空间几何证明垂直平行的定理

空间几何平行与垂直证明 线面平行

方法一：中点模型法

例：1.已知在四棱锥P-ABCD中，ABCD为平行四边形， E为PC的中点. 求证：PA//平面BDE P D A

练习：

1.三棱锥P_ABC中，PA?AB?AC，?BAC?120?，PA?平面ABC， 点E、F 分别为线段PC、BC的中点，

（1）判断PB与平面AEF的位置关系并说明理由； （2）求直线PF与平面PAC所成角的正弦值。 B

ECBPEAFC2．如图，在四棱锥P－ABCD中，PD⊥平面ABCD，AD⊥CD.DB平分∠ADC，E为PC的中点，AD＝CD.

(1)证明：PA∥平面BDE； (2)证明：AC⊥平面PBD.

3.已知空间四边形ABCD中，E,F,G,H分别为

A AB,BC,CD,DA的中点.

求证：AC//平面EFG. HE

DG

B FC

4.已知空间四边形ABCD中，E,F,G,H分别为AB,BC,CD,DA的中点. 求证：EF //平面BGH. A

H E

D G BF

方法二：平行四边形法

例：1.已知在四棱锥P-ABCD中，ABCD为平行四边形，E为P

空间几何平行垂直证明专题训练

? 知识点讲解

一、“平行关系”常见证明方法 （一）直线与直线平行的证明

1) 利用某些平面图形的特性：如平行四边形的对边互相平行 2) 利用三角形中位线性质

3) 利用空间平行线的传递性:m//a,m//b?a//b

平行于同一条直线的两条直线互相平行。 4) 利用直线与平面平行的性质定理：

如果一条直线与一个平面平行，经过这条直线的平面和这个平面相交，那么这条直线和交线平行。

a∥?a??β

a b

?a∥bα

????b5）利用平面与平面平行的性质定理：

如果两个平行平面同时和第三个平面相交，那么它们的交线平行．

6）利用直线与平面垂直的性质定理： 垂直于同一个平面的两条直线互相平行。

a?? b???a∥b7）利用平面内直线与直线垂直的性质：

a?//???????a??a//b????b??b?在同一个平面内，垂直于同一条直线的两条直线互相平行。 8）利用定义：在同一个平面内且两条直线没有公共点

（二）直线与平面平行的证明

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1) 利用直线与平

空间直线

1. 空间两条直线的三种位置关系—相交、平行、异面. 2. 公理4 平行于同一直线的两条直线互相平行. 定理：如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同，那么这两个角相等. 推论：如果两条相交直线和另两条相交直线分别平行，那么这两组直线所成的锐角（或直角）相等.

3．异面直线所成的角

直线a，b是异面直线，经过空间任意一点O，分别引直线a′∥a，b′∥b，我们把直线a′和b′所成的锐角（或直角）叫做异面直线a和b所成的角．

4．异面直线的距离

和两条异面直线都垂直相交的直线叫做两条异面直线的公垂线．

两条异面直线的公垂线在这两条异面直线间的线段的长度，叫做两条异面直线的距离． [要点内容]

1．空间两条直线的三种位置关系—相交、平行、异面。相交直线和平行直线都是共面直线，异面直线是立体图形。

2．空间两直线的位置关系分类

从有无公共点的角度看，可分为两类：

（1）两条直线有且仅有一个公共点—相交直线；

3．异面直线概念的理解 “不同在

直线与平面平行的判定定理与性质定理 文字语言 图形语言 符号语言 判不在平面内的一条直线与此定定理 平面内的一条直线平行，则该直线与此平面平行(简记为线线平行?线面平行) 一条直线与一个平面平行，则过这条直线的任一平面与 ?a?α??l∥α l∥a?l?α性质定此平面的交线与该直线平行理 (简记为线面平行?线线平行) 平面与平面平行的判定定理与性质定理 文字语言 图形语言 ?a?β??a∥b α∩β＝b?a∥α符号语言 判一个平面内的两条相交直线定定理 与另一个平面平行，则这两个平面平行(简记为线面平行?面面平行) ??a∩b＝P??α∥β a∥β??b∥βb?αa?α性质如果两个平行平面同时和第α∥β定三个平面相交，那么它们的理 交线平行

?α∩γ＝a??a∥b β∩γ＝b?

直线与平面垂直的判定定理及性质定理

判定定理 文字语言 图形语言 符号语言 一条直线与平面内的两条相交直线都垂直，则该直线与此平面垂直 图形语言 a，b?αa∩b＝Ol⊥al⊥b???l⊥α ?性质垂直于同一个平面的两条直定线平行 理

a⊥α???a∥b b⊥α?平面与平面垂直的判定定理及性质定理

文字语言 符号语言 判定

初等几何选讲复习资料三

几何选讲平面几何中几个重要定理及证明

一、塞瓦定理

1．塞瓦定理及其证明

定理：在?ABC内一点P，该点与?ABC的三个顶点相连所在的三条直线分别交?ABC三边AB、BC、CA于点D、E、F，且D、E、F三点均不是?ABC的顶点，则有

D B F P C A ADBECF???1．

DBECFAE ADS?ADPS?ADC?证明：运用面积比可得DB?S． S?BDP?BDC根据等比定理有

S?ADPS?ADCS?ADC?S?ADPS?APC???S?BDPS?BDCS?BDC?S?BDPS?BPC，

ADS?APCBES?APBCFS?BPC?所以DBS．同理可得，． ???BPCFAS?APBECS?APCADBECF???1． 三式相乘得

DBECFA

注：在运用三角形的面积比时，要把握住两个三角形是“等高”还是“等底”，这样就可以产生出“边之比”．

2．塞瓦定理的逆定理及其证明

定理：在?ABC三边AB、BC、CA上各有一点D、E、

ADBECF???1，F，且D、E、F均不是?ABC的顶点，若

DBECFA那么直线CD、AE、BF三线共点．

证明：设直线AE与直线BF交于点P，直线CP交A

牛顿三大定理

牛顿定理1：完全四边形两条对边的延长线的交点所连线段的中点和两条对角线的中点，三点共线。这条直线叫做这个四边形的牛顿线。

证明：四边形ABCD,AB∩CD=E,AD∩BC=F,BD中点M,AC中点L,EF中点N。取BE中点P,BC中点R,PN∩CE=Q

R,L,Q共线，QL/LR=EA/AB，M,R,P共线。RM/MP=CD/DE，N,P,Q共线，PN/NQ=BF/FC 三式相乘得:QL/LR*RM/MP*PN/NQ=EA/AB*CD/DE*BF/FC 由梅涅劳斯定理QL/LR*RM/MP*PN/NQ=1

由梅涅劳斯定理的逆定理知:L,M,N三点共线 故牛顿定理1成立

牛顿定理2圆外切四边形的两条对角线的中点，及该圆的圆心，三点共线。

证明：设四边形ABCD是⊙I的外切四边形，E和F分别是它的对角线AC和BD的中点，连接EI只需证它过点F，即只需证△BEI与△DEI面积相等。

显然，S△BEI=S△BIC+S△CEI-S△BCE，而S△DEI=S△ADE+S△AIE-S△AID。注意两个式子，由ABCD外切于⊙I，AB+CD=AD+BC，S△BIC+S△AID=1/2*S四边形ABCD，S△ADE+S△BCE=1/2*

平行与垂直

执教:福建省泉州师范附小 谢玉娓 点评：泉州市普教室 特级教师 卓和平

教学内容: 人教版九年义务教育六年制小学数学第8册第130—134页。(重组教材） 教学目标:

1.让学生结合生活情境,通过自主探究活动，初步认识平行线、垂线。 2.通过讨论交流，培养学生比较、分析、综合的思维能力和合作精神。

3.在对平行与垂直的认识活动中渗透分类的数学思想方法。

4.培养学生学以致用的习惯，体会数学的应用与美感，激发学生学习数学的兴趣，增强自信心。

教学重、难点：通过学生的自主探究活动，初步认识平行线与垂线。

教具准备:多媒体课件、铅笔、小棒、展示板、三角板、直尺、手工纸、挂图等。

[设计理念：本节课以人教版的教材内容为依托，以《数学课程标准》的新理念为指导，遵循学生的认知规律，力求创造性地使用教材。在课堂教学设计和实施中力求体现：1、注意创设生活情境，使数学学习更贴近学生；2、让学生通过动手实践、自主探索与合作交流的学习方式，自主完成对知识的建构；3、努力创设新型的师生关系，让课堂焕发生命活力；4、注重发挥评价的激励性作用，丰富学生的情感体验。]

教学过程:

一、创设情境，引入新课

师：今天，谢老师想向大家介绍一个新

平行与垂直

执教:福建省泉州师范附小 谢玉娓 点评：泉州市普教室 特级教师 卓和平

教学内容: 人教版九年义务教育六年制小学数学第8册第130—134页。(重组教材） 教学目标:

1.让学生结合生活情境,通过自主探究活动，初步认识平行线、垂线。 2.通过讨论交流，培养学生比较、分析、综合的思维能力和合作精神。

3.在对平行与垂直的认识活动中渗透分类的数学思想方法。

4.培养学生学以致用的习惯，体会数学的应用与美感，激发学生学习数学的兴趣，增强自信心。

教学重、难点：通过学生的自主探究活动，初步认识平行线与垂线。

教具准备:多媒体课件、铅笔、小棒、展示板、三角板、直尺、手工纸、挂图等。

[设计理念：本节课以人教版的教材内容为依托，以《数学课程标准》的新理念为指导，遵循学生的认知规律，力求创造性地使用教材。在课堂教学设计和实施中力求体现：1、注意创设生活情境，使数学学习更贴近学生；2、让学生通过动手实践、自主探索与合作交流的学习方式，自主完成对知识的建构；3、努力创设新型的师生关系，让课堂焕发生命活力；4、注重发挥评价的激励性作用，丰富学生的情感体验。]

教学过程:

一、创设情境，引入新课

师：今天，谢老师想向大家介绍一个新

平行与垂直习题

一、判断题

1．从直线外一点到这条直线所画的线段中，以和这条直线垂直的线段为最短。 1．过直线上或直线外一点，画一条直线与已知的直线垂直。

( )

2．两条平行线间所作的所有垂线相等。 ( )

二、选择题

1．两条直线互相垂直，可以组成几个直角，正确的是：[ ] A．2 B．1 C．4

2．过直线外一点，画已知直线的垂线，这样的垂线可以画 [ ] A．1条 B．2条 C．无数条

3．下面图中有几组垂线？正确的是： [ ] A．6组 B．10组 C．12组

三、填空题

1．从直线外一点画一条已知直线的垂线，可以画( )条。 2．两条直线相交成直角时，这两条直线叫做( )。 3．课桌面相邻的两条边是互相( )的。

4．( )叫做互相垂直，( )垂线，( )垂足。

5．过直线外一点画这条直线的垂线，这样的直线可以画( )条。

6．两条直线相交能组成（ ）个角．如果相交成直角时，这两条直线叫做（

四、作图题

2．过直线上或直线外一点，画一条直线与已知的直线垂直。

3．过直线外一点或过直线上一点画一条和这条直线垂直的直线。

4．过直线上或直线外一点，

平行与垂直的综合应用

[基础要点]

指出每个箭头方向表示的定理： ⑴ ⑶ ⑸ ⑺ ⑼ ⑾ 题型一、平行关系的综合应用

⑵ ⑷ ⑹ ⑻ ⑽ ⑿

CA1

A

例1、如图示，正三棱柱ABC A1B1C1的底面边长为2，点E、F分别是棱上CC1,BB1的点，点M是线段AC上的动点，EC=2FB=2

（1）当点M在何位置时，MB∥平面AFE

（2）若MB∥平面AFE，判断MB与EF的位置关系，说明理由，并求MB与EF所成角的余弦值。

变式:如图示，在四面体ABCD中，截面EFGH平行于对棱AB和CD，试问：截面在什么位置时，其截面的面积最大？

题型二、垂直关系的综合应用

例2、如图示，已知平行六面体ABCD A1BC11D1的底面ABCD是菱形，且 C1CB C1CD BCD （1）求证：C1C BD

B1

FB

A

E

F

B

G

CH

D

D

（2）当

CD

的值为多少时，能使AC 平面C1BD?请给出证明 1

CC1

变式：平面 内有一个半圆，直径为AB，过A作SA⊥平面 ，在半圆上任取一点M，连SM、SB，且