文档文本内容
第30 讲空间点、线、面之间的平行关系
(知识清单+7 典例精讲+4 方法技巧+分层训练)
近3 年考查情况
题型
分值
线面平行判定定理证明
解答题
12 分
线面平行性质定理辨析应用
选择题
5 分
线面、面面平行命题真假辨析
解答题
12 分
面面平行判定条件辨析
选择题
5 分
面面平行综合证明
解答题
12 分
【知识点01】线面平行的判定定理和性质定理
文字语言
图形语言
符号语言
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
与此平面平行
a⊄α
b⊂α
a∥b}
⇒a∥α
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,那么该直线与交
线平行
a∥α
a⊂β
α ⋂β =b}
⇒a∥b
【例1】已知直线a∥平面α,直线a⊂平面β,且α ∩β =m,求证:a∥m。
【知识点02】面面平行的判定定理和性质定理
文字语言
图形语言
符号语言
判
定
定
理
如果一个平面内
的两条相交直线
与另一个平面平
行,那么这两个
平面平行
a⊂β
b⊂β
a⋂b= P
a∥α
b∥α }
⇒β∥α
性
质
定
理
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
线平行
α ∥β
α ⋂γ =a
β ⋂γ =b}
⇒a∥b
【例2】在正方体ABCD - A1B1C1 D1中,求证:平面A B1 D1∥平面C1BD。
【题型一】判断线面平行与补全线面平行的条件
【例1】已知直线l、m 和平面
,若
,则“l 与m 不相交”是“
”的( )
A.充分非必要条件
B.必要非充分条件
C.充分必要条件D.既非充分又非必要条件
【变式1】(2025·浙江·三模)在棱长为1 的正方体
中,点P,Q 分别为棱
,
上的动点(可
与端点重合),若
面
,则线段
的长度为( )
A.
B.
C.
D.
【变式2】已知说法甲为“如果直线
,那么
平面
”,说法乙为“如果
平面
”,那么
”.要使上面
两种说法成立,需分别添加的条件是
A.甲:“
”,乙:“
”
B.甲:“
”,乙:“
且
”
C.甲:“
,
”,乙:“
且
”
D.甲:“
,
”,乙:“
”
【变式3】(2024 黑龙江大庆·一模)如图,已知正方体
,点
分别是
的中点,
与平面
________(填“平行”或“不平行”);在正方体的
条面对角线中,与平面
平行的面对角线
有________条.
【题型二】判断面面平行与补全面面平行的条件
【例1】下列条件中能推出平面
平面
的是( )
A.存在一条直线
,
,
B.存在一条直线
,
,
C.存在两条平行直线
,
,
,
,
,
D.存在两条异面直线
,
,
,
,
,
【变式1】(2025 浙江嘉兴·模拟预测)已知
是不全平行的直线,
是不同的平面,则下列能够得到
的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式2】设
,
是空间中的两个平面,,
是两条直线,则使得
成立的一个充分条件是( )
A.
,
,
B.
,
,
C.
,
,
,
D.
,
,
【变式3】(多选)以下条件能够判断平面
与平面
平行的是( )
A.平面
内有两条直线与平面
平行
B.两不同平面
,
平行于同一个平面
C.平面
内的任意一条直线与平面
无公共点
D.夹在平面
与平面
间的两条平行线段相等
【题型三】由线面平行的性质判断线段比例或点所在的位置
【例3】(2023·甘肃白银·二模)如图,在正方体
中,
,
分别是棱
,
的中点,点
在正
方形
内,若
,
平面
,则
的最小值是( )
A.2
B.
C.
D.3
【变式1】(2025·全国·模拟预测)如图.四棱锥
的底面
为正方形,空间中存在点E,满足
,则点E 可能位于( )
A.平面
与平面
的交线上
B.平面
与平面
的交线上
C.直线
上
D.直线
上
【变式2】(2024·陕西咸阳·模拟预测)如图,
为平行四边形
所在平面外一点,
分别为
上一点,
且
,当
平面
时,
__________.
【变式3】如图,在三棱柱
中,E 是棱
的中点,D 是棱BC 上一点.若
平面ADE,则
的值
为______.
【题型四】由线面平行求线段长度
【例4】(2024·山西吕梁·三模)如图,在棱长为2 的正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,过A1B 且与AC1平行的平面交
B1C1于点P,则PC1=( )
A.2
B.
C.
D.1
【变式1】已知正方体
的棱长为1,点
是平面
的中心,点
是平面A1B1C1D1的对角线
上一点,且
平面
,则线段
的长为( )
A.
B.
C.
D.
【变式2】(2024·浙江·模拟预测)三棱锥
的所有棱长均为2,E,F 分别为线段BC 与AD 的中点,M,N 分
别为线段AE 与CF 上的动点,若
平面ABD,则线段MN 长度的最小值为______.
【变式3】如图,已知圆O 的直径AB 长为2,上半圆圆弧上有一点C,
,点P 是弧AC 上的动点,点D
是下半圆弧的中点,现以AB 为折线,将上下半圆所在的平面折成直二面角,连接
、
,
,
.
(1)当
平面PCD 时,求
的长;
(2)求三棱锥
的最大体积
【题型五】证明线面平行
【例5】如图,在四棱锥
,
,点E 在AD 上,且
.
若F 为线段PE 的中点,求证:
平面PCD.
【变式1】如图,
等边三角形,且点A,B 分别为线段
与
的中点.将
沿
折叠后使点O 与点P
重合,得到四棱锥
.设点E 为线段
上一点,且
.
(1)证明:
平面
;
(2)求四棱锥
与三棱锥
的体积之比.
【变式2】(2026·上海崇明·二模)如图,在直三棱柱
中,
,
,且D,E 分别
是
,
的中点.
(1)证明:
平面
;
(2)求三棱锥
的体积.
【变式3】如图,在直角梯形
中,
,
,
,
为
中点,将
沿
折起,使
到
处.求证:
平面
;
【题型六】证明面面平行
【例6】如图,不在同一直线上的三点
在平面α 上,点
、
、
在平面β 上,且
.求证:平面
平面β.
【变式1】如图,已知长方体
,求证:平面
平面
.
【变式2】如图,已知圆锥的母线长为2,底面圆的半径为1,点
为底面圆的三等分点,
分别是
的中点.
(1)求证:平面
平面
.
(2)求三棱锥
的体积.
【变式3】(2024·陕西安康·模拟预测)如图,在圆锥
中,
为圆锥的顶点,
是圆锥底面的圆心,四边形
是底面的内接正方形,
分别为
的中点,过点
的平面为
.
(1)证明:平面
平面
;
(2)若圆锥的底面圆半径为2,高为
,设点
在线段
上运动,求三棱锥
的体积.
【题型七】平行关系的综合应用
【例7】如图,已知点
是正方形
所在平面外一点,
分别是
的中点.
(1)求证:
平面
;
(2)若线段
上存在一点
使得平面
平面
,求
的值.
【变式1】如图,四边形
是平行四边形,点
是平面
外一点.
(1)求证:
平面
;
(2)已知
,
分别是
,
的中点,在
上取一点
,过
和
作平面交平面
于
,
(i)求证:
;
(ii)求证:
平面
.
【变式2】如图,在平行六面体
中,
,
,
,
,
分别是
,
,
,
,
的中
点,求证:
(1)
;
(2)
平面
;
(3)平面
平面
.
【变式3】如图,在正方体
中,点
分别为棱
的中点,点
是棱
上
的一点,且
.
(1)求证:
平面
;
(2)棱
上是否存在一点
使平面
平面
?若存在,求
的值;若不存在,请说明理由.
【解题大招01】线面平行万能证明法
1. 两大核心解题模型(满分套路)
模型1:三角形中位线模型(最常考)
适用场景:题干出现中点、等分点,棱锥、棱柱几何体优先使用。
解题技巧:连接底面对角线,构造中位线,证线线平行,推出线面平行。
模型2:平行四边形模型
适用场景:几何体对边平行且相等,无中点条件时优先使用。
解题技巧:构造一组平行且相等的对边,证明四边形为平行四边形,得线线平行。
2. 满分必备三条件(缺一扣分)
a⊄α ,b⊂α ,a∥b⇒a∥α
答题必写:直线在平面外、直线在平面内、两直线平行,高考阅卷按点给分。
【例1】在四棱锥P - ABCD中,底面ABCD为平行四边形,E为PD中点,求证:PB∥平面AEC。
【解题大招02】线面平行性质逆向解题法
已知线面平行,求线线平行、线段长度、位置关系,无需辅助线,直接套用性质公式。
核心公式:a∥α ,a⊂β ,α ∩β =l⇒a∥l
关键结论:线面平行,只平行交线,不平行面内任意直线(选择判断题秒杀技巧)。
【例2】已知直线a∥平面α,过直线a的平面β与平面α交于直线m,求证:a∥m。
【解题大招03】面面平行两步证明法
解题步骤技巧
第一步:在待证平面内找两条相交直线;
第二步:分别证明两条直线平行于另一平面;
第三步:由面面平行判定定理直接得出结论。
核心禁忌:两条平行线无法证明面面平行,必考易错点。
判定公式:a⊂α ,b⊂α ,a∩b= P ,a∥β ,b∥β ⇒α ∥β
【例3】在正方体ABCD - A1B1C1 D1中,求证:平面A B1 D1∥平面C1BD。
【解题大招04】面面平行性质秒杀解题法
1. 两大秒杀结论
结论1(交线平行):α ∥β ,α ∩γ =l1, β ∩γ =l2⇒l1∥l2
结论2(线面平行):α ∥β ,l⊂α ⇒l∥β
【例4】已知平面α ∥平面β,平面γ与α交于直线a,与β交于直线b,求证:a∥b。
【基础过关】(共8 题)
一、单选题
1.(2026·河南·模拟预测)在四棱锥
中,底面
是面积为
的正方形,
,
,
分别是棱
,
的中点,设四棱锥
被过
,
且平行于
的平面截得的截面面积为
,则
的最大值为( )
A.
B.2
C.
D.1
2.(2026·福建·二模)设α,β 是两个不同的平面,则
的充要条件是( )
A.存在无数条直线与α,β 都平行
B.存在无数个平面与α,β 都垂直
C.对任意的直线
,都存在直线
,使得
D.对任意的直线
,都存在直线
,使得
3.(2026·河北邯郸·一模)在下列四个正方体中,
为正方体的顶点,
为所在棱的中点,则满足直线
平面
的是( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题
4.如图,点A,B,C,M,N 是正方体的顶点或所在棱的中点,则满足MN∥平面ABC 的有( )
A.
B.
C.
D.
三、填空题
5.(2025·山西临汾·三模)在三棱锥A-BCD 中,AB=CD=2,过BC 中点E 的截面与AB,CD 都平行,则截面的周
长为______.
6.如图所示,ABCD—A1B1C1D1是棱长为a 的正方体,M,N 分别是下底面的棱A1B1,B1C1的中点,P 是上底面的棱
AD 上的一点,AP=
,过P,M,N 的平面交上底面于PQ,Q 在CD 上,则PQ=________.
四、解答题
7.(2024·陕西渭南·三模)如图,在四棱锥
中,底面ABCD 是平行四边形,
平面ABCD,
,
,且M,N 分别为PD,AC 的中点.
(1)求证:
平面PBC;
(2)求三棱锥
的体积.
8.如图,在棱长为2 的正方体
中,
是棱
的中点,
是
与
的交点.
(1)求证:
平面
;
(2)求三棱锥
的体积.
【拔高选练】(共6 题)
一、单选题
1.(2025·黑龙江·一模)如图,
是圆台上底面的圆心,
,
是圆台下底面圆周上的两个动点,
是圆台的一条
母线,记圆台的上、下底面圆的半径分别为,
.若
,
平面
,且
的最小值为6,则该圆
台的体积为( )
A.
B.
C.
D.
2.(2025·河北秦皇岛·三模)如图,在棱长为2 的正方体
中,
、
分别为
、
的中点,则过
点
、
、
的平面
与侧面
的交线长为( )
A.
B.
C.
D.
3.(2025·内蒙古包头·模拟预测)如图,正方体
的棱长为2,
分别是棱
的中点,点
是
底面
内一动点,则下列结论正确的为( )
A.不存在点
,使得
平面
B.过
三点的平面截正方体所得截面图形是五边形
C.三棱锥
的体积为4
D.三棱锥
的外接球表面积为
二、多选题
4.(2025·江西九江·三模)如图,在五面体
中,底面
是边长为
的正方形,
,
平面
,
,
到底面的距离为
,点
为
的中点,点
在四边形
内部(含边界).则下
列选项中正确的是( )
A.存在点
,使得
平面
B.存在点
,使得
C.该五面体的体积为
D.若
,则点
的轨迹长度为
三、填空题
5.(2026·河南开封·模拟预测)在正四棱台
中,
,
,
为线段
的中点,则
三棱锥
的体积为______.
四、解答题
6.(2026·湖北武汉·三模)在三棱台
中,上下底面均为正三角形,
底面
,且
,
,过点
作平面
侧面
,平面
与下底面
的边
、
分别交于
、
两点.
(1)求证:直线
平面
;
(2)求三棱锥
的体积.
【错题复盘】(共5 题)
一、单选题
1.在四棱锥
中,
,过直线
的平面将四棱锥截成体积相等的两个部分,设该平面与棱
交于
点E,则
( )
A.
B.
C.
D.
2.(2024·四川乐山·三模)在三棱柱
中,点
在棱
上,且
,点
在棱
上,且
为
的中点,点
在直线
上,若
平面
,则
( )
A.2
B.3
C.4
D.5
二、多选题
3.(2025·四川绵阳·模拟预测)正方体
棱长为2,
为
中点,
为平面
上的动点(在四
边形
内部及其边界)且满足
平面
,则下列正确的是( )
A.动点F 的轨迹长度为
B.三棱锥
的体积范围为
C.三棱锥
的体积为定值
D.当三棱锥
的体积最小时,其外接球的表面积为
三、填空题
4.(2024·辽宁·模拟预测)已知四棱锥
的底面
是边长
的正方形,
,
平面
,
为线段
的中点,若空间中存在平而
满足
,
,记平面
与直线
,
分别交于点
,
,则
=______,四边形
的面积为______.
四、解答题
5.(2025·云南昆明·模拟预测)如图,
是边长为4 的等边三角形,且点
分别为线段
与
的中点.将
沿
折叠后使点
与点
重合,得到四棱锥
.设点
为线段
上一点,且
.
(1)证明:
平面
;
(2)求四棱锥
与三棱锥
的体积之比.