文档内容
8.5.2 直线与平面平行
考点 学习目标 核心素养
理解直线与平面平行的定义,会用图
形语言、文字语言、符号
语言准确描述直线与平面平行的判定
直线与平面平行的判定 直观想象、逻辑推理
定理,会用直线与平面平
行的判定定理证明一些空间线面位置
关系
理解并能证明直线与平面平行的性质
定理,明确定理的条件,
直线与平面平行的性质 直观想象、逻辑推理
能利用直线与平面平行的性质定理解
决有关的平行问题
问题导学
预习教材P135-P138的内容,思考以下问题:
1.直线与平面平行的判定定理是什么?
2.直线与平面平行的性质定理是什么?
1.直线与平面平行的判定定理
如果平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,那么该直线与此平
文字语言
面平行
符号语言 a ⊄ α , b α , 且 a ∥ b a∥α
图形语言 ⊂ ⇒
■名师点拨
用该定理判断直线a和平面α平行时,必须同时具备三个条件:
(1)直线a在平面α外,即a⊄α.
(2)直线b在平面α内,即b α.
(3)两直线a,b平行,即a∥b.
⊂
2.直线与平面平行的性质定理
一条直线与一个平面平行,如果过该直线的平面与此平面相交,那么
文字语言
该直线与交线平行
符号语言 a∥α, a β , α ∩ β = b a∥b
⊂ ⇒图形语言
■名师点拨
(1)线面平行的性质定理成立的条件有三个:
①直线a与平面α平行,即a∥α;
②平面α,β相交于一条直线,即α∩β=b;
③直线a在平面β内,即a β.
以上三个条件缺一不可.
⊂
(2)定理的作用:
①线面平行⇒线线平行;
②画一条直线与已知直线平行.
(3)定理揭示了直线与平面平行中蕴含着直线与直线平行,即通过直线与平面平行可得
到直线与直线平行,这给出了一种作平行线的方法,体现了数学中的转化与化归的思想.
判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)如果一条直线和平面内一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行.( )
(2)若直线l上有两点到平面α的距离相等,则l∥平面α.( )
(3)若直线l与平面α平行,则l与平面α内的任意一条直线平行.( )
(4)若直线a∥平面α,直线a∥直线b,则直线b∥平面α.( )
(5)若直线a∥平面α,则直线a与平面α内任意一条直线都无公共点.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
能保证直线a与平面α平行的条件是( )
A.b α,a∥b
B.b α,c∥α,a∥b,a∥c
⊂
C.b α,A,B∈a,C,D∈b,且AC∥BD
⊂
D.a ⊂⊄α,b α,a∥b
答案:D
⊂
如图,在三棱锥SABC中,E,F分别是SB,SC上的点,且EF∥平面ABC,则(
)
A.EF与BC相交 B.EF∥BC
C.EF与BC异面 D.以上均有可能
解析:选B.因为平面SBC∩平面ABC=BC,又因为EF∥平面ABC,所以EF∥BC.已知l,m是两条直线,α是平面,若要得到“l∥α”,则需要在条件“m α,
l∥m”中另外添加的一个条件是________.
⊂
解析:根据直线与平面平行的判定定理,知需要添加的一个条件是“l⊄α”.
答案:l⊄α
直线与平面平行的判定
如图,在正方体ABCDABC D 中,E,F,G分别是BC,
1 1 1 1
CC ,BB 的中点,求证:EF∥平面ADG.
1 1 1
【证明】 连接 BC ,则由 E,F 分别是 BC,CC 的中点,知
1 1
EF∥BC .
1
又AB\s\do3(═)AB\s\do3(═)DC ,所以四边形ABCD 是平行四
1 1 1 1 1 1
边形,
所以BC ∥AD,所以EF∥AD.
1 1 1
又EF⊄平面ADG,AD 平面ADG,
1 1 1
所以EF∥平面ADG.
1 ⊂
应用判定定理证明线面平行的步骤
上面的第一步“找”是证题的关键,其常用方法有:
①空间直线平行关系的传递性法;
②三角形中位线法;
③平行四边形法;
④成比例线段法.
[提醒] 线面平行判定定理应用的误区
(1)条件罗列不全,最易忘记的条件是“直线在平面外”.
(2)不能利用题目条件顺利地找到两平行直线.
1.如图,下列正三棱柱ABCABC 中,若M,N,P分别为其所在棱的中点,则不能
1 1 1
得出AB∥平面MNP的是( )解析:选C.在题图A,B中,易知AB∥AB∥MN,MN 平面MNP,AB⊄平面MNP,
1 1
所以AB∥平面MNP;在图D中,易知AB∥PN,PN 平面 ⊂MNP,AB⊄平面MNP,所以
AB∥平面MNP.
⊂
2.已知有公共边AB的两个全等的矩形ABCD和ABEF不同在一个平面内,P,Q分别
是对角线AE,BD上的点,且AP=DQ.求证:PQ∥平面CBE.
证明:如图,作 PM∥AB 交 BE 于点 M,作 QN∥AB 交 BC 于点 N,连接 MN,则
PM∥QN,
=,=.
因为EA=BD,AP=DQ,
所以EP=BQ.
又因为AB=CD,所以PM\s\do3(═)QN,
所以四边形PMNQ是平行四边形,
所以PQ∥MN.
又因为PQ⊄平面CBE,MN 平面CBE,
所以PQ∥平面CBE.
⊂
线面平行性质定理的应用
如图,P是平行四边形ABCD所在平面外的一点,M是PC的中点,在DM上
取一点G,过点G和AP作平面,交平面BDM于GH.求证:AP∥GH.
【证明】 如图,连接 AC,交 BD 于点 O,连接 MO.
因为四边形ABCD是平行四边形,
所以点O是AC的中点.
又因为点M是PC的中点,
所以AP∥OM.
又因为AP⊄平面BDM,OM 平面BDM,
所以AP∥平面BDM.
⊂
因为平面PAHG∩平面BDM=GH,AP 平面PAHG,所以AP∥GH.
⊂
如图,四棱锥PABCD中,底面ABCD是平行四边形,且PA=3.F在棱
PA上,且AF=1,E在棱PD上.若CE∥平面BDF,求PE∶ED的值.
解:过点E作EG∥FD交AP于点G,连接CG,连接AC交BD于点
O,
连接FO.
因为EG∥FD,EG⊄平面BDF,
FD 平面BDF,
所以EG∥平面BDF,又EG∩CE=E,CE∥平面BDF,EG 平面CGE,CE 平面
⊂
CGE,
⊂ ⊂
所以平面CGE∥平面BDF,
又CG 平面CGE,
所以CG∥平面BDF,
⊂
又平面BDF∩平面PAC=FO,CG 平面PAC,
所以FO∥CG.又O为AC的中点,
⊂
所以F为AG的中点,
所以FG=GP=1,
即G是PF的中点,又EG∥FD,
所以E为PD的中点,所以PE∶ED=1∶1.
1.已知b是平面α外的一条直线,下列条件中,可得出b∥α的是( )
A.b与α内的一条直线不相交
B.b与α内的两条直线不相交
C.b与α内的无数条直线不相交
D.b与α内的所有直线不相交解析:选D.若b与α内的所有直线不相交,即b与α无公共点,故b∥α.
2.给出下列命题:
①如果一条直线不在平面内,则这条直线就与这个平面平行;
②过直线外一点,可以作无数个平面与这条直线平行;
③如果一条直线与平面平行,则它与平面内的任何直线平行.
其中正确命题的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:选B.①中,直线可能与平面相交,故①错;②是正确的;③中,一条直线与平
面平行,则它与平面内的直线平行或异面,故③错.
3.三棱台ABCABC 中,直线AB与平面ABC 的位置关系是( )
1 1 1 1 1 1
A.相交 B.平行
C.在平面内 D.不确定
解析:选B.在三棱台ABCABC 中,AB∥AB,AB⊄平面ABC ,AB 平面ABC ,
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
所以AB∥平面ABC .
1 1 1 ⊂
4.如图,直三棱柱ABCABC 中,D是AB的中点.证明:BC ∥平面ACD.
1 1 1 1 1
证明:如图,连接AC 交AC于点F,则F为AC 的中点.
1 1 1
又D是AB的中点,连接DF,则DF∥BC .
1
因为DF 平面ACD,BC ⊄平面ACD,所以BC ∥平面ACD.
1 1 1 1 1
⊂
[A 基础达标]
1.下列选项中,一定能得出直线m与平面α平行的是( )
A.直线m在平面α外
B.直线m与平面α内的两条直线平行
C.平面α外的直线m与平面内的一条直线平行D.直线m与平面α内的一条直线平行
解析:选C.选项A不符合题意,因为直线m在平面α外也包括直线与平面相交;选项
B与D不符合题意,因为缺少条件m⊄α;选项C中,由直线与平面平行的判定定理,知直
线m与平面α平行,故选项C符合题意.
2.如图,已知S为四边形ABCD外一点,G,H分别为SB,BD
上的点,若GH∥平面SCD,则( )
A.GH∥SA
B.GH∥SD
C.GH∥SC
D.以上均有可能
解析:选B.因为GH∥平面SCD,GH 平面SBD,平面SBD∩平面SCD=SD,所以
GH∥SD,显然GH与SA,SC均不平行,故选B.
⊂
3.已知直线a∥平面α,a∥平面β,α∩β=b,则a与b( )
A.相交 B.平行
C.异面 D.共面或异面
解析:选B.因为直线a∥α,a∥β,所以在平面α,β中分别有一直线平行于a,不妨
设为m,n,所以a∥m,a∥n,所以m∥n.又α,β相交,m在平面α内,n在平面β内,
所以m∥β,所以m∥b,所以a∥b.
4.在空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA上的点,当BD∥
平面EFGH时,下列结论中正确的是 ( )
A.E,F,G,H一定是各边的中点
B.G,H一定是CD,DA的中点
C.BE∶EA=BF∶FC,且DH∶HA=DG∶GC
D.AE∶EB=AH∶HD,且BF∶FC=DG∶GC
解析:选D.由于BD∥平面EFGH,由线面平行的性质定理,有BD∥EH,BD∥FG,
则AE∶EB=AH∶HD,且BF∶FC=DG∶GC.
5.若直线 l∥平面 α,则过 l作一组平面与 α相交,记所得的交线分别为 a,b,
c,…,那么这些交线的位置关系为( )
A.都平行
B.都相交且一定交于同一点
C.都相交但不一定交于同一点
D.都平行或交于同一点
解析:选A.因为直线l∥平面α,所以根据直线与平面平行的性质知 l∥a,l∥b,
l∥c,…,所以a∥b∥c∥…,故选A.
6.在正方体ABCDABC D 中,E、F分別是对角线AD、BD 的中点,则正方体6
1 1 1 1 1 1 1
个表面中与直线EF平行的平面有________________.解析:如图,连接AC ,C D,
1 1 1
所以F为AC 的中点,
1 1
在△AC D中,EF为中位线,
1 1
所以EF∥C D,又EF⊄平面C CDD ,
1 1 1
C D 平面C CDD ,所以EF∥平面C CDD .
1 1 1 1 1
同理,EF∥平面ABBA.
⊂ 1 1
故与EF平行的平面有平面C CDD 和平面ABBA.
1 1 1 1
答案:平面C CDD 和平面ABBA
1 1 1 1
7.如图,在正方体ABCDABC D 中,AB=2,点E为AD的中点,
1 1 1 1
点F在CD上.若EF∥平面ABC,则线段EF的长度等于________.
1
解析:因为在正方体ABCDABC D 中,AB=2,所以AC=2.又E
1 1 1 1
为 AD 的中点,EF∥平面 ABC,EF 平面 ADC,平面 ADC∩平面
1
ABC=AC,所以EF∥AC,
1 ⊂
所以F为DC的中点,
所以EF=AC=.
答案:
8.如图,正方体ABCDABC D 中,AB=2,点E为AD的中点,点F在
1 1 1 1
CD上,若EF∥平面ABC,则线段EF的长度等于________.
1
解析:因为EF∥平面ABC,EF 平面ACD,平面ACD∩平面ABC=
1 1
AC,
⊂
所以EF∥AC,又E为AD的中点,AB=2,
所以EF=AC=×=.
答案:
9.如图所示,四棱锥PABCD的底面是边长为1的正方形,E为PC的中点,PF=
2FD,求证:BE∥平面AFC.
证明:如图,连接BD,交AC于点O,取PF的中点 G,连接
EG,ED,ED交CF于点M,连接MO.在△PCF中,E,G分别为PC,PF的中点,
则EG∥FC.
在△EDG中,MF∥EG,且F为DG的中点,则M为ED的中点.
在△BED中,O,M分别为BD,ED的中点,
则BE∥MO.
又MO 平面AFC,BE⊄平面AFC,所以BE∥平面AFC.
10.如图,在正方体 ABCDABC D 中,E,F分别是棱 BC,
⊂ 1 1 1 1
C D 的中点,求证:EF∥平面BDD B.
1 1 1 1
解:如图,取DB 的中点O,连接OF,OB.
1 1
因为OF\s\do3(═)BC ,BE\s\do3(═)BC ,
1 1 1 1
所以OF\s\do3(═)BE,所以四边形OFEB是平行四边形,所以EF∥BO.
因为EF⊄平面BDD B,BO 平面BDD B,
1 1 1 1
所以EF∥平面BDD B.
1 1 ⊂
[B 能力提升]
11.如图所示,在空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA上的
点,EH∥FG,则EH与BD的位置关系是( )
A.平行 B.相交
C.异面 D.不确定
解析:选A.因为EH∥FG,FG 平面BCD,EH⊄平面BCD,所以EH∥平面BCD.因
为EH 平面ABD,平面ABD∩平面BCD=BD,所以EH∥BD.
⊂
12.已知直线a∥平面α,P∈α,那么过点P且平行于a的直线( )
⊂
A.只有一条,不在平面α内
B.有无数条,一定不在α内
C.只有一条,一定在α内
D.有无数条,一定在α内
解析:选C.若这样的直线不只一条,由基本事实4知,这些直线互相平行,这与这些
直线都过点P矛盾,因此只有一条.又由直线与平面平行的性质定理知,这条直线一定在
α内.13.如图所示,P为矩形 ABCD所在平面外一点,矩形对角线
的交点为 O,M 为 PB 的中点,给出五个结论:① OM∥PD;
② OM∥平面 PCD;③ OM∥平面 PDA;④ OM∥平面 PBA;
⑤OM∥平面PBC.其中正确的个数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选C.矩形ABCD的对角线AC与BD交于点O,所以O为BD的中点.在△PBD
中,M是PB的中点,所以OM是△PBD的中位线,所以OM∥PD,又OM⊄平面PCD,
且OM⊄平面PDA,所以OM∥平面PCD,且OM∥平面PDA.因为M∈PB,所以OM与平
面PBA、平面PBC均相交.
14.在如图所示的几何体中,四边形 ABCD 为平行四边形,
∠ACB=90°,EF∥AB,FG∥BC,EG∥AC,AB=2EF,M是线段
AD的中点,求证:GM∥平面ABFE.
证明:因为EF∥AB,
FG∥BC,EG∥AC,
∠ACB=90°,所以△ABC∽△EFG,∠EGF=90°,由于 AB=
2EF,因此BC=2FG.如图,连接AF,
由于FG∥BC,FG=BC,在 ▱ABCD中,M是线段AD的中点,
则AM∥BC,且AM=BC,
因此FG∥AM且FG=AM,
所以四边形AFGM为平行四边形,因此GM∥FA.
又FA 平面ABFE,GM⊄平面ABFE,
所以GM∥平面ABFE.
⊂
[C 拓展探究]
15.如图,斜三棱柱ABCABC 中,点D 为AC 上的点.当等于何值时,BC ∥平面
1 1 1 1 1 1 1
ABD
1 1?
解:如图,取D 为线段AC 的中点,此时=1.
1 1 1
连接AB交AB 于点O,连接OD .
1 1 1
由棱柱的性质,知四边形 AABB 为平行四边形,所以点 O为
1 1
AB的中点.
1
在△ABC 中,点O,D 分别为AB,AC 的中点,
1 1 1 1 1 1
所以OD ∥BC .
1 1又因为OD 平面ABD,BC ⊄平面ABD,
1 1 1 1 1 1
所以BC ∥平面ABD.
1 ⊂ 1 1
所以当=1时,BC ∥平面ABD.
1 1 1