人教A版高中数学必修第二册第八章立体几何初步8.5.3平面与平面平行课件(共54张PPT)

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人教A版高中数学必修第二册第八章立体几何初步8.5.3平面与平面平行课件(共54张PPT)

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1.理解并掌握平面与平面平行的判定定理.
2.理解并掌握平面与平面平行的性质定理.
[学习目标]
[情境导入]
在日常生活中,经常需要判断两个平面是否平行,比如建造一栋楼房,建筑工人必须判断每一层的楼板是否与水平面平行;装修房间的地板时,装修工人也要判断地板所在平面是否与水平面平行.那么如何才能判断两个平面是否平行呢?
知识点一 平面与平面平行的判定定理
两条相交直线
文字语言 如果一个平面内的____________与另一个平面平行,那么这两个平面平行
符号语言 a β,b β,a∩b=P,a∥α,b∥α β∥α
图形语言
[微点拨] 面面平行的判定定理充分体现了等价转化思想,即把线面平行转化为面面平行.
[例1] 在圆柱O1O2中,等腰梯形ABCD为底面圆O1的内接四边形,且AD=DC=BC,矩形ABFE是该圆柱的轴截面,CG为圆柱的一条母线.
求证:平面O1CG∥平面ADE.
[反思归纳]
1.证明两个平面平行的主要方法
(1)根据定义证明两平面没有公共点(采用反证法);(2)判定定理;(3)利用平行平面的传递性.
2.利用面面平行的判定定理,关键是在一个平面内找(或作出)两条相交直线与另一个平面平行,在证明时一定要说明两条直线相交.
1.如图,在多面体ABCDEF中,ABCD是正方形,AB=2,DE=BF,BF∥DE,M为棱AE的中点.求证:平面BMD∥平面EFC.
证明 连接AC交BD于点N,则N为AC的中点,连接MN,
因为M为AE的中点,所以MN∥CE,
因为MN 平面EFC,CE 平面EFC,所以MN∥平面EFC.
因为BF∥DE,BF=DE,所以四边形BDEF是平行四边形,所以BD∥EF,
因为BD 平面EFC,EF 平面EFC,所以BD∥平面EFC.
因为BD∩MN=N,BD,MN 平面BMD,所以平面BMD∥平面EFC.
知识点二 平面与平面平行的性质定理
平行
文字语言 两个平面平行,如果另一个平面与这两个平面相交,那么两条交线_____
符号语言 α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b _____
图形语言
a∥b
[微点拨] 平面与平面平行的性质定理的实质是由面面平行得线线平行,其应用过程是构造与两个平行平面都相交的一个平面,由其结论可知定理可用来证明线线平行.
[例2] 如图,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD为梯形,AD∥BC,平面A1DCE与BB1交于点E.求证:EC∥A1D.
证明 由四棱柱ABCD-A1B1C1D1可知,BE∥AA1,AA1 平面AA1D,BE 平面AA1D,
所以BE∥平面AA1D.
又AD∥BC,AD 平面AA1D,BC 平面AA1D,所以BC∥平面AA1D.
又BC∩BE=B,BE 平面BCE,BC 平面BCE,
所以平面BCE∥平面AA1D,
又平面A1DCE∩平面BCE=EC,平面A1DCE∩平面AA1D=A1D,所以EC∥A1D.
[反思归纳] 利用平面与平面平行的性质定理判断两直线平行的基本步骤:
2.如图,在棱锥中,AE∶AB=1∶3,截面EFG∥底面BDC.已知△BDC的周长是18,求△EFG的周长.
知识点三 平行关系的综合应用
[例3] 如图,已知P是平行四边形ABCD所在平面外一点,M,N分别是AB,PC的三等分点(M靠近B,N靠近C).
(1)求证:MN∥平面PAD;
(2)在PB上确定一点Q,使平面MNQ∥平面PAD,并证明.
[反思归纳]
1.常见的平行关系有线线平行、线面平行和面面平行,这三种平行关系不是孤立存在的,而是相互联系、相互转化的,它们的联系如下:
2.判定是用低一级的平行关系证明高一级的平行关系;性质是由高一级的平行关系推出低一级的平行关系.
3.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F,G分别为B1C1,A1B1,AB的中点.
(1)求证:平面A1C1G∥平面BEF;
(2)若平面A1C1G∩BC=H,求证:H为BC的中点.
证明 (1)∵E,F分别为B1C1,A1B1的中点,∴EF∥A1C1,
∵A1C1 平面A1C1G,EF 平面A1C1G,∴EF∥平面A1C1G,
又F,G分别为A1B1,AB的中点,∴A1F=BG,
又A1F∥BG,∴四边形A1GBF为平行四边形,则BF∥A1G,
∵A1G 平面A1C1G,BF 平面A1C1G,
∴BF∥平面A1C1G,又EF∩BF=F,EF 平面BEF,BF 平面BEF,
∴平面A1C1G∥平面BEF.
(2)∵平面A1C1G与平面ABC有公共点G,H,∴平面A1C1G∩平面ABC=GH.
又∵平面ABC∥平面A1B1C1,平面A1C1G∩平面A1B1C1=A1C1,
则A1C1∥GH,得GH∥AC,
∵G为AB的中点,∴H为BC的中点.
1.知识网络
[课堂小结]
2.特别提醒
证明平面与平面平行时的条件要齐全.
1.思考辨析.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若一个平面内有无数条直线都与另一个平面平行,则这两个平面平行.( )
(2)若一个平面内任何一条直线都平行于另一个平面,则这两个平面平行.( )
(3)若平面α∥平面β,l 平面β,m 平面α,则l∥m.( )
×

×
2.已知m,n是两条直线,α,β是两个平面,有以下三个命题:
①m,n相交且都在平面α,β外,m∥α,m∥β,n∥α,n∥β,则α∥β;
②若m∥α,m∥β,则α∥β;
③若m∥α,n∥β,m∥n,则α∥β.
其中正确命题的个数是(  )
A.0 B.1 C.2 D.3
解析 ①因为m,n相交,所以m,n共面,设这个平面为γ,因为m∥α,n∥α,m γ,n λ,m,n相交,所以α∥γ,同理可得β∥γ,所以α∥β,故①正确;②α,β有可能相交,若m平行α,β的交线,此时也满足m∥α,m∥β,故②错误;③α,β有可能相交,若m,n平行α,β的交线,此时也满足m∥n,m∥α,n∥β,故③错误.
B
A
3.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,作截面EFGH(如图)交C1D1,A1B1,AB,CD分别于E,F,G,H,则四边形EFGH的形状为(  )
A.平行四边形 B.菱形
C.矩形 D.梯形
解析 在正方体ABCD-A1B1C1D1中,可得平面ABCD∥平面A1B1C1D1,且平面EFGH∩平面ABCD=GH,平面EFGH∩平面A1B1C1D1=EF,所以EF∥GH,同理可证EH∥FG,所以四边形EFGH的形状一定为平行四边形.
4.如图,平面α∥平面β,△PAB所在的平面与α,β分别交于CD和AB,若PC=2,CA=3,CD=1,则AB=____________.
[基础巩固]
1.设α,β为两个平面,则α∥β的充要条件是(  )
A.α内有无数条直线与β平行
B.α内有两条相交直线与β平行
C.α,β平行于同一条直线
D.以上答案都不对
B
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解析 A选项,若这些无数条直线均平行,此时无法推出α∥β,A错误;B选项,由面面平行的判定定理得到B正确,故D错误;C选项,如图,α,β平行于同一条直线m,但α,β不平行,C错误.
2.如图,已知平面α∥平面β,点P为α,β外一点,直线PB,PD分别与α,β相交于A,B和C,D,则AC与BD的位置关系为(  )
A.平行 B.相交
C.异面 D.平行或异面
解析 由题意知:P,A,B,C,D在同一平面内,且平面PBD∩平面α=AC,平面PBD∩平面β=BD,∵平面α∥平面β,∴AC∥BD.
A
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3.已知正方体ABCD-A1B1C1D1,平面AB1C与平面AA1D1D的交线为l,则(  )
A.l∥A1D B.l∥B1D C.l∥C1D D.l∥D1D
A
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解析 如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,∵平面BCC1B1∥平面ADD1A1,B1C=平面BCC1B1∩平面AB1C,平面AB1C∩平面ADD1A1=l,∴l∥B1C.对于A,∵A1D∥B1C,∴l∥A1D,故A正确;对于B,∵B1D与B1C相交,∴l与B1D不平行,故B错误;对于C,∵C1D与B1C不平行,∴l与C1D不平行,故C错误;对于D,∵DD1与B1C不平行,∴l与DD1不平行,故D错误.故选A.
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4.设A,B,C表示不同的点,n,l表示不同的直线,α,β表示不同的平面,下列说法正确的是(  )
A.若A,B∈l,A,B α,则l∥α
B.若A,B∈α,A,B,C∈β,α∩β=l,则C∈l
C.若α∩β=l,n∥α,n∥β,则n∥l
D.若α∥β,l α,n β,则l∥n
C
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解析 由点A,B,C表示不同的点,n,l表示不同的直线,α,β表示不同的平面,对于A中,若A,B∈l,A,B α,当点A,B在平面α的两侧时,l与α相交,所以A错误;对于B中,由A,B∈α,A,B∈β,且α∩β=l,可得A,B∈l,又由C∈β,但C不一定在l上,所以B错误;对于C中,如图所示,在平面α内取一点A,过直线n和点A作一平面γ,设α∩γ=a,因为n γ,n∥α,且α∩γ=a,可得n∥a,同理证得n∥b,所以a∥b,因为a∥b且a β,b β,所以a∥β,又因为a α,a∥β且α∩β=l,所以a∥l,所以n∥l,所以C正确;对于D中,若α∥β,l α,n β,则l∥n或l与n异面,所以D错误.
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5.(多选)在下面四个正方体图形中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,P分别为其所在棱的中点,能得出AB∥平面MNP的图形是(  )
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AB
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解析 AB 对选项A,如图所示,因为M,N,P分别为其所在棱的中点,所以MN∥AD,又因为MN 平面ADBC,AD 平面ADBC,所以MN∥平面ADBC,因为NP∥AC,NP 平面ADBC,AC 平面ADBC,所以NP∥平面ADBC,又因为NP 平面MNP,MN 平面MNP,NP∩MN=N,所以平面MNP∥平面ADBC.因为AB 平面ADBC,所以AB∥平面MNP,故A正确;
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对选项B,如图所示,
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因为M,N,P分别为其所在棱的中点,所以MP∥CD,又因为AB∥CD,所以AB∥MP,因为AB 平面MNP,MP 平面MNP,所以AB∥平面MNP,故B正确;
对选项C,如图所示,
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因为M,N,P分别为其所在棱的中点,所以D为BC的4等分点,所以AB与PD必相交,即AB与平面MNP的位置关系为相交,故C错误;
对选项D,如图所示,
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因为M,N,P分别为其所在棱的中点,所以MN∥CP,点C在平面MNP内,又因为CD∩平面MNP=C,AB∥CD,所以AB与平面MNP的位置关系为相交,故D错误.
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6.如图,已知在三棱锥P-ABC中,D,E,F分别是棱PA,PB,PC的中点,则平面DEF与平面ABC的位置关系是________.
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平行
解析 在△PAB中,因为D,E分别是PA,PB的中点,所以DE∥AB.又DE 平面ABC,AB 平面ABC,所以DE∥平面ABC.同理,可证EF∥平面ABC.又DE∩EF=E,DE 平面DEF,EF 平面DEF,所以平面DEF∥平面ABC.
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8.(8分)如图,BF∥平面ADE,CF∥AE.求证:AD∥BC.
证明 ∵CF∥AE,CF 平面ADE,AE 平面ADE,∴CF∥平面ADE.
∵BF∥平面ADE,BF∩CF=F,BF 平面BCF,CF 平面BCF,
∴平面ADE∥平面BCF.
又平面ADE∩平面ABCD=AD,平面BCF∩平面ABCD=BC,∴AD∥BC.
(1)证明:MN∥平面ABE;
(2)设平面BDE与圆O′所在平面的交线为l,证明:l∥平面BEF.
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证明 (1)如图,
连接AE,AF,
根据圆柱的性质可得AD∥EF且AD=EF,所以四边形AEFD为
平行四边形,
因为M为DE的中点,所以M为AF的中点,又N为BF的中点,所以MN∥AB,
因为MN 平面ABE,AB 平面ABE,
所以MN∥平面ABE.
(2)根据圆柱的性质可得圆O′∥平面ABE,
又平面BDE∩圆O′=l,平面BDE∩平面ABE=BE,所以l∥BE,
因为l 平面BEF,BE 平面BEF,所以l∥平面BEF.
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[综合应用]
10.如图,在正四棱锥S-ABCD中,E是BC的中点,P点在侧面△SCD内及其边界上运动,并且总是保持PE∥平面SBD.则动点P的轨迹与△SCD组成的相关图形最有可能的选项是(  )
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A
解析 分别取CD,SC的中点M,N,连接MN,ME,NE,又∵E是BC的中点,∴EM∥BD,EN∥SB,又∵EM 平面SBD,EN 平面SBD,BD 平面SBD,SB 平面SBD,∴EM∥平面SBD,EN∥平面SBD,又∵EM∩EN=E,EM 平面EMN,EN 平面EMN,∴平面EMN∥平面SBD,∴当P在MN上移动时,PE 平面EMN,此时能够保持PE∥平面SBD,则动点P的轨迹与△SCD组成的相关图形是选项A,故选A.
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11.已知点E,F分别是正方体ABCD-A1B1C1D1的棱AB,AA1的中点,点M,N分别是线段D1E与C1F上的点,则满足与平面ABCD平行的直线MN有(  )
A.0条 B.1条
C.2条 D.无数条
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D
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解析 D 如图所示,作平面KSHG∥平面ABCD,C1F,D1E交平面KSHG于点N,M,连接MN,由面面平行的性质得MN∥平面ABCD,由于平面KSHG有无数个,所以平行于平面ABCD的MN有无数条,故选D.
12.(多选)如图是正方体的平面展开图,在这个正方体中,下列命题正确的有(  )
A.BM∥平面DCMN
B.CN∥平面BCMF
C.平面BDM∥平面AFN
D.平面BDE∥平面NCF
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CD
解析 展开图可以折成如图①所示的正方体.
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易知BM与平面DCMN有公共点M,CN与平面BCMF有公共点C,所以A,B错误;如图②所示,连接AN,NF,BE,BD,DM,CF,由于BM∥AN,AN 平面AFN,BM 平面AFN,所以BM∥平面AFN,同理可得DM∥平面AFN,又BM∩DM=M,BM 平面BDM,DM 平面BDM,则平面BDM∥平面AFN,
同理可证平面BDE∥平面NCF,所以C,D正确.
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13.(13分)已知在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,E,F,N分别是A1B1,B1C1,C1D1,D1A1的中点.求证:
(1)E,F,D,B四点共面;
(2)平面AMN∥平面EFDB.
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[拓展提升]
C
14.在三棱台A1B1C1-ABC中,点D在A1B1上,且AA1∥BD,点M是△A1B1C1内(含边界)的一个动点,且有平面BDM∥平面A1C,则动点M的轨迹是(  )
A.平面
B.直线
C.线段,但只含1个端点
D.圆
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解析 过点D作DN∥A1C1,交B1C1于点N,连接BN,由于A1C1 平面A1C,DN 平面A1C,故DN∥平面A1C.∵在三棱台A1B1C1-ABC中,点D在A1B1上,且AA1∥BD,且AA1 平面A1C,BD 平面A1C,∴BD∥平面A1C.∵BD 平面BDN,DN 平面BDN,BD∩DN=D,∴平面BDN∥平面A1C,∵点M是△A1B1C1内(含边界)的一个动点,且有平面BDM∥平面A1C,∴M的轨迹是线段DN,且M与D不重合,∴动点M的轨迹是线段,但只含1个端点.

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