2026年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)三維設(shè)計(jì)創(chuàng)新-第3節(jié) 直線、平面平行的判定與性質(zhì)_第1頁(yè)
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第3節(jié)直線、平面平行的判定與性質(zhì)高中總復(fù)習(xí)·數(shù)學(xué)課標(biāo)要求(1)理解空間中直線與直線、直線與平面、平面與平面的平行關(guān)系,并加以證明;(2)掌握直線與平面、平面與平面平行的判定與性質(zhì),并會(huì)簡(jiǎn)單應(yīng)用.目錄CONTENTS知識(shí)點(diǎn)一直線與平面平行01.知識(shí)點(diǎn)二平面與平面平行02.課時(shí)跟蹤檢測(cè)03.PART01知識(shí)點(diǎn)一直線與平面平行文字語(yǔ)言圖形語(yǔ)言符號(hào)語(yǔ)言判定定

理如果平面

?一條直線

與此平面

?的一條直

線平行,那么該直線與此

平面平行(簡(jiǎn)記為“線線

平行?線面平行”)

?

?a∥α外

內(nèi)

文字語(yǔ)言圖形語(yǔ)言符號(hào)語(yǔ)言性質(zhì)定

理一條直線與一個(gè)平面平

行,如果過(guò)該直線的平面

與此平面

,那么

該直線與交線平行(簡(jiǎn)記

為“線面平行?線線平

行”)

?

?a∥b相交

角度1

直線與平面平行的判定與證明

(1)〔多選〕在下列四個(gè)正方體中,A,B為正方體的兩個(gè)頂點(diǎn),

D,E,F(xiàn)為所在棱的中點(diǎn),則在這四個(gè)正方體中,直線AB與平面DEF平

行的是(

AC

)AC解析:對(duì)于A,AB∥DE,AB?平面DEF,DE?平面

DEF,所以直線AB與平面DEF平行,正確;對(duì)于B,如圖,取正方體的棱BC的中點(diǎn)G,連接FG并延長(zhǎng),交AB延長(zhǎng)線于H,則AB與平面DEF相交于點(diǎn)H,錯(cuò)誤;對(duì)于C,AB∥DF,AB?平面DEF,DF?平面DEF,所以直線AB與平面DEF平行,正確;對(duì)于D,如圖取底面中心O,連接OD,由于D為棱的中點(diǎn),所以由三角形中位線定理可得OD∥AB,因?yàn)镺D與平面DEF相交,所以直線AB與平面DEF相交,錯(cuò)誤.

(2)如圖,在四棱錐E-ABCD中,AB∥CD,∠ABC=90°,CD=

2AB=2CE=4,點(diǎn)F為棱DE的中點(diǎn).證明:AF∥平面BCE.

法二如圖,在平面ABCD內(nèi),分別延長(zhǎng)CB,DA,交于點(diǎn)N,連接EN.

因?yàn)锳B∥CD,CD=2AB,所以A為DN的中點(diǎn).又F為DE的中點(diǎn),所以AF∥EN,因?yàn)镋N?平面BCE,AF?平面BCE,所以AF∥平面BCE.

法三如圖,取棱CD的中點(diǎn)G,連接AG,GF,因?yàn)辄c(diǎn)F為棱DE的中點(diǎn),所以FG∥CE,因?yàn)镕G?平面BCE,CE?平面BCE,所以FG∥平面BCE.

因?yàn)锳B∥CD,AB=CG=2,所以四邊形ABCG是平行四邊形,所以AG∥BC,因?yàn)锳G?平面BCE,BC?平面BCE,所以AG∥平面BCE.

又FG∩AG=G,F(xiàn)G?平面AFG,AG?平面AFG,所以平面AFG∥平面BCE.

因?yàn)锳F?平面AFG,所以AF∥平面BCE.

規(guī)律方法判斷或證明線面平行的常用方法(1)利用線面平行的定義(無(wú)公共點(diǎn));(2)利用線面平行的判定定理(a?α,b?α,a∥b?a∥α);(3)利用面面平行的性質(zhì)(α∥β,a?α?a∥β);(4)利用面面平行的性質(zhì)(α∥β,a?β,a∥α?a∥β).角度2

直線與平面平行的性質(zhì)

(1)(人A必修二P134例1改編)如圖所示,在空間四邊形ABCD

中,F(xiàn),G分別是BC,CD的中點(diǎn),EH∥平面CBD,則EH與FG的位置

關(guān)系是(

A

)A.

平行B.

相交C.

異面D.

不確定A解析:因?yàn)镕,G分別為BC,CD的中點(diǎn),所以FG∥BD,因?yàn)镋H∥平

面CBD,平面ABD∩平面BCD=BD,EH?平面ABD,所以EH∥BD,

由平行的傳遞性可知EH∥FG.

故選A.

(2)如圖所示,在四棱錐P-ABCD中,四邊形ABCD是平行四邊形,M

是PC的中點(diǎn),在DM上取一點(diǎn)G,過(guò)G和PA作平面交BD于點(diǎn)H.

求證:

PA∥GH.

證明:如圖所示,連接AC交BD于點(diǎn)O,連接OM,∵四邊形ABCD是平行四邊形,∴O是AC的中點(diǎn),又M是PC的中點(diǎn),∴PA∥OM,又OM?平面BMD,PA?平面BMD,∴PA∥平面BMD,又平面PAHG∩平面BMD=GH,∴PA∥GH.

規(guī)律方法

應(yīng)用線面平行的性質(zhì)定理時(shí),關(guān)鍵是過(guò)已知直線作輔助平面與已知平

面相交,所得交線與已知直線平行.還可以利用交線判斷已知平面內(nèi)任意

一條直線與已知直線的位置關(guān)系,即在已知平面內(nèi),所有與交線平行的直

線都與已知直線平行,所有與交線相交的直線都與已知直線異面.

(2)若平面PAB∩平面PCD=l,試問(wèn)直線l是否與直線CD平行,請(qǐng)說(shuō)

明理由.解:假設(shè)直線l∥CD,因?yàn)閘?平面PAB,CD?

平面PAB,所以CD∥平面PAB,又CD?平面ABCD,平面PAB∩平面ABCD=AB,所

以CD∥AB,這與CD與AB不平行矛盾,所以直線l與直線CD不平行.PART02知識(shí)點(diǎn)二平面與平面平行文字語(yǔ)言圖形語(yǔ)言符號(hào)語(yǔ)言判定定

理如果一個(gè)平面內(nèi)的兩

?與另一個(gè)

平面平行,那么這兩個(gè)平

面平行(簡(jiǎn)記為“線面平

行?面面平行”)

?

?β∥α相交直線

文字語(yǔ)言圖形語(yǔ)言符號(hào)語(yǔ)言性質(zhì)定

理兩個(gè)平面平行,如果另一

個(gè)平面與這兩個(gè)平面

?

,那么

?

平行

??a∥b相

兩條交線

結(jié)論

(1)垂直于同一條直線的兩個(gè)平面平行;(2)平行于同一個(gè)平面的兩個(gè)平面平行;(3)夾在兩個(gè)平行平面之間的平行線段長(zhǎng)度相等;(4)兩條直線被三個(gè)平行平面所截,截得的對(duì)應(yīng)線段成比例.

(湘教必修二P174例2改編)如圖所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,

過(guò)BC的平面與上底面A1B1C1交于GH(GH與B1C1不重合).

(1)求證:BC∥GH;證明:由三棱柱ABC-A1B1C1的性質(zhì)知,平面ABC∥平

面A1B1C1,又∵平面BCHG∩平面ABC=BC,且平面BCHG∩平面

A1B1C1=HG,∴由面面平行的性質(zhì)定理得BC∥GH.

(2)若E,F(xiàn),G分別是AB,AC,A1B1的中點(diǎn),求證:平面EFA1∥平

面BCHG.

證明:∵E,F(xiàn)分別為AB,AC的中點(diǎn),∴EF∥BC,∵EF?平面BCHG,BC?平面BCHG,∴EF∥平面BCHG.

又G,E分別為A1B1,AB的中點(diǎn),A1B1∥AB,且A1B1=AB,∴A1G∥EB,且A1G=EB,∴四邊形A1EBG是平行四邊形,∴A1E∥GB.

∵A1E?平面BCHG,GB?平面BCHG,∴A1E∥平面BCHG.

又∵A1E∩EF=E,A1E,EF?平面EFA1,∴平面EFA1∥平面BCHG.

1規(guī)律方法1.

證明面面平行的常用方法(1)利用面面平行的判定定理;(2)利用垂直于同一條直線的兩個(gè)平面平行(l⊥α,l⊥β?α∥β);(3)利用面面平行的傳遞性,即兩個(gè)平面同時(shí)平行于第三個(gè)平面,則這

兩個(gè)平面平行(α∥β,β∥γ?α∥γ).2.

面面平行條件的應(yīng)用(1)兩平面平行,分別構(gòu)造與之相交的第三個(gè)平面,交線平行;(2)兩平面平行,其中一個(gè)平面內(nèi)的任意一條直線與另一個(gè)平面平行.提醒

利用面面平行的判定定理證明兩平面平行,需要說(shuō)明在一個(gè)平面內(nèi)的

兩條直線是相交直線.練2

如圖,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F(xiàn),G分別為B1C1,A1B1,AB

的中點(diǎn).

(1)求證:平面A1C1G∥平面BEF;證明:因?yàn)镋,F(xiàn)分別為B1C1,A1B1的中點(diǎn),所以

EF∥A1C1.因?yàn)锳1C1?平面A1C1G,EF?平面A1C1G,所以EF∥平

面A1C1G.

又F,G分別為A1B1,AB的中點(diǎn),所以A1F=BG.

又A1F∥BG,所以四邊形A1GBF為平行四邊形,則BF∥A1G.

因?yàn)锳1G?平面A1C1G,BF?平面A1C1G,所以BF∥平面A1C1G.

又EF∩BF=F,EF,BF?平面BEF,所以平面A1C1G∥平面BEF.

(2)若平面A1C1G∩BC=H,求證:H為BC的中點(diǎn).證明:因?yàn)槠矫鍭BC∥平面A1B1C1,平面A1C1G∩平面A1B1C1=A1C1,平面A1C1G與平面ABC有公共點(diǎn)G,且平面A1C1G∩BC=H,即平面A1C1G∩平面ABC=GH,所以A1C1∥GH,所以GH∥AC.

因?yàn)镚為AB的中點(diǎn),所以H為BC的中點(diǎn).

提能點(diǎn)平行關(guān)系的綜合應(yīng)用(1)求證:PQ∥平面A1D1DA;

規(guī)律方法三種平行關(guān)系的轉(zhuǎn)化練3如圖所示,四邊形EFGH為空間四邊形ABCD的一個(gè)截面,若截面為平行四邊形.(1)求證:AB∥平面EFGH;解:證明:∵四邊形EFGH為平行四邊形,

∴EF∥HG.

∵HG?平面ABD,EF?平面ABD,∴EF∥平面ABD.

又∵EF?平面ABC,平面ABD∩平面ABC=AB,

∴EF∥AB,又∵AB?平面EFGH,EF?平面EFGH,∴AB∥平面EFGH.

(2)若AB=4,CD=6,求四邊形EFGH的周長(zhǎng)l的取值范圍.

PART03課時(shí)跟蹤檢測(cè)一、單項(xiàng)選擇題1.

(2025·榆林一模)若直線l平行于平面α,則(

)A.

平面α內(nèi)的所有直線都與直線l平行B.

平面α與直線l不存在公共點(diǎn)C.

平面α內(nèi)不存在與直線l垂直的直線D.

平面α內(nèi)的直線都與直線l異面12345678910111213141516√解析:

若直線l平行于平面α,則平面α與直線l不存

在公共點(diǎn),故B正確;如圖,設(shè)l?β,l∥α,α∩β=

m,根據(jù)線面平行的性質(zhì)定理可得l∥m,則在平面α內(nèi)所

有與直線m平行的直線均與l平行,設(shè)n?α且n⊥m,則

n⊥l,在平面α內(nèi)所有與直線n平行的直線均與l垂直,故

A、C、D錯(cuò)誤.故選B.

123456789101112131415162.

α和β是兩個(gè)不重合的平面,在下列條件中可判定平面α與β平行的是

)A.

l∥α,l∥βB.

α內(nèi)不共線的三點(diǎn)到β的距離相等C.

l,m是平面α內(nèi)的直線且l∥β,m∥βD.

l,m是兩條異面直線且l∥α,m∥α,m∥β,l∥β√12345678910111213141516解析:

對(duì)于A,α和β可平行也可相交;對(duì)于B,必須是α內(nèi)不共線的

三點(diǎn),且在β的同側(cè)到β的距離相等,才可判定平面α與平面β平行,故

B錯(cuò)誤;對(duì)于C,當(dāng)l,m是平面α內(nèi)的兩條平行直線時(shí),α與β可能相

交,故C錯(cuò)誤;對(duì)于D,過(guò)直線l,m分別作平面與平面α,β相交,設(shè)交

線分別為l1,m1與l2,m2,由l∥α,l∥β得l∥l1,l∥l2,從而l1∥l2,

則l1∥β,同理m1∥β,因?yàn)閘1與m1相交,所以α∥β.故選D.

123456789101112131415163.

在空間四邊形ABCD中,E,F(xiàn)分別是AB和BC上的點(diǎn),若AE∶EB=

CF∶FB=1∶2,則直線AC和平面DEF的位置關(guān)系是(

)A.

平行B.

相交C.

在平面內(nèi)D.

不能確定√

123456789101112131415164.

已知P為△ABC所在平面外一點(diǎn),平面α∥平面ABC,且α交線段PA,PB,PC于點(diǎn)A',B',C',若PA'∶AA'=2∶3,則S△A'B'C'∶S△ABC=(

)A.2∶3B.2∶5C.4∶9D.4∶25解析:

∵平面α∥平面ABC,∴A'C'∥AC,A'B'∥AB,B'C'∥BC,

∴S△A'B'C'∶S△ABC=(PA'∶PA)2,又PA'∶AA'=2∶3,∴PA'∶PA=

2∶5,∴S△A'B'C'∶S△ABC=4∶25.√123456789101112131415165.

(2025·榆林模擬)在三棱柱ABC-A1B1C1中,D為該棱柱的九條棱中

某條棱的中點(diǎn),若A1C∥平面BC1D,則D為(

)A.

棱AB的中點(diǎn)B.

棱A1B1的中點(diǎn)C.

棱BC的中點(diǎn)D.

棱AA1的中點(diǎn)√解析:

如圖,當(dāng)D為棱A1B1的中點(diǎn)時(shí),取AB的中點(diǎn)

E,∵A1E∥BD,DC1∥EC,DC1∩BD=D,∴平面

A1CE∥平面BC1D,又A1C?平面A1CE,則A1C∥平面

BC1D.

故選B.

123456789101112131415166.

如圖所示,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,點(diǎn)E,F(xiàn),G,P,Q分別為

棱AB,C1D1,D1A1,D1D,C1C的中點(diǎn),則下列敘述中正確的是(

)A.

直線BQ∥平面EFGB.

直線A1B∥平面EFGC.

平面APC∥平面EFGD.

平面A1BQ∥平面EFG√12345678910111213141516解析:

過(guò)點(diǎn)E,F(xiàn),G的截面如圖所示(H,I分別為

AA1,BC的中點(diǎn)),連接A1B,BQ,AP,PC,易知BQ

與平面EFG相交于點(diǎn)Q,故A錯(cuò)誤;∵A1B∥HE,A1B?

平面EFG,HE?平面EFG,∴A1B∥平面EFG,故B正

確;AP?平面ADD1A1,GH?平面ADD1A1,GH與PA的

延長(zhǎng)線必相交,故C錯(cuò)誤;易知平面A1BQ與平面EFG有交

點(diǎn)Q,故D錯(cuò)誤.

12345678910111213141516

A.

aB.

aC.

aD.

a√12345678910111213141516

12345678910111213141516二、多項(xiàng)選擇題8.

(2025·廣州模擬)如圖,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AM=2MA1,

BN=2NB1,過(guò)MN作一平面分別交底面△ABC的邊BC,AC于點(diǎn)E,F(xiàn)則

)A.

MF∥EBB.

A1B1與NE異面C.

四邊形MNEF為平行四邊形D.

四邊形MNEF為梯形√√12345678910111213141516解析:由于B,E,F(xiàn)三點(diǎn)共面,F(xiàn)∈平面BEF,M?平面BEF,EB不過(guò)點(diǎn)F,故MF,EB為異面直線,故A錯(cuò)誤;由于B1,N,E三點(diǎn)共面,B1∈平面B1NE,A1?平面B1NE,NE不過(guò)點(diǎn)B1,故A1B1,NE為異面直線,故B正確;∵在平行四邊形AA1B1B中,AM=2MA1,BN=2NB1,∴AM∥BN,AM=BN,故四邊形AMNB為平行四邊形,∴MN∥AB.

又MN?平面ABC,AB?平面ABC,∴MN∥平面ABC.

又MN?平面MNEF,平面MNEF∩平面ABC=EF,∴MN∥EF,∴EF∥AB,顯然在△ABC中,EF≠AB,∴EF≠M(fèi)N,∴四邊形MNEF為梯形,故C錯(cuò)誤,D正確.123456789101112131415169.

如圖,透明塑料制成的長(zhǎng)方體容器ABCD-A1B1C1D1內(nèi)灌進(jìn)一些水,固

定容器一邊AB于地面上,再將容器傾斜,隨著傾斜程度的不同,有下面幾個(gè)結(jié)論,其中正確的是(

)A.

沒(méi)有水的部分始終呈棱柱形B.

水面EFGH所在四邊形的面積為定值C.

隨著容器傾斜程度的不同,A1C1始終與水面所在平面平行D.

當(dāng)容器傾斜如圖3所示時(shí),AE·AH為定值√√12345678910111213141516解析:

根據(jù)棱柱的特征(有兩個(gè)面互相平行,其余各面都是四邊形,并且每相鄰兩個(gè)四邊形的公共邊都互相平行),結(jié)合題中圖形易知A正確;由題圖可知水面EFGH的邊EF的長(zhǎng)保持不變,但鄰邊的長(zhǎng)卻隨傾斜程度而改變,可知B錯(cuò)誤;因?yàn)锳1C1∥AC,AC?平面ABCD,A1C1?平面ABCD,所以A1C1∥平面ABCD,當(dāng)平面EFGH不平行于平面ABCD時(shí),A1C1不平行于水面所在平面,故C錯(cuò)誤;當(dāng)容器傾斜如題圖3所示時(shí),因?yàn)樗捏w積是不變的,所以棱柱AEH-BFG的體積V為定值,又V=S△AEH·AB,高AB不變,所以S△AEH也不變,即AE·AH為定值,故D正確.12345678910111213141516三、填空題10.

如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E為DD1的中點(diǎn),則BD1與平面

ACE的位置關(guān)系為

.

解析:連接BD,設(shè)AC∩BD=O,連接OE(圖略),則OE∥BD1,

OE?平面ACE,BD1?平面ACE,∴BD1∥平面ACE.

平行1234567891011121314151611.

如圖,空間圖形A1B1C1-ABC是三棱臺(tái),在點(diǎn)A1,B1,C1,A,B,C

中取3個(gè)點(diǎn)確定平面α,α∩平面A1B1C1=m,且m∥AB,則所取的這3

個(gè)點(diǎn)可以是

?.解析:由空間圖形A1B1C1-ABC是三棱臺(tái),可得平面ABC∥平面A1B1C1,

當(dāng)平面ABC1為平面α,平面α∩平面A1B1C1=m時(shí),又平面α∩平面

ABC=AB,所以由面面平行的性質(zhì)定理可知m∥AB,所取的這3個(gè)點(diǎn)可

以是A,B,C1.A,B,C1(答案不唯一)12345678910111213141516

12345678910111213141516

12345678910111213141516四、解答題13.

如圖所示,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn),G,H分別是

BC,CC1,C1D1,A1A的中點(diǎn).求證:(1)BF∥HD1;12345678910111213141516證明:如圖所示,取DD1的中點(diǎn)M,連接AM,F(xiàn)M,∵F,M分別是CC1,DD1的中點(diǎn),∴FM∥CD且FM=CD,又AB∥CD且AB=CD,∴AB∥FM且AB=FM,則四邊形ABFM為平行四邊形,∴BF∥AM.

∵H,M分別是AA1,DD1的中點(diǎn),∴AH∥MD1且AH=MD1,則四邊形AMD1H為平行四邊形,∴AM∥HD1,故BF∥HD1.12345678910111213141516(2)EG∥平面BB1D1D;

12345678910111213141516

12345678910111213141516(3)平面BDF∥平面B1D1H.

證明:由(1)知BF∥HD1,∵HD1?平面

B1D1H,BF?平面B1D1H,∴BF∥平面B1D1H.

由正方體的性質(zhì)得BB1∥DD1且BB1=DD1,則四邊形

BB1D1D為平行四邊形,∴BD∥B1D1,又B1D1?平面B1D1H,BD?平面

B1D1H,∴BD∥平面B1D1H.

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