13、直線和平面所成的角:(1)定義:平面的一條斜線和它在平面內(nèi)的射影所成的銳角,叫這條直線和這個平面所成的角。(2)范圍:
;(3)求法:作出直線在平面上的射影;(4)斜線與平面所成的角的特征:斜線與平面中所有直線所成角中最小的角。如(1)在正三棱柱ABC-A1B1C1中,已知AB=1,D在棱BB1上,BD=1,則AD與平面AA1C1C所成的角為______(答:arcsin
);(2)正方體ABCD-A1B1C1D1中,E、F分別是AB、C1D1的中點,則棱 A1B1 與截面A1ECF所成的角的余弦值是______(答:
);(3)
是從點
引出的三條射線,每兩條的夾角都是
,則直線
與平面
所成角的余弦值為______(答:
);(4)若一平面與正方體的十二條棱所在直線都成相等的角θ,則sinθ的值為______(答:
)。
12、三垂線定理及逆定理:(1)定理:在平面內(nèi)的一條直線,如果它和這個平面的一條斜線的射影垂直,那么它也和這條斜線垂直。(2)逆定理:在平面內(nèi)的一條直線,如果它和這個平面的一條斜線,那么它也和這條斜線在平面內(nèi)的射影垂直。其作用是證兩直線異面垂直和作二面角的平面角。
11、直線和平面垂直的判定和性質(zhì):(1)判定:①如果一條直線和一個平面內(nèi)的兩條相交直線都垂直,那么這條直線和這個平面垂直。②兩條平行線中有一條直線和一個平面垂直,那么另一條直線也和這個平面垂直。(2)性質(zhì):①如果一條直線和一個平面垂直,那么這條直線和這個平面內(nèi)所有直線都垂直。②如果兩條直線都垂直于同一個平面,那么這兩條直線平行。如(1)如果命題“若
∥z,則
”不成立,那么字母x、y、z在空間所表示的幾何圖形一定是_____(答:x、y是直線,z是平面);(2)已知a,b,c是直線,α、β是平面,下列條件中能得出直線a⊥平面α的是 A、a⊥b,a⊥c其中b
α,c
α B、a⊥b ,b∥α C、α⊥β,a∥β D、a∥b,b⊥α(答:D);(3)AB為⊙O的直徑,C為⊙O上的一點,AD⊥面ABC,AE⊥BD于E,AF⊥CD于F,求證:BD⊥平面AEF。
10、直線與平面平行的判定和性質(zhì):(1)判定:①判定定理:如果平面內(nèi)一條直線和這個平面平面平行,那么這條直線和這個平面平行;②面面平行的性質(zhì):若兩個平面平行,則其中一個平面內(nèi)的任何直線與另一個平面平行。(2)性質(zhì):如果一條直線和一個平面平行,那么經(jīng)過這條直線的平面和這個平面相交的交線和這條直線平行。在遇到線面平行時,常需作出過已知直線且與已知平面相交的輔助平面,以便運用線面平行的性質(zhì)。如(1)α、β表示平面,a、b表示直線,則a∥α的一個充分不必要條件是 A、α⊥β,a⊥β B、α∩β=b,且a∥b C、a∥b且b∥α D、α∥β且a
β(答:D);(2)正方體ABCD-A1B1C1D1中,點N在BD上,點M在B1C上,且CM=DN,求證:MN∥面AA1B1B。
9、直線與平面的位置關(guān)系:(1)直線在平面內(nèi);(2)直線與平面相交。其中,如果一條直線和平面內(nèi)任何一條直線都垂直,那么這條直線和這個平面垂直。注意:任一條直線并不等同于無數(shù)條直線;(3)直線與平面平行。其中直線與平面相交、直線與平面平行都叫作直線在平面外。如(1)下列命題中,正確的是 A、若直線
平行于平面
內(nèi)的一條直線b , 則
//
B、若直線
垂直于平面
的斜線b在平面
內(nèi)的射影,則
⊥b C、若直線
垂直于平面
,直線b是平面
的斜線,則
與b是異面直線 D、若一個棱錐的所有側(cè)棱與底面所成的角都相等,且所有側(cè)面與底面所成的角也相等,則它一定是正棱錐(答:D);(2)正方體ABCD-A1B1C1D1中,點P在側(cè)面BCC1B1及其邊界上運動,并且總保持AP⊥BD1,則動點P的軌跡是___________(答:線段B1C)。
8、兩直線垂直的判定:(1)轉(zhuǎn)化為證線面垂直;(2)三垂線定理及逆定理。
7、兩直線平行的判定:(1)公理4:平行于同一直線的兩直線互相平行;(2)線面平行的性質(zhì):如果一條直線和一個平面平行,那么經(jīng)過這條直線的平面和這個平面相交的交線和這條直線平行;(3)面面平行的性質(zhì):如果兩個平行平面同時與第三個平面相交,那么它們的交線平行;(4)線面垂直的性質(zhì):如果兩條直線都垂直于同一個平面,那么這兩條直線平行。
6、
異面直線的距離的概念:和兩條異面直線都垂直相交的直線叫異面直線的公垂線。兩條異面直線的公垂線有且只有一條。而和兩條異面直線都垂直的直線有無數(shù)條,因為空間中,垂直不一定相交。如(1)ABCD是矩形,沿對角線AC把ΔADC折起,使AD⊥BC,求證:BD是異面直線AD與BC的公垂線;(2)如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,EF是異面直線AC與A1D的公垂線,則由正方體的八個頂點所連接的直線中,與EF平行的直線有____條(答:1);
5、異面直線所成角
的求法:(1)范圍:
;(2)求法:計算異面直線所成角的關(guān)鍵是平移(中點平移,頂點平移以及補形法:把空間圖形補成熟悉的或完整的幾何體,如正方體、平行六面體、長方體等,以便易于發(fā)現(xiàn)兩條異面直線間的關(guān)系)轉(zhuǎn)化為相交兩直線的夾角。如(1)正四棱錐
的所有棱長相等,
是
的中點,那么異面直線
與
所成的角的余弦值等于____(答:
);(2)在正方體AC1中,M是側(cè)棱DD1的中點,O是底面ABCD的中心,P是棱A1B1上的一點,則OP與AM所成的角的大小為____(答:90°);(3)已知異面直線a、b所成的角為50°,P為空間一點,則過P且與a、b所成的角都是30°的直線有且僅有____條(答:2);(4)若異面直線
所成的角為
,且直線
,則異面直線
所成角的范圍是____(答:
);
4、異面直線的判定:反證法。 如(1)“a、b為異面直線”是指:①a∩b=Φ,但a不平行于b;②a
面α,b
面β且a∩b=Φ;③a
面α,b
面β且α∩β=Φ;④a
面α,b
面α;⑤不存在平面α,能使a
面α且b
面α成立。上述結(jié)論中,正確的是_____(答:①⑤);(2)在空間四邊形ABCD中,M、N分別是AB、CD的中點,設(shè)BC+AD=2a,則MN與a的大小關(guān)系是_____(答:MN<a);(3)若E、F、G、H順次為空間四邊形ABCD四條邊AB、BC、CD、DA的中點,且EG=3,F(xiàn)H=4,則AC2+BD2= _____(答:50);(4)如果a、b是異面直線,P是不在a、b上的任意一點,下列四個結(jié)論:①過點P一定可以作直線
與a、b都相交;、谶^點P一定可以作直線
與a、b都垂直;③過點P一定可以作平面α與a、b都平行;、苓^點P一定可以作直線
與a、b都平行。其中正確的結(jié)論是_____(答:②);(5)如果兩條異面直線稱作一對,那么正方體的十二條棱中異面直線的對數(shù)為_____(答:24);(6)已知平面
求證:b、c是異面直線.
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