本小節(jié)內(nèi)容選自《普通高中數(shù)學(xué)必修第二冊》人教A版(2019)第八章《立體幾何初步》的第五節(jié)《空間直線、平面的平行》。以下是本節(jié)的課時安排:
上一節(jié)我們知道了如何證明線面平行及線面平行的性質(zhì),本節(jié)課繼續(xù)研究兩個平面平行,即通過兩個平面沒有公共點而得到兩個平面平行,由于平面的無限延展,很難去判斷平面與平面是否有公共點,因此很難直接利用定義判斷,那應(yīng)該如何簡化平面與平面平行的判定方法進入本節(jié)課。
1. 掌握空間平面與平面平行的判定定理,并能應(yīng)用這個定理解決問題,培養(yǎng)邏輯推理的核心素養(yǎng);
2.理解平面和平面平行的性質(zhì)定理,提升直觀想象的核心素養(yǎng)。
1.重點:空間平面與平面平行的判定定理和性質(zhì)定理
2.難點:應(yīng)用平面與平面平行的判定定理和性質(zhì)定理解決問題
(一)新知導(dǎo)入
貼瓷磚的工人在檢驗地面是否水平時,只需將水準器交叉放兩次,若水準器的氣泡都居中就能判定地面是水平的.
【問題】 (1)這個實例給出了判斷兩平面平行的一種怎樣的方法?
(2)若一個平面內(nèi)有兩條直線平行于另一個平面,那么這兩個平面平行嗎?
【提示】 (1)在一個平面內(nèi)找兩條相交線,分別平行于另一個平面即可.
(2)不一定,這兩個平面也可能相交.
(二)平面與平面平行
知識點一 平面與平面平行的判定定理
【探究1】三角板的一條邊所在平面與平面α平行,這個三角板所在平面與平面α平行嗎?
【提示】 不一定.
【探究2】三角板的兩條邊所在直線分別與平面α平行,這個三角板所在平面與平面α平行嗎?
【提示】 平行.
【探究3】如果一個平面內(nèi)的兩條相交直線與另一個平面內(nèi)的兩條相交直線分別對應(yīng)平行,那么這兩個平面平行嗎?
【提示】 平行
【辯一辯】判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
1.若一個平面內(nèi)有無數(shù)條直線都與另一個平面平行,則這兩個平面平行.(×)
2.若一個平面內(nèi)任何一條直線都平行于另一個平面,則這兩個平面平行.(√)
3.若α∥β,β∥γ,則α∥γ.(√)
4.若a?α,α∥β,則a∥β.(√)
知識點二 平面與平面平行的性質(zhì)定理
【探究1】如果兩個平面平行,那么其中一個平面內(nèi)的任意一條直線平行于另一個平面嗎?
【提示】一個平面內(nèi)的直線必平行另一個平面(無公共點)
【探究2】如果兩個平面平行,那么分別在兩個平面的直線是什么位置關(guān)系?
【提示】一個平面內(nèi)的直線與另一個平面內(nèi)的直線沒有公共點,它們或者是異面直線,或者是平行直線。
【探究3】如果兩個平行平面同時和第三個平面相交,那么它們的交線平行嗎?
【提示】當?shù)谌齻€平面和兩個平行平面都相交時,兩條交線共面且無公共點,所以兩條交線平行,
拓展:常用的面面平行的性質(zhì):
(1)兩個平面平行,其中一個平面內(nèi)的任意一條直線平行于另一個平面;
(2)平行于同一個平面的兩個平面平行;
(3)兩條直線被三個平行平面所截,截得的線段長成比例;
(4)經(jīng)過平面外一點有且只有一個平面與已知平面平行.
【辯一辯】判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)如果一個平面內(nèi)有無數(shù)條直線與另一個平面平行,那么這兩個平面平行.( )
(2)若α∥β,則平面α內(nèi)有無數(shù)條互相平行的直線平行于平面β.( )
(3)如果兩個平面平行,那么其中一個平面內(nèi)的直線與另一個平面內(nèi)的直線異面.( )
答案:(1)× (2)√ (3)×
(三)典型例題
1.平面與平面平行的判定
例1.在正方體ABCD-A1B1C1D1中,M、N、P分別是C1C、B1C1、C1D1的中點,
求證:平面MNP∥平面A1BD.
證明:如圖所示,連接B1D1、B1C.
∵P、N分別是D1C1、B1C1的中點,∴PN∥B1D1.
又B1D1∥BD,∴PN∥BD.
又PN?平面A1BD,∴PN∥平面A1BD.
同理MN∥平面A1BD,又PN∩MN=N,∴平面PMN∥平面A1BD.
【類題通法】判定平面與平面平行的常用方法
(1)定義法:證明兩個平面沒有公共點,通常采用反證法.
(2)利用判定定理:一個平面內(nèi)的兩條相交直線分別平行于另一個平面.證明時應(yīng)遵循先找后作的原則,即先在一個平面內(nèi)找到兩條與另一個平面平行的相交直線,若找不到再作輔助線.
【鞏固練習(xí)1】已知四棱錐PABCD中,底面ABCD為平行四邊形.點M,N,Q分別在PA,BD,PD上,且PM∶MA=BN∶ND=PQ∶QD,求證:平面MNQ∥平面PBC.
證明:因為PM∶MA=BN∶ND=PQ∶QD,所以MQ∥AD,NQ∥BP,
而BP?平面PBC,NQ?平面PBC,所以NQ∥平面PBC,
又因為四邊形ABCD為平行四邊形,所以BC∥AD,
所以MQ∥BC.而BC?平面PBC,MQ ?平面PBC,
所以MQ∥平面PBC.又MQ∩NQ=Q,所以平面MNQ∥平面PBC.
2.平面與平面平行的性質(zhì)
例2.如圖所示,兩條異面直線BA,DC與兩平行平面α,β分別交于點B,A和D,C,點M,N分別是AB,CD的中點,求證:MN∥平面α.
證明:如圖,過點A作AE∥CD交α于點E,取AE的中點P,連接MP,PN,BE,ED,BD,AC.
因為AE∥CD,所以AE,CD確定平面AEDC.
則平面AEDC∩α=DE,平面AEDC∩β=AC,因為α∥β,所以AC∥DE.
又P,N分別為AE,CD的中點,
所以PN∥DE,PN?α,DE?α,所以PN∥α.
又M,P分別為AB,AE的中點,
所以MP∥BE,且MP?α,BE?α.
所以MP∥α,因為MP∩PN=P,所以平面MPN∥α.
又MN?平面MPN,所以MN∥平面α.
【類題通法】 1.面面平行性質(zhì)定理的關(guān)鍵
(1)成立的條件:兩平面平行,第三個平面與這兩個平面均相交.
(2)定理的實質(zhì):面面平行?線線平行,其應(yīng)用過程是構(gòu)造與兩個平行平面都相交的一個平面,由定理可知,兩條交線平行,體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化思想與判定定理交替使用,可實現(xiàn)線面、線線、面面平行間的相互轉(zhuǎn)化.
2.應(yīng)用平面與平面平行性質(zhì)定理的基本步驟
【鞏固練習(xí)2】如圖,已知α∥β,點P是平面α、β外的一點(不在α與β之間),直線PB、PD分別與α、β相交于點A、B和C、D.
(1)求證:AC∥BD;
(2)已知PA=4 cm,AB=5 cm,PC=3 cm,求PD的長.
(1)證明:因為PB∩PD=P,所以直線PB和PD確定一個平面γ,
則α∩γ=AC,β∩γ=BD.又α∥β,所以AC∥BD.
(2)解:由(1)得AC∥BD,所以eq \f(PA,AB)=eq \f(PC,CD),所以eq \f(4,5)=eq \f(3,CD),
所以CD=eq \f(15,4)(cm),所以PD=PC+CD=eq \f(27,4)(cm).
3.平行關(guān)系的綜合應(yīng)用
例3.如圖,在正方體ABCDA1B1C1D1中,點N在BD上,點M在B1C上,且CM=DN.
求證:MN∥平面AA1B1B.
證明:如圖,作MP∥BB1交BC于點P,連接NP,
因為MP∥BB1,所以eq \f(CM,MB1)=eq \f(CP,PB).
因為BD=B1C,DN=CM,所以B1M=BN,
所以eq \f(CM,MB1)=eq \f(DN,NB),所以eq \f(CP,PB)=eq \f(DN,NB),所以NP∥CD∥AB.
因為NP?平面AA1B1B,AB?平面AA1B1B,所以NP∥平面AA1B1B.
因為MP∥BB1,MP?平面AA1B1B,BB1?平面AA1B1B.所以MP∥平面AA1B1B.
又因為MP?平面MNP,NP?平面MNP,MP∩NP=P,所以平面MNP∥平面AA1B1B.
因為MN?平面MNP,所以MN∥平面AA1B1B.
【類題通法】解決平行關(guān)系的綜合問題的方法
(1)在遇到線面平行時,常需作出過已知直線與已知平面相交的輔助平面,以便運用線面平行的性質(zhì).
(2)要靈活應(yīng)用線線平行、線面平行和面面平行的性質(zhì),實現(xiàn)相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化.在解決立體幾何中的平行問題時,一般都要用到平行關(guān)系的轉(zhuǎn)化.轉(zhuǎn)化思想是解決這類問題的最有效的方法.
【鞏固練習(xí)3】如圖,正方體的棱長為2, 是棱的中點, 是側(cè)面內(nèi)一點,若平面 ,則的長度的范圍為__________.
【解析】如圖所示:
分別取的中點M,N,連接EM,EN,MN,
因為E為AB的中點,所以,又平面,平面,
所以平面,同理平面,
又,所以平面平面,
又是側(cè)面內(nèi)一點,且平面,所以點F的軌跡為線段MN,
故EF的最小值為,最大值為,
所以的長度的范圍為,
【答案】
(四)操作演練 素養(yǎng)提升
1.下列命題中正確的是( )
A.一個平面內(nèi)三條直線都平行于另一平面,那么這兩個平面平行
B.如果一個平面內(nèi)所有直線都平行于另一個平面,那么這兩個平面平行
C.平行于同一直線的兩個平面一定相互平行
D.如果一個平面內(nèi)有幾條直線都平行于另一平面,那么這兩個平面平行
2.P是三角形ABC所在平面外一點,平面α∥平面ABC,α分別交線段PA,PB,PC于A′,B′,C′,若PA′∶AA′=2∶3,則S△A′B′C′∶S△ABC等于( )
A.2∶25 B.4∶25 C.2∶5 D.4∶5
3.已知平面α∥平面β,直線a∥平面α,直線b∥平面β,那么a與b的位置關(guān)系可能是( )
A.平行或相交 B.相交或異面
C.平行或異面 D.平行、相交或異面
4.如圖,在長方體ABCD-A1B1C1D1中,過BB1的中點E作一個與平面ACB1平行的平面交AB于M,交BC于N,則eq \f(MN,AC)=________.
答案:1.B 2.B 3.D 4.eq \f(1,2)
【設(shè)計意圖】通過練習(xí)鞏固本節(jié)所學(xué)知識,通過學(xué)生解決問題的能力,感悟其中蘊含的數(shù)學(xué)思想,增強學(xué)生的應(yīng)用意識。
(五)課堂小結(jié),反思感悟
1.知識總結(jié):
2.學(xué)生反思:
(1)通過這節(jié)課,你學(xué)到了什么知識?


(2)在解決問題時,用到了哪些數(shù)學(xué)思想?


【設(shè)計意圖】
通過總結(jié),讓學(xué)生進一步鞏固本節(jié)所學(xué)內(nèi)容,提高概括能力,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)運算能力和邏輯推理能力。
完成教材:第142頁 練習(xí) 第1,2,3,4題
第144 頁 習(xí)題8.5 第8,13,14,15題










8.5空間直線、平面的平行
課時內(nèi)容
8.5.1直線與直線平行
8.5.2直線與平面平行
8.5.3平面與平面平行
所在位置
教材第133頁
教材第135頁
教材第139頁
新教材內(nèi)容分析
本節(jié)內(nèi)容是空間直線平行的傳遞性和等角定理,由平面圖形推廣到立體圖形得到,直線與直線平行是研究空間直線、平面平行的基礎(chǔ)。
本節(jié)內(nèi)容是空間直線平面平行,按照“判定--性質(zhì)”展開內(nèi)容,通過直觀感知和操作確認,歸納出直線與平面平行的判定和性質(zhì)定理。
本節(jié)內(nèi)容是空間平面與平面平行,與研究直線與平面平行一樣,借助長方體模型,理解平面與平面平行的判定和性質(zhì)定理。
核心素養(yǎng)培養(yǎng)
通過基本事實4和等角定理的應(yīng)用,培養(yǎng)直觀想象的核心素養(yǎng).
通過典型實例的觀察與分析,概括出直線與平面平行的判定與性質(zhì)定理,提升邏輯推理的核心素養(yǎng)。
通過平面與平面平行的判定定理和性質(zhì)定理的學(xué)習(xí),培養(yǎng)直觀想象的核心素養(yǎng);借助平行關(guān)系的綜合問題,提升邏輯推理的核心素養(yǎng).
教學(xué)主線
平行關(guān)系的相互轉(zhuǎn)化
文字語言
如果一個平面內(nèi)的兩條相交直線與另一個平面平行,那么這兩個平面平行
符號語言
a?β,b?β,a∩b=P,a∥α,b∥α?β∥α
圖形語言

文字語言
兩個平面平行,如果另一個平面與這兩個平面相交,那么兩條交線平行
符號語言
α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b?a∥b
圖形語言

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8.5 空間直線、平面的平行

版本: 人教A版 (2019)

年級: 必修 第二冊

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