一平面内.探究3 共线、共点问题[典例讲评] 2.如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为AB,AA1的中点.求证:CE,D1F,DA三线交于一点.[证明] 如图,连接EF,D1C,A1B,因为E为AB的中点,F为AA1的中点,所以EF∥A1B且EF=A1B.又因为A1B∥D1C且A1B=D1C,所以EF∥D1C且EF=D1C,所以E,F,D1,C四点共面,且D1F与CE相交,可设D1F∩CE=P.又D1F 平面A1D1DA,CE 平面ABCD,所以点P为平面A1D1DA与平面ABCD的公共点.又因为平面A1D1DA∩平面ABCD=DA,所以由基本事实3可得P∈DA,即CE,D1F,DA三线交于一点.[母题探究] 若将本例条件中的“E,F分别为AB,AA1的中点”改成“E,F分别为AB,AA1上的点,且D1F∩CE=M”,求证:D,A,M三点共线.[证明] 因为D1F∩CE=M,且D1F 平面A1D1DA,所以M∈平面A1D1DA,同理M∈平面ABCD,从而M在两个平面的交线上,因为平面A1D1DA∩平面ABCD=AD,所以M∈AD成立.所以D,A,M三点共线. (1)证明三点共线的方法(2)证明三线共点的步骤[学以致用] 2.如图,已知平面α,β,且α∩β=l,设梯形ABCD中,AD∥BC,且AB α,CD β.求证:AB,CD,l共点.[证明] 因为梯形ABCD中,AD∥BC,所以AB,CD是梯形ABCD的两腰,所以AB,CD必定相交于一点,如图,设AB∩CD=M.又因为AB α,CD β,所以M∈α,且M∈β,又因为α∩β=l,所以M∈l.即AB,CD,l共点.【教用·备选题】 三个平面α,β,γ两两相交于三条直线,即α∩β=c,β∩γ=a,γ∩α=b,若直线a和b不平行,求证:a,b,c三条直线必相交于同一点.[证明] 如图,∵α∩γ=b,β∩γ=a,∴a γ,b γ.∵直线a和b不平行,∴a,b必相交.设a∩b=P,则P∈a,P∈b.∵a β,b α,∴P∈β,P∈α.又α∩β=c,∴P∈c.故a,b,c三条直线必相交于同一点.1.(多选)如图所示的平行四边形MNPQ表示的平面可记为( )A.平面MN B.平面NQC.平面α D.平面MNPQBCD [平面可用希腊字母、平行四边形的四个顶点或对角线字母表示.]2.如果点A在直线a上,而直线a在平面α内,点B在平面α内,则可以表示为( )A.A a,a α,B∈α B.A∈a,a α,B∈αC.A a,a∈α,B α D.A∈a,a∈α,B∈αB [因为点A在直线a上,直线a在平面α内,点B在平面α内,所以A∈a,a α,B∈α,故选B.]3.下列空间图形画法错误的是( ) A B C DD [遮挡部分应画成虚线或不画,故D错误.]4.(多选)下列说法不正确的是( )A.三点可以确定一个平面B.空间中两条直线能确定一个平面C.共点的三条直线确定一个平面D.三角形和梯形都可以表示一个平面ABC [不共线的三点可以确定一个平面,故A错误;只有平行或相交的两条直线才能确定一个平面,故B错误;当三条直线相交于一点时,可以确定三个平面,例如三棱锥的三条侧棱,故C错误;三角形和梯形是平面图形,可以用来表示平面,故D正确.]1.知识链:(1)平面的概念.(2)基本事实.(3)共面、共线、共点问题.2.方法链:同一法、纳入法.3.警示牌:注意三种语言的相互转换.回顾本节知识,自主完成以下问题:1.如何用符号表示空间点、线、面的位置关系?[提示] 点、直线、平面之间的基本位置关系及语言表达文字语言 符号语言 图形语言A在l上 A∈lA在l外 A lA在α内 A∈αA在α外 A αe l αl在α外 l α 或l,m相交于A l∩m=Al,α相交于A l∩α=Aα,β相交于l α∩β=l2.3个基本事实的内容是什么?各有什么作用?[提示] 基本事实 内容 作用基本事实1 过不在一条直线上的三个点,有且只有一个平面 ①确定平面的依据;②判定点、线共面基本事实2 如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内 判定直线是否在平面内基本事实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 ①判定两个平面相交的依据;②判定点在直线上课时分层作业(二十六) 平面一、选择题1.如图所示的点,线,面的位置关系,用符号语言表示正确的是( )A.α∩β=m,n α,m∩n=AB.α∩β=m,n∈α,m∩n=AC.α∩β=m,n α,A m,A nD.α∩β=m,n∈α,A∈m,A∈nA [对于A,由题图知α与β交于m,n在α内,m与n交于点A,所以α∩β=m,n α,m∩n=A,故A正确;对于B,D,n∈α这一表示方法错误,故B,D错误;对于C,A m,A n这一表示方法错误,故C错误.故选A.]2.下列图形表示两个相交平面,其中画法正确的是( )A BC DD [对于A,图中没有画出平面α与平面β的交线,故A不正确;对于B,C,图中的虚实线没有按照画法原则去画,故 B,C不正确;对于D,符合画法原则,故D正确.故选D.]3.两个平面若有三个公共点,则这两个平面( )A.相交 B.重合C.相交或重合 D.以上都不对C [若这三个公共点在一条直线上,则这两个平面相交;若这三个公共点不共线,则这两个平面重合.故选C.]4.(多选)下列命题中正确的是( )A.三角形是平面图形B.四边形是平面图形C.四边相等的四边形是平面图形D.圆是平面图形AD [根据基本事实1可知A,D正确,对于B,C,可以是空间四边形,四点不在同一平面,故B,C错误.故选AD.]5.(多选)三个平面可能将空间分成的部分为( )A.5 B.6C.7 D.8BCD [设三个平面可将空间分成n个部分.若三个平面互相平行,则可将空间分为4个部分;若三个平面有两个平行,第三个平面与其他两个平面相交,则可将空间分为6个部分;若三个平面交于一条直线,则可将空间分为6个部分;若三个平面两两相交且三条交线平行,则可将空间分为7个部分;若三个平面两两相交且三条交线交于一点,则可将空间分为8个部分,故n的取值为4,6,7,8,所以n不可能是5.故选BCD.]二、填空题6.若直线l与平面α相交于点O,A,B∈l,C,D∈α,且AC∥BD,则O,C,D三点的位置关系是________.共线 [如图,因为AC∥BD,所以AC与BD确定一个平面,记作平面β,则α∩β=直线CD.因为l∩α=O,所以O∈α.又O∈AB β,所以O∈直线CD,所以O,C,D三点共线.]7.如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1的所有棱中,既与AB共面,又与CC1共面的棱有________条.5 [由题图可知,既与AB共面,又与CC1共面的棱有CD,BC,BB1,AA1,C1D1共5条.]8.看图填空.(1)AC∩BD=________;(2)平面AB1∩平面A1C1=________;(3)平面A1C1CA∩平面AC=________;(4)平面A1C1CA∩平面D1B1BD=________;(5)平面A1C1∩平面AB1∩平面B1C=________;(6)A1B1∩B1B∩B1C1=________.[答案] (1)O (2)A1B1 (3)AC (4)OO1 (5)B1 (6)B1三、解答题9.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,对角线A1C与平面BDC1交于点O,AC,BD交于点M.求证:C1,O,M三点共线.[证明] 因为A1C∩平面BDC1=O,所以O∈A1C,O∈平面BDC1.又因为A1C 平面ACC1A1,所以O∈平面ACC1A1.因为AC,BD交于点M,所以M∈AC,M∈BD.又AC 平面ACC1A1,BD 平面BDC1,所以M∈平面ACC1A1,M∈平面BDC1.又C1∈平面ACC1A1,C1∈平面BDC1,所以C1,O,M三点在平面ACC1A1与平面BDC1的交线上,所以C1,O,M三点共线.10.三条两两平行的直线可以确定平面的个数为( )A.0 B.1 C.0或1 D.1或3D [当三条直线是同一平面内的平行直线时,确定一个平面;当三条直线是三棱柱侧棱所在的直线时,确定三个平面,故选D.]11.已知A,B,C,D是空间内四点,命题甲:A,B,C,D四点不共面,命题乙:直线AC和BD不相交,则甲是乙的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件A [若A,B,C,D四点不共面,则AC和BD不相交;若直线AC和BD不相交,当直线AC和BD平行时,A,B,C,D四点共面,所以甲是乙的充分不必要条件.]12.空间四点A,B,C,D共面而不共线,那么这四点中( )A.必有三点共线 B.必有三点不共线C.至少有三点共线D.不可能有三点共线B [如图①②所示,A,C,D均不正确,只有B正确.]13.已知平面α与平面β、平面γ都相交,则这三个平面的交线可能有________条.1或2或3 [当β与γ相交时,若α过β与γ的交线,有1条交线;若α不过β与γ的交线,有3条交线;当β与γ平行时,有2条交线.]14.已知空间四边形ABCD(如图所示)中,E,F分别是AB,AD的中点,G,H分别是BC,CD上的点,且CG=BC,CH=DC.求证:(1)E,F,H,G四点共面;(2)直线FH,EG,AC共点.[证明] (1)连接EF,GH.因为E,F分别是AB,AD的中点,所以EF綉BD.因为G,H分别是BC,CD上的点,且CG=BC,CH=DC,所以GH綉BD,所以EF∥GH,所以E,F,H,G四点共面.(2)由(1)知,EF∥GH,且EF≠GH,所以四边形EFHG是梯形.设两腰EG,FH相交于一点T.因为EG 平面ABC,FH 平面ACD,所以T∈平面ABC,且T∈平面ACD.又因为平面ABC∩平面ACD=AC,所以T∈AC,即直线EG,FH,AC相交于一点T.15.空间内A,B,C,D,E五个点可以确定多少个平面?[解] (1)5个点共面,确定一个平面.(2)4点共面.如图①,B,C,D,E都在平面BCDE内,A 平面BCDE,即5点构成四棱锥A-BCDE.此时确定7个平面:4个侧面,1个底面,2个对角面.(3)4点共面,如图②.确定5个平面:四面体4个面,还有1个截面.(4)任意3点不共线,任意4点不共面,可确定10个平面:平面ABC,平面ABD,平面ABE,平面ACD,平面ACE,平面ADE,平面BCD,平面BCE,平面BDE,平面CDE.综上,空间5个点可确定1或7或5或10个平面.21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 人教版高中数学必修第二册第八章8.4.1平面学案.docx 人教版高中数学必修第二册第八章8.4.1平面课件.ppt