学案3_文科平行与垂直的判定和性质

立体几何复习学案(三)平行与垂直的判定和性质 一、平行关系 1.线面平行判定定理 2.线面平行性质定理 3.面面平行判定定理 4.面面平行性质定理 例1、(2009卷文)如图, , 分别为的中点.(I)证明平面;

例2、 正方体,且,求证EF//平面ABCD 例3、 如图,已知棱锥P-ABCD,且ABCD为平行四边形,M、N分别是AB,PC的中点 (1)求证CD//平面PAB (2) 求证MN//平面PAD A E B C F S D 练习1、如图,在四棱锥中,底面为正方形, 分别为的中点. 证明平面;

_ N _ M _ A _ B _ D _ C _ O 2、如图,在四棱锥中,底面四边长为菱形, 为的中点,为的中点 证明直线;

例4、如图,在底面 是菱形的四棱锥PABCD中,点E是PD的中点. D E P B A C 证明PB∥平面EAC;

练习如图, 在三棱柱ABC-A1B1C1中,点D是AB的中点, 求证AC 1//平面CDB1;

例5正方体求证 练习已知三棱柱,且分别为的中点. 求证平面平面;

二、垂直关系 1.线面垂直判定定理 2.线面垂直性质定理 3.面面垂直判定定理 4.面面垂直性质定理 例1、如图,在底面 是菱形的四棱锥PABCD中,∠ABC600,PAACa,PBPD,点E是PD的中点. D E P B A C 证明PA⊥平面ABCD,PB∥平面EAC;

练习 1、直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB5,AC4,BC3,AA14,D是AB的中点. A A1 B C D B1 C1 (Ⅰ)求证AC⊥B1C;

(Ⅱ)求证AC1∥平面B1CD;

2、如图所示,垂直矩形所在的平面,分别为的中点. Ⅰ 求证;

P D C B A E F (Ⅱ)求证. 3、如图,在直三棱柱中,,,分别为,的中点,四边形是正方形. (Ⅰ)求证∥平面;

(Ⅱ)求证平面. 4、如图,在底面为平行四边形的四棱锥 PABCD 中,AB⊥AC,PA⊥平面 ABCD,点 E 是 PD 的中点. (Ⅰ)求证AC⊥PB;

(Ⅱ)求证PB//平面 AEC;

5、如图,在四棱锥中,底面为直角梯形,且,,侧面底面,. 若. (Ⅰ)求证平面;

A B P C D E (Ⅱ)设侧棱的中点是,求证平面. 例2、.(2009卷文)(本小题共14分) 如图,四棱锥的底面是正方形,,点E在棱PB上. (Ⅰ)求证平面;

练习1、已知四棱锥的底面是菱形.,为的中点. (Ⅰ)求证∥平面;

(Ⅱ)求证平面平面. 2、如图,在直三棱柱中,平面侧面. (Ⅰ)求证;

3、如图,在直三棱柱中,、分别是、的中点,点在上,。

求证(1)EF∥平面ABC;

(2)平面平面. 4、已知直四棱柱的底面是菱形,且,,F为棱的中点, M为线段的中点。

⑴ 求证直线平面 ⑵求证直线平面 3求证平面平面 5、在四面体ABCD 中,CB CD, AD⊥BD,且E ,F分别是AB,BD 的中点, 求证(Ⅰ)直线EF ∥面ACD ;

(Ⅱ)面EFC⊥面BCD . 6、如图,在四棱锥中, 底面 是的中点. A P E B C D I证明;

II证明平面;

7、、如图,已知正方形ABCD和矩形ACEF 所在的平面互相垂直, AB,AF1,M是 线段EF的中点。

(Ⅰ)求证AM∥平面BDE;

(Ⅱ)求证AM⊥平面BDF;

8、如图,四棱锥中,⊥底面, ⊥.底面为梯形,,.,点在棱上,且. (Ⅰ)求证平面⊥平面;

(Ⅱ)求证∥平面;

例3、如图,在三棱锥中,⊿是等边三角形,∠PAC∠PBC90 (Ⅰ)证明AB⊥PC (Ⅱ)若,且平面⊥平面, 求三棱锥体积。

练习 1.(2011西城一模文16). (本小题满分13分) A B C D F E 如图所示,正方形与直角梯形所在平面互相垂直,,,. Ⅰ求证平面;

Ⅱ求证平面;

(Ⅲ)求四面体的体积. 2、在棱长为的正方体中,,,分别为棱,和的中点. (Ⅰ)求证∥平面;

(Ⅱ)求三棱锥的体积;

(Ⅲ)试在棱上求一点, 使⊥平面. 3、(2011二模文17)(本小题满分13分) 在长方形中,,,分别是,的中点(如左图).将此长方形沿对折,使平面平面(如右图),已知,分别是,的中点. C1 BA CA A A1 B12A BA CA A DA EA A1 B12A C1 (Ⅰ)求证∥平面;

(Ⅱ)求证平面平面;

(Ⅲ)求三棱锥的体积. 4.(2012年高考(文))如图1,在Rt△ABC中,∠C90,D,E分别是AC,AB上的中点, 点F为线段CD上的一点.将△ADE沿DE折起到△A1DE的位置,使A1F⊥CD,如图2. 1求证DE∥平面A1CB; 2求证A1F⊥BE; 3线段A1B上是否存在点Q,使A1C⊥平面DEQ说明理由. 5.(2011文)(17)(本小题共14分) 如图,在四面体中,点分别是棱的中点。

(Ⅰ)求证平面;

(Ⅱ)求证四边形为矩形;

(Ⅲ )是否存在点,到四面体六条棱的中点的距离相等说明理由。

【解析】证明(Ⅰ)因为D,E分别为AP,AC的中点,所以DE//PC。又因为DE平面BCP,所以DE//平面BCP。

(Ⅱ)因为D,E,F,G分别为AP,AC,BC,PB的中点, 所以DE//PC//FG,DG//AB//EF。所以四边形DEFG为平行四边形, 又因为PC⊥AB,所以DE⊥DG,所以四边形DEFG为矩形。

(Ⅲ)存在点Q满足条件,理由如下连接DF,EG,设Q为EG的中点 由(Ⅱ)知,DF∩EGQ,且QDQEQFQGEG. 分别取PC,AB的中点M,N,连接ME,EN,NG,MG,MN。

与(Ⅱ)同理,可证四边形MENG为矩形,其对角线点为EG的中点Q, 且QMQNEG,所以Q为满足条件的点. 6. 在直三棱柱中,,.点分别是,的中点,是棱上的动点. (Ⅰ)求证平面;

(Ⅱ)若//平面,试确定 点的位置,并给出证明. I 证明∵在直三棱柱中,,点是的中点, ∴ 1分 ,, ∴⊥平面 3分 平面 ∴,即 5分 又 ∴平面 6分 (II)当是棱的中点时,//平面.7分 证明如下 连结,取的中点H,连接, 则为的中位线 ∴∥,8分 ∵由已知条件,为正方形 ∴∥, ∵为的中点, ∴11分 ∴∥,且 ∴四边形为平行四边形 ∴∥ 12分 又∵ ∴//平面 14分 7. 如图所示,在正方体中,是棱的中点. E A B C D B1 A1 D1 C1 (Ⅰ)证明平面平面;

(Ⅱ)在棱上是否存在一点, 使//平面证明你的结论. 解 (Ⅰ)证明 因为多面体为正方体, 所以;

因为,所以. 2分 又因为,,所以.4分 因为,所以平面平面. 6分 (Ⅱ)当点F为中点时,可使//平面. 7分 以下证明之 易知//,且, 9分 设,则//且, 所以//且, 所以四边形为平行四边形. 所以//. 11分 又因为,. 所以//面