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编程问答

两平面平行方向向量关系_立体几何平行证明的四大必杀绝技------赞!很赞!!非常赞!!!...

發(fā)布時(shí)間:2024/10/12 编程问答 36 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 两平面平行方向向量关系_立体几何平行证明的四大必杀绝技------赞!很赞!!非常赞!!!... 小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

類型一:

根據(jù)已有平行關(guān)系證平行

例題1:已知四棱錐P-ABCD,且G,E,F,H分別是棱PB,AB,CD,PC上共面的四點(diǎn),且有BC∥平面GEFH,證明GH∥EF。

證明:

∵BC∥平面GEFH,

平面GEFH∩平面ABCD=EF且BC?平面ABCD

∴BC∥EF

∵EF?平面PBC,BC?平面PBC

∴平面EF∥平面PBC

∵平面EFGH∩平面PBC=GH

∴EF∥GH

例題2:如圖,三棱臺(tái)DEF-ABC,AB=2DE,且G,H分別為AC,BC的中點(diǎn),求證:BD∥平面FGH。

證明:

在三棱臺(tái)DEF-ABC中,AB=2DE

且H為BC的中點(diǎn),

∴BH∥EF,且BH=EF

∴四邊形BHEF是平行四邊形

又G是AC中點(diǎn),H為BC的中點(diǎn),根據(jù)三角形中位線可得:GH∥AB,又GH∩HF=H

∴平面FGH∥平面ABED

∵BD?平面ABED

∴BD∥平面FGH

變式:如圖所示,在三棱錐P-ABQ中, D,C,E,F分別是AQ,BQ,AP,BP的中點(diǎn), PD與EQ交于點(diǎn)G,PC與FQ交于點(diǎn)H,連接GH,求證AB∥GH。

類型二:

利用三角形的中位線證平行

例題:如圖,四棱錐P-ABCD,AD∥BC,且AD=2BC,且E,F分別為線段AD,PC的中點(diǎn),求證:AP∥平面BEF。

證明:

連接AC,CE,且AC與BE相交于點(diǎn)O,連接OF,如下圖:

∵AD∥BC,且AD=2BC,且E是AD的中點(diǎn),

可得:四邊形ABCE是平行四邊形

∴O是AC的中點(diǎn),又F是PC的中點(diǎn)

∴OF是△ACP的中位線

∴OF∥PA

∵PA?平面BEF,OF?平面BEF

∴AP∥平面BEF

變式:如圖,直三棱柱ABC-A1B1C1,點(diǎn)M,N分別為A1B和B1C1的中點(diǎn),求證:MN∥A1ACC1

類型三:

利用平行四邊形的性質(zhì)證平行

例題1:在四棱錐P-ABCD中,AB∥CD,CD=2AB,E為PD的中點(diǎn),求證:AE∥平面PBC。

證明:

取PC的中點(diǎn)F,連接EF,BF,如下圖:

∵E,F分別是PD,PC的中點(diǎn)

∴EF∥CD,且CD=2EF

又AB∥CD,且CD=2AB

∴AB∥EF,且AB=EF即四邊形ABFE是平行四邊形

∴AE∥BF

又AE?平面PBC,BF?平面PBC

∴AE∥平面PBC

例題2:如圖,三棱柱ABC-A1B1C1中,底面ABC是等邊三角形,側(cè)面BCC1B是矩形,AB=A1B,N是B1C的中點(diǎn),M是棱AA1上的一點(diǎn),且AA1⊥CM,證明:MN∥ABC

證明:

連接BM,取BC得中點(diǎn)P,連接AP,NP,如下圖:

∵BCC1B1是矩形,

∴BC⊥BB1,

∵AA1∥BB1

∴AA1⊥BC

∵AA1⊥MC,BC∩MC=C,

∴AA1⊥平面BCM

∴AA1⊥MB

∵AB=A1B

∴M是AA1的中點(diǎn),

又P,N分別是CB,CB1的中點(diǎn),

由三角形的中位線可得:NP∥BB1,且BB1=2NP

∴NP∥MA,且NP=MA

∴四邊形AMNP是平行四邊形

∴MN∥AP∵M(jìn)N?平面ABC,AP?平面ABC

∴MN∥平面ABC

變式:如圖,四棱錐P-ABCD,PA⊥底面ABCD,AD∥BC,AD=3,BC=4,且M為線段AD上一點(diǎn),AM=2MD,N為PC的中點(diǎn),證明:MN∥平面PAB。

類型四:

利用向量法證平行

1.利用平面法向量

利用法向量證明直線與平面平行的基本原理為:

若平面外一條直線的方向向量垂直于此平面的法向量,則該向量與此平面平行。即若法向量n⊥平面ɑ,且法向量n⊥向量a,則向量a∥平面ɑ

例題:如圖,直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是正方形,AA1=4,AB=2,E,M,N分別是BC,BB1,A1D的中點(diǎn),證明:MN∥C1DE

證明:

以D為原點(diǎn),以DA所在直線為x軸,DC所在直線為y軸,DD1所在直線為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系如下:

根據(jù)AA1=4,AB=2,

可得點(diǎn)的坐標(biāo)如下:

D(0,0,0),E(1,2,0),C1(0,2,4)M(2,2,2),N(1,0,2)

則有:

2.利用向量共面定理

向量共面定理:

已知向量a,向量b,向量c兩兩不共線,若存在實(shí)數(shù)x,y,使得向量c=xa+yb,則向量a,向量b,向量c共面。具體如下動(dòng)圖所示:

備注:因?yàn)橄蛄渴强梢砸苿?dòng)的,所以幾個(gè)向量共面不代表向量所對(duì)應(yīng)的直線是相互共面的。

例題:如圖所示四棱錐P-ABCD中,底面ABCD為正方形,AB=4,PA=2,E為PD的中點(diǎn),證明:PB∥平面AEC

證明:

以A為原點(diǎn),以AB所在直線為x軸,AD所在直線為y軸,AP所在直線為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系如下:

根據(jù)AB=4, PA=2,

可得點(diǎn)的坐標(biāo)如下:

A(0,0,0),P(0,0,2) ,B(4,0,0)D(0,4,0) ,C(4,4,0)

∵E為PD的中點(diǎn),

∴E(0,2,1)

3.利用平面向量共線定理

平面向量共線定理:

不共線的兩條直線所對(duì)應(yīng)的向量分別為向量a,向量b,若向量a=λb,則向量a∥向量b接下來用平面向量共線定理再解上面用法向量求解的例題

例題:如圖,直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是正方形,AA1=4,AB=2,E,M,N分別是BC,BB1,A1D的中點(diǎn),證明:MN∥C1DE

證明:

以D為原點(diǎn),以DA所在直線為x軸,DC所在直線為y軸,DD1所在直線為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系如下:

根據(jù)AA1=4,AB=2,

可得點(diǎn)的坐標(biāo)如下:

D(0,0,0),E(1,2,0)M(2,2,2),N(1,0,2)

則有:

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的两平面平行方向向量关系_立体几何平行证明的四大必杀绝技------赞!很赞!!非常赞!!!...的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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