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§7.3 空间点、直线、平面之间的位置关系
课标要求 1.借助长方体,在直观认识空间点、直线、平面的位置关系的基础上,抽象出
空间点、直线、平面的位置关系的定义.2.了解四个基本事实和一个定理,并能应用定理解决
问题.
知识梳理
1.基本事实1:过________________的三个点,有且只有一个平面.
基本事实2:如果一条直线上的________在一个平面内,那么这条直线在这个平面内.
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________过该点的公
共直线.
基本事实4:平行于同一条直线的两条直线 .
2.“三个”推论
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________直线,有且只有一个平面.
推论3:经过两条________直线,有且只有一个平面.
3.空间中直线与直线的位置关系
4.空间中直线与平面、平面与平面的位置关系
图形语言 符号语言 公共点
相交 ____个
直线与
平面
平行 ____个
在平面内 ____个
平行 ____个
平面与
平面
相交 ____个
5.等角定理
如果空间中一个角的两边和另一个角的两条边分别平行且方向相同,那么这两个角
.6.异面直线所成的角
(1)定义:已知两条异面直线a,b,经过空间任意一点O作直线a′∥a,b′∥b,把直线
a′和b′所成的锐角(或直角)叫作异面直线a与b所成的角或夹角.
(2)范围:____________.
常用结论
1.过平面外一点和平面内一点的直线,与平面内不过该点的直线是异面直线.
2.分别在两个平行平面内的直线平行或异面.
自主诊断
1.判断下列结论是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)没有公共点的两条直线是异面直线.( )
(2)直线与平面的位置关系有平行、垂直两种.( )
(3)如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.( )
(4)两两相交的三条直线共面.( )
2.已知正方体ABCD-ABC D,直线BD 与直线AA 所成角的余弦值是( )
1 1 1 1 1 1
A. B. C. D.
3.(多选)给出以下四个命题,其中错误的是( )
A.不共面的四点中,其中任意三点不共线
B.若点A,B,C,D共面,点A,B,C,E共面,则点A,B,C,D,E共面
C.若直线a,b共面,直线a,c共面,则直线b,c共面
D.依次首尾相接的四条线段必共面
4.如图,在三棱锥A-BCD中,E,F,G,H分别是棱AB,BC,CD,DA的中点,则:
(1)当AC,BD满足条件____________时,四边形EFGH为菱形;
(2)当AC,BD满足条件__________________时,四边形EFGH为正方形.
题型一 基本事实的应用
例1 已知在正方体ABCD-ABC D 中,E,F分别为DC ,C B 的中点,AC∩BD=P,
1 1 1 1 1 1 1 1
AC ∩EF=Q.求证:
1 1(1)D,B,F,E四点共面;
(2)若AC交平面DBFE于点R,则P,Q,R三点共线;
1
(3)DE,BF,CC 三线交于一点.
1
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跟踪训练1 在如图所示的空间几何体中,四边形ABEF与ABCD都是梯形,BC∥AD且BC
=AD,BE∥AF且BE=AF,G,H分别为AF,FD的中点.
(1)证明:四边形BCHG是平行四边形;
(2)C,D,F,E四点是否共面?为什么?
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题型二 空间位置关系的判断
例2 (1)(多选)下列推断中,正确的是( )
A.M∈α,M∈β,α∩β=l⇒M∈l
B.A∈α,A∈β,B∈α,B∈β⇒α∩β=AB
C.l⊄α,A∈l⇒A∉α
D.A,B,C∈α,A,B,C∈β,且A,B,C不共线⇒α,β重合
(2)(2023·龙岩模拟)若a和b是异面直线,b和c是异面直线,则a和c的位置关系是( )
A.异面或平行 B.异面或相交
C.异面 D.相交、平行或异面
思维升华 判断空间直线的位置关系一般有两种方法:一是构造几何体(如长方体、空间四
边形等)模型来判断.二是排除法.特别地,对于异面直线的判定常用到结论:“平面外一
点A与平面内一点B的连线和平面内不经过点B的直线是异面直线.”
跟踪训练2 (1)空间中有三条线段AB,BC,CD,且∠ABC=∠BCD,那么直线AB与CD的位置关系是( )
A.平行
B.异面
C.相交或平行
D.平行或异面或相交均有可能
(2)(多选)如图所示,在正方体ABCD-ABC D 中,M,N分别为棱C D ,C C的中点,以
1 1 1 1 1 1 1
下四个选项正确的是( )
A.直线AM与CC 是相交直线
1
B.直线AM与BN是平行直线
C.直线BN与MB 是异面直线
1
D.直线AM与DD 是异面直线
1
题型三 异面直线所成的角
例3 (1)如图,圆柱的轴截面ABCD为正方形,E为弧BC的中点,则异面直线AE与BC所
成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
(2)四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是边长为2的正方形,PA⊥底面ABCD,异面直线AC
与PD所成角的余弦值为,则四棱锥外接球的表面积为( )
A.48π B.12π C.36π D.9π
跟踪训练3 (1)(2023·莆田模拟)若正六棱柱ABCDEF-ABC DEF 的底面边长为1,高为,
1 1 1 1 1 1
则直线AE 和EF所成角的大小为( )
1
A. B. C. D.
(2)平面α过正方体ABCD-ABC D 的顶点A,α∥平面CB D ,α∩平面ABCD=m,α∩平
1 1 1 1 1 1
面ABBA=n,则m,n所成角的正弦值为( )
1 1
A. B. C. D.