數(shù)學(xué)必修2第三章知識(shí)點(diǎn)小結(jié)及典型習(xí)題
第三章直線(xiàn)與方程
1、直線(xiàn)傾斜角的概念:當(dāng)直線(xiàn)l與x軸相交時(shí),取x軸作為基準(zhǔn),x軸正向與直線(xiàn)l向上方向之間所成的角α叫做直線(xiàn)l的傾斜角.特別地,當(dāng)直線(xiàn)l與x軸平行或重合時(shí),規(guī)定α=0°.2、傾斜角α的取值范圍:0°≤α<180°.當(dāng)直線(xiàn)l與x軸垂直時(shí),α=90°.
3、直線(xiàn)的斜率:⑴一條直線(xiàn)的傾斜角α(α≠90°)的正切值叫做這條直線(xiàn)的斜率,常用小寫(xiě)字母k表示,也就是k=tanα。
①當(dāng)直線(xiàn)l與x軸平行或重合時(shí),α=0°,k=tan0°=0;②當(dāng)直線(xiàn)l與x軸垂直時(shí),α=90°,k不存在.
當(dāng)0,90時(shí),k0,k隨著α的增大而增大;當(dāng)90,180時(shí),k0,k隨
著α的增大而增大;當(dāng)90時(shí),k不存在。
由此可知,一條直線(xiàn)l的傾斜角α一定存在,但是斜率k不一定存在.
1(x1,y1)、P2(x2,y2)的直線(xiàn)的斜率公式:k⑵過(guò)兩點(diǎn)Py2y1(x1x2)
x2x1注意下面四點(diǎn):
(1)當(dāng)x1x2時(shí),公式右邊無(wú)意義,直線(xiàn)的斜率不存在,傾斜角為90°;
1、P2的順序無(wú)關(guān);(2)k與P(3)以后求斜率可不通過(guò)傾斜角而由直線(xiàn)上兩點(diǎn)的坐標(biāo)直接求得;(4)求直線(xiàn)的傾斜角可由直線(xiàn)上兩點(diǎn)的坐標(biāo)先求斜率,再求傾斜角。
※三點(diǎn)共線(xiàn)的條件:如果所給三點(diǎn)中任意兩點(diǎn)的連線(xiàn)都有斜率且都相等,那么這三點(diǎn)共線(xiàn);反之,三點(diǎn)共線(xiàn),任意兩點(diǎn)連線(xiàn)的斜率不一定相等。解決此類(lèi)問(wèn)題要先考慮斜率是否存在。
4、直線(xiàn)方程(注意各種直線(xiàn)方程之間的轉(zhuǎn)化)
①直線(xiàn)的點(diǎn)斜式方程:yy0k(xx0),k為直線(xiàn)的斜率,且過(guò)點(diǎn)x0,y0,適用條件是不垂直x軸。
注意:當(dāng)直線(xiàn)的斜率為0°時(shí),k=0,直線(xiàn)的方程是yy0。
當(dāng)直線(xiàn)的斜率為90°時(shí),直線(xiàn)的斜率不存在,它的方程不能用點(diǎn)斜式表示.但因l上每一點(diǎn)的橫坐標(biāo)都等于x0,所以它的方程是x=x0。
②斜截式:ykxb,k為直線(xiàn)的斜率,直線(xiàn)在y軸上的截距為b
③兩點(diǎn)式:
yy1xx1(x1x2,y1y2)直線(xiàn)兩點(diǎn)x1,y1,x2,y2y2y1x2x1④截矩式:
xy1,其中直線(xiàn)l與x軸交于點(diǎn)(a,0),與y軸交于點(diǎn)(0,b),即l與xab軸、y軸的截距分別為a,b。
⑤一般式:
AxByC0(A,B不全為0)
注意:①在平時(shí)解題或高考解題時(shí),所求出的直線(xiàn)方程,一般要求寫(xiě)成斜截式或一般式。②各式的適用范圍③特殊的方程如:
平行于x軸的直線(xiàn):yb(b為常數(shù));平行于y軸的直線(xiàn):xa(a為常數(shù));5、直線(xiàn)系方程:即具有某一共同性質(zhì)的直線(xiàn)(1)平行直線(xiàn)系
平行于已知直線(xiàn)A0xB0yC00(A0,B0是不全為0的常數(shù))的直線(xiàn)系:
A0xB0yC0(C為常數(shù)),所以平行于已知直線(xiàn)A0xB0yC00的直線(xiàn)方程可
設(shè):A0xB0yC0,CC0
垂直于已知直線(xiàn)A0xB0yC00(A0,B0是不全為0的常數(shù))的直線(xiàn)方程可設(shè):
B0xA0yC0(C為常數(shù))
(2)過(guò)定點(diǎn)的直線(xiàn)系①斜率為k的直線(xiàn)系:y②過(guò)兩條直線(xiàn)l1:y0kxx0,直線(xiàn)過(guò)定點(diǎn)x0,y0;
A1xB1yC10,l2:A2xB2yC20的交點(diǎn)的直線(xiàn)系方程為
A1xB1yC1A2xB2yC20(為參數(shù)),其中直線(xiàn)l2不在直線(xiàn)系中。
6、兩直線(xiàn)平行與垂直
(1)當(dāng)l1:yk1xb1,l2:yk2xb2時(shí),
l1//l2k1k2,b1b2;l1l2k1k21
注意:利用斜率判斷直線(xiàn)的平行與垂直時(shí),要注意斜率的存在與否。(2)當(dāng)l1:A1xB1yC10,l2:A2xB2yC20時(shí),
l1//l2A1B2A2B10且B1C2B2C10;l1l2A1A2B1B20
例:設(shè)直線(xiàn)l1經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(m,1)、B(3,4),直線(xiàn)l2經(jīng)過(guò)點(diǎn)C(1,m)、D(1,m+1),當(dāng)(1)l1//l2(2)l1⊥l2時(shí),分別求出m的值7、兩條直線(xiàn)的交點(diǎn)
當(dāng)l1:A1xB1yC10l2:A2xB2yC20相交時(shí),
A1xB1yC10交點(diǎn)坐標(biāo)是方程組的一組解。A2xB2yC20方程組無(wú)解l1//l2;方程組有無(wú)數(shù)解l1與l2重合。
x1x2,28.中點(diǎn)坐標(biāo)公式:已知兩點(diǎn)P1(x1,y1)、P2(x2,y2),則線(xiàn)段的中點(diǎn)M坐標(biāo)為(y1y2)例:已知點(diǎn)A(7,4)、B(5,6),求線(xiàn)段AB的垂直平分線(xiàn)的方程。29、兩點(diǎn)間距離公式:設(shè)A(x)Bxy1,y1,(2,)2是平面直角坐標(biāo)系中的兩個(gè)點(diǎn),則
|AB|(x2x1)2(y2y1)10、點(diǎn)到直線(xiàn)距離公式:一點(diǎn)Px0,y0到直線(xiàn)l:AxByC0的距離為dAx0By0CAB22
11、兩平行直線(xiàn)距離公式(1)兩平行直線(xiàn)距離轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到直線(xiàn)的距離進(jìn)行求解,即:先在任一直線(xiàn)上任取一點(diǎn),再利用點(diǎn)到直線(xiàn)的距離進(jìn)行求解。
(2)兩平行線(xiàn)間的距離公式:已知兩條平行線(xiàn)直線(xiàn)l1和l2的一般式方程為l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0,則l1與l2的距離為d12鞏固練習(xí):
1、圖中的直線(xiàn)l1,l2,l3的斜率分別為k1,k2,k3,則().
A.k1<k2<k3B.k3<k1<k2C.k3<k2<k1D.k1<k3<k2
2、設(shè)直線(xiàn)l的方程為(m2-2m-3)x+(2m2+m-1)y=2m-6(m∈R,m≠-1),根據(jù)下列條件分別求m的值:①l在x軸上的截距是-3;②斜率為1.3.已知△ABC的三頂點(diǎn)是A(-1,-1),B(3,1),C(1,6).直線(xiàn)l平行于AB,交AC,BC分別于E,F(xiàn),△CEF的面積是△CAB面積的
4、一直線(xiàn)被兩直線(xiàn)l1:4x+y+6=0,l2:3x-5y-6=0截得的線(xiàn)段的中點(diǎn)恰好是坐標(biāo)原點(diǎn),求該直線(xiàn)方程.
5、直線(xiàn)l過(guò)點(diǎn)(1,2)和第一、二、四象限,若直線(xiàn)l的橫截距與縱截距之和為6,求直線(xiàn)l的方程.
6、已知點(diǎn)A(-2,1),B(1,-2),直線(xiàn)y=2上一點(diǎn)P,使|AP|=|BP|,則P點(diǎn)坐標(biāo)為.
7、若三點(diǎn)A(-2,3),B(3,-2),C(
1,m)共線(xiàn),則m的值為2(第3題)
C1C2AB22
1.求直線(xiàn)l的方程.48、與直線(xiàn)2x+3y+5=0平行,且在兩坐標(biāo)軸上截距的和為6的直線(xiàn)方程是。
9、直線(xiàn)l1:x+a2y+6=0和直線(xiàn)l2:(a-2)x+3ay+2a=0沒(méi)有公共點(diǎn),則a的值是().A.3B.-3C.1D.-1
10、如果AC<0,且BC<0,那么直線(xiàn)Ax+By+C=0不通過(guò)().A.第一象限B.第二象限C.第三象限D(zhuǎn).第四象限
11、直線(xiàn)l:(2m+1)x+(m+1)y7m4=0所經(jīng)過(guò)的定點(diǎn)為。(m∈R)
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第二章點(diǎn)線(xiàn)面位置關(guān)系總復(fù)習(xí)
1、(1)平面含義:平面是無(wú)限延展的,沒(méi)有大小,厚薄之分。另外,注意平面的表示方法。(2)點(diǎn)與平面的關(guān)系:點(diǎn)A在平面內(nèi),記作A;點(diǎn)A不在平面內(nèi),記作A
點(diǎn)與直線(xiàn)的關(guān)系:點(diǎn)A的直線(xiàn)l上,記作:A∈l;點(diǎn)A在直線(xiàn)l外,記作Al;
直線(xiàn)與平面的關(guān)系:直線(xiàn)l在平面α內(nèi),記作lα;直線(xiàn)l不在平面α內(nèi),記作lα。2、四個(gè)公理與等角定理:
(1)公理1:如果一條直線(xiàn)上的兩點(diǎn)在一個(gè)平面內(nèi),那么這條直線(xiàn)在此平面內(nèi).符號(hào)表示為
AA∈LB∈LLααLA∈αB∈α
公理1作用:判斷直線(xiàn)是否在平面內(nèi).(只要找到直線(xiàn)的兩點(diǎn)在平面內(nèi),則直線(xiàn)在平面內(nèi))(2)公理2:過(guò)不在一條直線(xiàn)上的三點(diǎn),有且只有一個(gè)平面。AB
αC
符號(hào)表示為:A、B、C三點(diǎn)不共線(xiàn)=>有且只有一個(gè)平面α,使A∈α、B∈α、C∈α。公理2的三個(gè)推論:(1):經(jīng)過(guò)一條直線(xiàn)和這條直線(xiàn)外的一點(diǎn),有且只有一個(gè)平面。
(2):經(jīng)過(guò)兩條相交直線(xiàn),有且只有一個(gè)平面。(3):經(jīng)過(guò)兩條平行直線(xiàn),有且只有一個(gè)平面。
公理2作用:確定一個(gè)平面的依據(jù)。(3)公理3:如果兩個(gè)不重合的平面有一個(gè)公共點(diǎn),那么它們有且只有一條過(guò)該點(diǎn)的公共直線(xiàn)。符號(hào)表示為:P∈α∩β=>α∩β=L,且P∈L公理3說(shuō)明:兩個(gè)不重合的平面只要有公共點(diǎn),那么它們必定交于一條過(guò)該公共點(diǎn)的直線(xiàn),且線(xiàn)唯一。β公理3作用:判定兩個(gè)平面是否相交的依據(jù),是證明三線(xiàn)共點(diǎn)、三點(diǎn)共線(xiàn)的依據(jù)。即:①判定兩個(gè)平面相交的方法。Pα②說(shuō)明兩個(gè)平面的交線(xiàn)與兩個(gè)平面公共點(diǎn)之間的關(guān)系:交線(xiàn)必過(guò)公共點(diǎn)。L③可以判斷點(diǎn)在直線(xiàn)(交線(xiàn))上,即證若干個(gè)點(diǎn)共線(xiàn)的重要依據(jù)。(4)公理4:平行于同一條直線(xiàn)的兩條直線(xiàn)互相平行。符號(hào)表示為:設(shè)a、b、c是三條直線(xiàn)a∥b
a∥c
c∥b
強(qiáng)調(diào):公理4實(shí)質(zhì)上是說(shuō)平行具有傳遞性,在平面、空間這個(gè)性質(zhì)都適用。公理4作用:判斷空間兩條直線(xiàn)平行的依據(jù)。(表明空間中平行于一條已知直線(xiàn)的所有直線(xiàn)都互相平行)
(5)等角定理:空間中如果兩個(gè)角的兩邊分別對(duì)應(yīng)平行,那么這兩個(gè)角相等或互補(bǔ).3、(1)證明共面問(wèn)題:
方法1是先證明由某些元素確定一個(gè)平面,在證明其余元素也在這個(gè)平面內(nèi)。
方法2是先證明分別由不同元素確定若干個(gè)平面,再證明這些平面重合。
(2)證明三點(diǎn)共線(xiàn)問(wèn)題的方法:先確定其中兩點(diǎn)在某兩個(gè)平面的交線(xiàn)上,再證明第三點(diǎn)是這兩個(gè)平面的公共點(diǎn),則第三個(gè)點(diǎn)在必然在這兩個(gè)平面的交線(xiàn)上。
(3)證明三線(xiàn)共點(diǎn)問(wèn)題的方法:先證明其中兩條直線(xiàn)交于一點(diǎn),再證明第三條直線(xiàn)也經(jīng)過(guò)這個(gè)點(diǎn)。
4、異面直線(xiàn):不同在任何一個(gè)平面內(nèi)的兩條直線(xiàn)。(既不平行也不相交的兩條直線(xiàn))①異面直線(xiàn)定義:不同在任何一個(gè)平面內(nèi)的兩條直線(xiàn)②異面直線(xiàn)性質(zhì):既不平行,又不相交。③異面直線(xiàn)判定:過(guò)平面外一點(diǎn)與平面內(nèi)一點(diǎn)的直線(xiàn)與平面內(nèi)不過(guò)該點(diǎn)的直線(xiàn)是異面直線(xiàn)④異面直線(xiàn)所成角:直線(xiàn)a、b是異面直線(xiàn),經(jīng)過(guò)空間任意一點(diǎn)O,分別引直線(xiàn)a’∥a,b’∥b,則把直線(xiàn)a’和b’所成的銳角(或直角)叫做異面直線(xiàn)a和b所成的角。
兩條異面直線(xiàn)所成角的范圍是(0°,90°],若兩條異面直線(xiàn)所成的角是直角,我們就說(shuō)這兩條異面直線(xiàn)互相垂直。(兩條直線(xiàn)互相垂直,有共面垂直與異面垂直兩種情形)說(shuō)明:(1)判定空間直線(xiàn)是異面直線(xiàn)方法:①根據(jù)異面直線(xiàn)的定義;②異面直線(xiàn)的判定定理
(2)在異面直線(xiàn)所成角定義中,空間一點(diǎn)O是任取的,而和點(diǎn)O的位置無(wú)關(guān)。(3)求異面直線(xiàn)所成角步驟:(一作、二證、三計(jì)算)
第一步作角:先固定其中一條直線(xiàn),在這條直線(xiàn)取一點(diǎn),過(guò)這個(gè)點(diǎn)作另一條直線(xiàn)的平行先;或兩條同時(shí)平移到某個(gè)特殊的位置,頂點(diǎn)選在特殊的位置上。第二步證明作出的角即為所求角。第三步利用三角形邊長(zhǎng)關(guān)系計(jì)算出角。(思路是把兩條異面直線(xiàn)所成的角轉(zhuǎn)化為兩條相交直線(xiàn)所成的角)5、空間中直線(xiàn)與直線(xiàn)、直線(xiàn)與平面、平面與平面之間的位置關(guān)系(1)空間兩條直線(xiàn)的位置關(guān)系有且只有三種:
相交直線(xiàn):同一平面內(nèi),有且只有一個(gè)公共點(diǎn);共面直線(xiàn)
平行直線(xiàn):同一平面內(nèi),沒(méi)有公共點(diǎn);
異面直線(xiàn):不同在任何一個(gè)平面內(nèi),沒(méi)有公共點(diǎn)。(2)直線(xiàn)與平面的位置關(guān)系有且只有三種:①直線(xiàn)在平面內(nèi)有無(wú)數(shù)個(gè)公共點(diǎn)
②直線(xiàn)與平面相交有且只有一個(gè)公共點(diǎn)③直線(xiàn)在平面平行沒(méi)有公共點(diǎn)
指出:直線(xiàn)與平面相交或平行的情況統(tǒng)稱(chēng)為直線(xiàn)在平面外,可用aα來(lái)表示三種位置關(guān)系的符號(hào)表示:aαa∩α=Aa∥α注意直線(xiàn)與平面的位置關(guān)系其他分類(lèi):(1)按直線(xiàn)與平面的公共點(diǎn)數(shù)分類(lèi):(自己補(bǔ)充)(2)按直線(xiàn)是否與平面平行分類(lèi):
(3)按直線(xiàn)是否在平面內(nèi)分類(lèi):
(3)平面與平面之間的位置關(guān)系有且只有兩種:(按有無(wú)公共點(diǎn)分類(lèi))
①兩個(gè)平面平行沒(méi)有公共點(diǎn);α∥β。
②兩個(gè)平面相交有一條公共直線(xiàn);α∩β=b。6、空間中的平行問(wèn)題(1)線(xiàn)線(xiàn)平行的判定方法:①線(xiàn)線(xiàn)平行的定義:兩條直線(xiàn)共面,但是無(wú)公共點(diǎn)②公理4:平行于同一條直線(xiàn)的兩條直線(xiàn)互相平行
a//aa//b③線(xiàn)面平行的性質(zhì)定理:a④線(xiàn)面垂直的性質(zhì)定理:
b5面面平行的性質(zhì)定理:○
//aba//bba//b(2)直線(xiàn)與平面平行的判定及其性質(zhì)線(xiàn)面平行的判定定理:平面外一條直線(xiàn)與此平面內(nèi)一條直線(xiàn)平行,則該直線(xiàn)與此平面平行。線(xiàn)線(xiàn)平行線(xiàn)面平行證明線(xiàn)面平行,只要在平面內(nèi)找一條直線(xiàn)b與直線(xiàn)a平行即可。一般情況下,我們會(huì)用到中位線(xiàn)定理、平行線(xiàn)段成比例問(wèn)題、平行公理等。
線(xiàn)面平行的性質(zhì)定理:如果一條直線(xiàn)和一個(gè)平面平行,經(jīng)過(guò)這條直線(xiàn)的平面和這個(gè)平面相交,那么這條直線(xiàn)和交線(xiàn)平行。線(xiàn)面平行線(xiàn)線(xiàn)平行性質(zhì)定理的作用:利用該定理可解決直線(xiàn)間的平行問(wèn)題線(xiàn)面平行的判定方法:a①線(xiàn)面平行的定義:直線(xiàn)與平面無(wú)公共點(diǎn)②判定定理:b
a////③面面平行的性質(zhì):a//aa//b(3)平面與平面平行的判定及其性質(zhì)面面平行的判定定理:如果一個(gè)平面內(nèi)的兩條相交直線(xiàn)都平行于另一個(gè)平面,那么這兩個(gè)平面平行
(線(xiàn)面平行面面平行),兩個(gè)平面平行的性質(zhì)定理與結(jié)論:
①如果兩個(gè)平行平面都和第三個(gè)平面相交,那么它們的交線(xiàn)平行。(面面平行→線(xiàn)線(xiàn)平行)②如果兩個(gè)平面平行,那么某一個(gè)平面內(nèi)的直線(xiàn)與另一個(gè)平面平行。(面面平行→線(xiàn)面平行)面面平行的判定方法:
a//b//①面面平行的定義:兩個(gè)平面無(wú)公共點(diǎn)。②判定定理:ababP③線(xiàn)面垂直的性質(zhì)定理:
//aa//④公理四的推廣:
a//////
7、空間中的垂直問(wèn)題線(xiàn)線(xiàn)、面面、線(xiàn)面垂直的定義①兩條異面直線(xiàn)的垂直:如果兩條異面直線(xiàn)所成的角是直角,就說(shuō)這兩條異面直線(xiàn)互相垂直。②線(xiàn)面垂直:如果一條直線(xiàn)和一個(gè)平面內(nèi)的任何一條直線(xiàn)垂直,就說(shuō)這條直線(xiàn)和這個(gè)平面垂直。
③平面和平面垂直:如果兩個(gè)平面相交,所成的二面角(從一條直線(xiàn)出發(fā)的兩個(gè)半平面所組成的圖形)是直二面角(平面角是直角),就說(shuō)這兩個(gè)平面垂直。(1)線(xiàn)線(xiàn)垂直的判定方法:①線(xiàn)線(xiàn)垂直的定義:兩條直線(xiàn)所成的角是直角。(共面垂直、異面垂直)②線(xiàn)面垂直的性質(zhì):a,bab②線(xiàn)面垂直的性質(zhì):a,b//ab(2)線(xiàn)面垂直判定定理和性質(zhì)定理判定定理:如果一條直線(xiàn)和一個(gè)平面內(nèi)的兩條相交直線(xiàn)都垂直,那么這條直線(xiàn)垂直這個(gè)平面。判定線(xiàn)面垂直,只要在平面內(nèi)找到兩條相交直線(xiàn)與已知直線(xiàn)垂直即可(注意:兩條直線(xiàn)必須相交)
經(jīng)常用到的知識(shí)點(diǎn)有:
①等腰三角形三線(xiàn)合一(中線(xiàn),角平分線(xiàn),高),如果取等腰三角形底邊的中點(diǎn),連接頂點(diǎn)與中點(diǎn)的線(xiàn)既是中線(xiàn)也是高,所以,這條線(xiàn)垂直于底邊;
②正方形的對(duì)角線(xiàn)是互相垂直的;③三角形勾股逆定理abc,可以推出a邊與b邊垂直;
④如果是要證異面垂直的兩條直線(xiàn),一般采用線(xiàn)面垂直來(lái)證明一條線(xiàn)垂直于另一條線(xiàn)所在的平面,從而得到兩條異面直線(xiàn)垂直;
5采用三垂線(xiàn)定理或者其逆定理得到兩條直線(xiàn)垂直。○
性質(zhì)定理:如果兩條直線(xiàn)同垂直于一個(gè)平面,那么這兩條直線(xiàn)平行。
2線(xiàn)面垂直的判定方法:
abac①線(xiàn)面垂直的定義②線(xiàn)面垂直的判定定理:bcAa
bc③平行線(xiàn)垂直平面的傳遞性推論:
aa//bb
④面面平行的性質(zhì)結(jié)論://,aa
5面面垂直的性質(zhì)定理:la○
aal(3)面面垂直的判定定理和性質(zhì)定理判定定理:如果一個(gè)平面經(jīng)過(guò)另一個(gè)平面的一條垂線(xiàn),那么這兩個(gè)平面互相垂直。性質(zhì)定理:如果兩個(gè)平面互相垂直,那么在一個(gè)平面內(nèi)垂直于他們的交線(xiàn)的直線(xiàn)垂直于另一個(gè)平面。
面面垂直的判定方法
①面面垂直的定義:兩個(gè)平面相交所成的二面角是直二面角
②面面垂直的判定定理:
aa③面面平行的性質(zhì)結(jié)論://,
8、空間角問(wèn)題空間角的計(jì)算步驟:一作,二證,三計(jì)算(1)直線(xiàn)與直線(xiàn)所成的角A①兩平行直線(xiàn)所成的角:規(guī)定為0。
B②兩條相交直線(xiàn)所成的角:兩條直線(xiàn)相交其中不大于直角的角,叫這兩條O
直線(xiàn)所成的角。
③兩條異面直線(xiàn)所成的角:過(guò)空間任意一點(diǎn)O,分別作與兩條異面直線(xiàn)a,b平行的直線(xiàn)a,b,形成兩條相交直線(xiàn),這兩條相交直線(xiàn)所成的不大于直角的角叫做兩條異面直線(xiàn)所成的角,的范圍為(0°,90°]。注意:(1)異面直線(xiàn)所成的角θ:0°<θ≤90°(銳角或者直角)
(2)計(jì)算中,通常把兩條異面直線(xiàn)所成的角轉(zhuǎn)化為兩條相交直線(xiàn)所成的角。(3)角AOB的度數(shù)并不等于直線(xiàn)AO與直線(xiàn)BO所成的角。(2)直線(xiàn)和平面所成的角
①平面的平行線(xiàn)與平面所成的角:規(guī)定為0。②平面的垂線(xiàn)與平面
所成的角:規(guī)定為90。
③平面的斜線(xiàn)與平面所成的角:平面的一條斜線(xiàn)和它在平面內(nèi)的射影所成的銳角,叫做這條直線(xiàn)和這個(gè)平面所成的角,取值范圍為(0°,90°)。
由①②③直線(xiàn)與平面所成的角的范圍為[0°,90°]。(0時(shí),b∥或b)求斜線(xiàn)與平面所成角的思路類(lèi)似于求異面直線(xiàn)所成角:“一作,二證,三計(jì)算”。關(guān)鍵的步驟是“作角”(斜線(xiàn)和射影所成的角)求線(xiàn)面角的方法(求一條直線(xiàn)與平面所成的角,就是要找這條直線(xiàn)在平面上的射影,射影與它的直線(xiàn)所成的角即為線(xiàn)面角,即作垂線(xiàn),找射影)
①定義:斜線(xiàn)和它在平面內(nèi)的射影的夾角叫做斜線(xiàn)和平面所成的角(或斜線(xiàn)和平面的夾角)②方法:作直線(xiàn)上任意一點(diǎn)到面的垂線(xiàn),與線(xiàn)面交點(diǎn)相連,利用直角三角形有關(guān)知識(shí)求得三角形其中一角就是該線(xiàn)與平面的夾角。
③在解題時(shí),注意挖掘題設(shè)中兩個(gè)主要信息:1、斜線(xiàn)上一點(diǎn)到面的垂線(xiàn);2、過(guò)斜線(xiàn)上的一點(diǎn)或過(guò)斜線(xiàn)的平面與已知面垂直,由面面垂直性質(zhì)易得垂線(xiàn)。(3)二面角和二面角的平面角①二面角的定義:從一條直線(xiàn)出發(fā)的兩個(gè)半平面所組成的圖形叫做二面角,這條直線(xiàn)叫做二面角的棱,這兩個(gè)半平面叫做二面角的面。②二面角的平面角:以二面角的棱上任意一點(diǎn)為頂點(diǎn),在兩個(gè)面內(nèi)分別作垂直于棱的兩條射.....線(xiàn),這兩條射線(xiàn)所成的角叫二面角的平面角。③直二面角:平面角是直角的二面角叫直二面角。
兩相交平面如果所組成的二面角是直二面角,那么這兩個(gè)平面垂直;反過(guò)來(lái),如果兩個(gè)平面垂直,那么所成的二面角為直二面角
④二面角:二面角的平面角θ,0°≤θ≤180°求二面角的方法①定義法:在棱上選擇一個(gè)特殊點(diǎn),過(guò)這個(gè)點(diǎn)分別在兩個(gè)半平面內(nèi)作垂直于棱的射線(xiàn)得到平面角
②垂面法:過(guò)棱上一點(diǎn)作棱的垂直平面,該平面與二面角的兩個(gè)半平面產(chǎn)生交線(xiàn),這兩條交線(xiàn)所成的角為二面角的平面角
③垂線(xiàn)法:過(guò)二面角的一個(gè)面內(nèi)一點(diǎn)作另一個(gè)平面的垂線(xiàn),過(guò)垂足作棱的垂線(xiàn),利用線(xiàn)面垂直可找到二面角的平面角或其補(bǔ)角。
9、“轉(zhuǎn)化思想”,要熟練他們之間的轉(zhuǎn)換線(xiàn)線(xiàn)垂直線(xiàn)面垂直面面垂直
線(xiàn)線(xiàn)平行線(xiàn)面平行面面平行證明空間線(xiàn)面平行或垂直需要注意三點(diǎn)(1)由已知想性質(zhì),由求證想判定。
(2)適當(dāng)添加輔助線(xiàn)(或面)是解題的常用方法之一。
(3)使用定理時(shí)要明確已知條件是否滿(mǎn)足定理?xiàng)l件,再由定理得出相應(yīng)結(jié)論。10、鞏固專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)
1.如圖,在三棱錐S-ABC中,SA底面ABC,ABBC,DE垂直平分SC,且分別交AC于D,交SC于E,又SA=AB,SB=BC,求二面角E-BD-C的度數(shù)。2、在棱長(zhǎng)都為1的正三棱錐S-ABC中,側(cè)棱SA與底面ABC所成的角是________.
3、在正方體ABCD-A1B1C1D1中,
①BC1與平面AB1所成的角的大小是___________;②BD1與平面AB1所成的角的大小是___________;③CC1與平面BC1D所成的角的大小是___________;④BC1與平面A1BCD1所成的角的大小是___________;5BD1與平面BC1D所成的角的大小是___________!
4、已知空間內(nèi)一點(diǎn)O出發(fā)的三條射線(xiàn)OA、OB、OC兩兩夾角為60°,試求OA與平面BOC所成的角的大。
5、已知點(diǎn)S是正三角形ABC所在平面外的一點(diǎn),且SASBSC,SG為SAB上的高,D、E、F分別是AC、BC、SC的中點(diǎn),試判斷SG與平面DEF內(nèi)的位置關(guān)系,并給予證明
6、已知正方體ABCDA1B1C1D1,求證平面B1AD1//平面BC1D
7、已知直線(xiàn)PA垂直正方形ABCD所在的平面,A為垂足。求證:平面PAC平面PBD。
8、已知直線(xiàn)PA垂直于圓O所在的平面,A為垂足,AB為圓O的直徑,C是圓周上異于A、B的一點(diǎn)。求證:平面PAC平面PBC。9.若m、n是兩條不同的直線(xiàn),α、β、γ是三個(gè)不同的平面,則下列命題中的真命題是()
A.若mβ,α⊥β,則m⊥αB.若α∩γ=m,β∩γ=n,m∥n,則α∥βC.若m⊥β,m∥α,則α⊥βD.若α⊥γ,α⊥β,則β⊥γ
10、設(shè)P是△ABC所在平面外一點(diǎn),P到△ABC各頂點(diǎn)的距離相等,而且P到△ABC各邊的距離也相等,那么△ABC()
A.是非等腰的直角三角形B.是等腰直角三角形
C.是等邊三角形D.不是A、B、C所述的三角形
11、把等腰直角△ABC沿斜邊上的高AD折成直二面角BADC,則BD與平面ABC所成角的正切值為())
A.2B.
23C.1D.23
12、如圖,已知△ABC為直角三角形,其中∠ACB=90°,M為AB的中點(diǎn),PM垂直于△ACB所在平面,那么()
A、PA=PB>PCB、PA=PB16、如圖,已知PA矩形ABCD所在平面。M,N分別是AB,PC的中點(diǎn)。()求證:1MN面PAD(2)求證:MNCD(3)若PDA45O,求證:MN面PCD
17、如圖所示,已知△BCD中,∠BCD=90°,BC=CD=1,AB⊥平面BCD,∠ADB=60°,AEAF
E、F分別是AC、AD上的動(dòng)點(diǎn),且==λ(0參考答案
1、解:
在RtΔSAC中,SA=1,SC=2,∴∠ECA=30,在RtΔDEC中,∠DEC=90,
∴∠EDC=60∴所求的二面角為60。
5、分析1:如圖,觀察圖形,即可判定SG//平面DEF,要證明結(jié)論成立,只需證明SG與平面DEF內(nèi)的一條直線(xiàn)平行.觀察圖形可以看出:連結(jié)CG與DE相交于H,連結(jié)FH,
FH就是適合題意的直線(xiàn).怎樣證明SG//FH?只需證明H是CG的中點(diǎn).
證法1:連結(jié)CG交DE于點(diǎn)H,∵DE是ABC的中位線(xiàn),∴DE//AB.在ACG中,D是AC的中點(diǎn),且DH//AG,
∴H為CG的中點(diǎn).∵FH是SCG的中位線(xiàn),∴FH//SG.又SG平面DEF,F(xiàn)H平面DEF,∴SG//平面DEF.
分析2:要證明SG//平面DEF,只需證明平面SAB//平面DEF,要證明平面DEF//平面SAB,只需證明SA//DF,SB//EF而SA//DF,SB//EF可由題設(shè)直接推出.證法2:∵EF為SBC的中位線(xiàn),∴EF//SB.
∵EF平面SAB,SB平面SAB,∴EF//平面SAB.同理:DF//平面SAB,EFDFF,
∴平面SAB//平面DEF,又∵SG平面SAB,∴SG//平面DEF.6、證明:∵ABCD-A1B1C1D1為正方體∴D1A//C1B,又C1B平面C1BD,故D1A//平面C1BD.同理D1B1//平面C1BD.
又D1AD1B1D1,∴平面AB1D1//平面C1BD.7、證明:
8、證明:
AB是圓O的直徑BCACC是圓周上異于A、B的一點(diǎn)PA平面ABCBCPABC平面ABCAC平面PAC,PA平面PACACPAA
9、C10、C11、B12、C
13、解析:如圖,取CD的中點(diǎn)F、SC的中點(diǎn)G,連接EF,EG,F(xiàn)G,EF交AC于點(diǎn)H,易知AC⊥EF,又GH∥SO,
BC平面PACBC平面PBC
平面PAC平面PBC。
∴GH⊥平面ABCD,
∴AC⊥GH,∴AC⊥平面EFG,故點(diǎn)P的軌跡是△EFG,其周長(zhǎng)為2+6.答案:2+6
14、①③④②;②③④①
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