空间中线面位置关系的证明思路

前言

  • 对空间中的线面位置关系的判定思路作以总结和梳理,有助于开通思维,提升我们的数学素养。

为便于表述,我们设定:(a)(b)(c)(l)为空间中的四条不同直线,(alpha)(eta)(gamma)为空间中三个不同平面;

判定线线平行

图形语言 文字语言 符号语言
一个平面内的直线若和
这两个平面的交线平行,
则这两条直线平行
(left.egin{array}{r}{a//alpha}\{asubsetneqq eta}\{alphacapeta=b}end{array} ight})(Rightarrow a//b)
同时垂直于同一个平面
的两条直线平行
(left.egin{array}{r}{aperpalpha}\{bperpalpha}end{array} ight})(Rightarrow a//b)
两个平面同时和第三个
平面相交,则其交线
平行
(left.egin{array}{r}{alpha//eta}\{alphacapgamma=a}\{etacapgamma=b}end{array} ight})(Rightarrow a//b)
如果两条直线都和第三
条直线平行,则这两条直
线平行
[平行关系在空间的传递性]
(left.egin{array}{r}{a//c}\{b//c}end{array} ight})(Rightarrow a//b)

判定线面平行

图形语言 文字语言 符号语言
如果平面外的一条直线和
平面内的一条直线平行,
则这条直线和这个平面平行
(left.egin{array}{r}{a//b}\{bsubsetneqq alpha}\{a otsubsetalpha}end{array} ight})(Rightarrow a//alpha)
如果两个平面平行,
那么在一个平面内的
直线和另一个平面平行
[简称]:
面面平行,则线面平行
(left.egin{array}{r}{alpha//eta}\{asubsetneqqeta}end{array} ight})(Rightarrow a//alpha)
如果两个平面外的一条
直线和互相垂直的平面
中的一个垂直,则它和
另一个平面平行
(left.egin{array}{r}{alphaperpeta}\{aperp eta}\{a otsubsetalpha}end{array} ight})(Rightarrow a//alpha)

判定面面平行

图形语言 文字语言 符号语言
如果一个平面内的两条
相交直线分别和另一个
平面平行,那么这两个
平面平行,简称:线面
平行,则面面平行
(left.egin{array}{r}{asubsetneqqalpha,bsubsetneqqalpha}\{acap b=O}\{a//eta,b//eta}end{array} ight})(Rightarrow alpha//eta)
垂直于同一条直线的两
个平面平行
(left.egin{array}{r}{aperpalpha}\{aperpeta}end{array} ight})(Rightarrow alpha//eta)
如果两个平面都和第三
个平面平行,那么这两
个平面平行
(left.egin{array}{r}{alpha//eta}\{gamma//eta}end{array} ight})(Rightarrow alpha//gamma)

判定线线垂直

图形语言 文字语言 符号语言
如果一条直线和一个平
面垂直,那么它和这个
平面的任意一条直线垂
直,简称:线面垂直,
则线线垂直
(left.egin{array}{r}{aperpalpha}\{bsubsetneqqalpha}end{array} ight})(Rightarrow aperp b)

判定线面垂直

图形语言 文字语言 符号语言
如果一条直线和一个平
面内的两条相交直线都
垂直,那么这条直线和
这个平面垂直,简称:
线线垂直,则线面垂直
(left.egin{array}{r}{asubsetneqqalpha,bsubsetneqqalpha}\{acap b=O}\{lperp a,lperp b}end{array} ight})(Rightarrow lperpalpha)
两个平面垂直,如果一
个平面内的直线和其交
线垂直,那么这条直线
和另一个平面垂直
(left.egin{array}{r}{alphaperp eta}\{alphacapeta=l}\{asubsetneqqalpha,aperp l}end{array} ight})(Rightarrow aperpeta)
如果一条直线和两个[可
引申为一组]平行平面中
的一个垂直,则它和另
一个平面也垂直
(left.egin{array}{r}{alpha//eta}\{aperpalpha}end{array} ight})(Rightarrow aperp eta)
如果一个平面和两条[可
引申为一组]平行直线中
的一条垂直,则它和另
一条直线也垂直
(left.egin{array}{r}{a//b}\{aperpalpha}end{array} ight})(Rightarrow bperp alpha)

判定面面垂直

图形语言 文字语言 符号语言
如果一条直线和一个平
面垂直,那么经过这条
直线的平面和这个平面
垂直
(left.egin{array}{r}{aperpalpha}\{asubsetneqqeta}end{array} ight})(Rightarrow alphaperpeta)
如果一条直线和一个平
面垂直,那么与这条直
线平行的平面和这个平
面垂直
(left.egin{array}{r}{aperpalpha}\{a//eta}end{array} ight})(Rightarrow alphaperpeta)

【临考谨记】利用定理证明空间中线、面位置关系时,要注意结合几何体的结构特征,尤其是注意灵活利用正棱柱、正棱锥等特殊几何体的性质,进行空间中线、面位置关系的相互转化。

$fbox{线线平行与垂直}$$quad$$cfrac{mbox{判定}Rightarrow}{Leftarrowmbox{性质}}$$quad$$fbox{线面平行与垂直}$$quad$$cfrac{mbox{判定}Rightarrow}{Leftarrowmbox{性质}}$$quad$$fbox{面面平行与垂直}$
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