的交线上;
②选择其中两点确定一条直线,然后证明其他点也在这条直线上.
2.证明三线共点问题,一般先证明待证的三条直线中的两条相交于一点,再证明第三条直线也过该点.常结合公理3,证明该点在不重合的两个平面内,故该点在它们的交线(第三条直线)上,从而证明三线共点.
3.证明点或线共面问题,主要有两种方法:
①首先由所给条件中的部分线(或点)确定一个平面,然后再证其余的线(或点)在这个平面内;②将所有条件分为两部分,然后分别确定平面,再证两平面重合.
6.已知直线l与三条平行直线a、b、c都相交.求证:四条直线l、a、b、c共面. 【答案】见解析.
【解析】解法一:∵a∥b,∴a、b确定一个平面α. 设l∩a=A,l∩b=B,则A∈α,B∈α, ∴AB?α.
又∵A∈l,B∈l,∴l?α. ∵a∥c,∴a、c确定一个平面β. 设l∩c=C,
∵l∩a=A,∴A∈β,C∈β, ∴AC?β.
∵A∈l,C∈l,∴l?β, ∴α∩β=a且α∩β=l,
∵过两条相交直线有且只有一个平面,l∩a=A, ∴α与β重合,即直线a、b、c、l共面. 解法二:∵a∥b,∴a、b确定一个平面α, 设l∩a=A,l∩b=B,则A∈α,B∈α, ∴AB?α.
∵A∈l,B∈l,∴l?α,即a、b、l在同一个平面内, 故b在a、l确定的平面内. ∵a∥c,∴a、c确定一个平面β.
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设l∩c=C,
∵l∩a=A,∴A∈β,C∈β, ∴AC?β.
∵A∈l,C∈l,∴l?β,即a、c、l在同一个平面内, 故c在a、l确定的平面内.
又∵l∩a=A,∴a和l只能确定一个平面, ∴a、b、c、l共面.
本题常出现错误的原因是:若l与a共面于α,l与b共面于β,但α,β却不是同一平面,则推不出l与a,b共面.
易错点7 忽略空间角的范围或不能正确找出空间角致误
如图,已知空间四边形ABCD中,AD=BC,M,N分别为AB,CD的中点,且直线BC与MN所成
的角为30°,则BC与AD所成的角为 .
【错解】120°
如图,连接BD,并取中点E,连接EN,EM,则EN∥BC,ME∥AD,故?ENM为BC与MN所成的角,∠MEN为BC与AD所成的角,∴∠ENM=30°.又由AD=BC,知ME=EN,∴∠EMN=∠ENM=30°, ∴?MEN?180??30??30??120?,即BC与AD所成的角为120°.
【错因分析】在未判断出∠MEN是锐角或直角还是钝角之前,不能断定它就是两异面直线所成的角,因为异面直线所成的角α的取值范围是0???90,如果∠MEN为钝角,那么它的补角才是异面直线所成的角.
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??【试题解析】以上同错解,求得∠MEN=120°,即BC与AD所成的角为60°. 【参考答案】60°
求异面直线所成的角的时候,要注意异面直线所成的角α的取值范围是0????90?.
1.求异面直线所成的角的常见策略: (1)求异面直线所成的角常用平移法.
平移法有三种类型,利用图中已有的平行线平移,利用特殊点(线段的端点或中点)作平行线平移,利用补形平移.
(2)求异面直线所成角的步骤
①一作:即根据定义作平行线,作出异面直线所成的角; ②二证:即证明作出的角是异面直线所成的角; ③三求:解三角形,求出作出的角.
如果求出的角是锐角或直角,则它就是要求的角;如果求出的角是钝角,则它的补角才是要求的角. (3)判定空间两条直线是异面直线的方法
①判定定理: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. ②反证法:证明两线不可能平行、相交或证明两线不可能共面,从而可得两线异面. 2.求直线与平面所成的角的方法: (1)求直线和平面所成角的步骤 ①寻找过斜线上一点与平面垂直的直线;
②连接垂足和斜足得到斜线在平面上的射影,斜线与其射影所成的锐角或直角即为所求的角; ③把该角归结在某个三角形中,通过解三角形,求出该角. (2)求线面角的技巧
在上述步骤中,其中作角是关键,而确定斜线在平面内的射影是作角的关键,几何图形的特征是找射影的依据,射影一般都是一些特殊的点,比如中心、垂心、重心等. 3.求二面角大小的步骤:
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简称为―一作二证三求‖.
作平面角时,一定要注意顶点的选择.
7.如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,PA⊥平面ABCD,且PA=3,
AB=1,BC=2,AC=3,则二面角P-CD-B的大小为 .
【答案】45°
,BC=2,AC=3,?BC2=AB2?AC2, 【解析】∵AB=1??BAC=90?,∴∠ACD=90°,即AC⊥CD.又∵PA⊥平面ABCD,CD?平面ABCD,∴PA⊥CD. 又∵PA∩AC=A,∴CD⊥平面PAC.又∵PC?平面PAC,∴PC⊥CD, ∴∠PCA是二面角P-CD-B的平面角. . ∵在Rt△PAC中,PA?AC,PA=3,AC=3,∴∠PCA=45°. 故二面角P-CD-B的大小为45°
在找二面角的平面角时,一般按照先找后作的原则,避免盲目地按三垂线法作二面角的平面角.
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