刊名: 教学与研究
Teaching and Research
主办: 中国人民大学
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 0257-2826
CN: 11-1454/G4
邮发代号: 2-256
历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953
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浅析线面平行的解题技巧
【作者】 张丽菊
【机构】 云南省宣威市第七中学
空间中的线面平行关系,在空间几何体中是出现频率非常高的一种位置关系。线面平行问题是线面位置关系问题中的一种常见问题。我们应本着以下步骤来看待这类问题:首先,解决问题应当立足于线面平行的判定定理;其次,在应用判定定理时应当在其中渗透“线面平行”转化为“线线平行”的数学思想;最后,解决“线线平行”这一问题时又要特别注意利用的比例关系来达到目的。
1、方法——直线与平面平行的判定定理
(1)文字语言:如果不在一个平面内的一条直线和平面内的一条直线平行,那么这条直线与这个平面平行
(2)符号语言:a?埭α,b?奂α,a∥b=>a∥α
例1 如图1所示,正方形ABCD和四边形ACEF所在的平面相互垂直,EF∥AC,AB=■,CE=EF=1. 求证:AF∥平面BDE
证明:设AC与BD交于点G,因为EF∥AC,所以EF∥AG。因为四边形ABCD为正方形,AB=■,则AC=2,所以AG=1/2AC=1,EF=1,所以四边形AGEF为平行四边形,于是有AF∥EG.又EG平面BDE,AF平面BDE,所以AF∥平面BDE.
小结 运用直线与平面平行的判定定理证明线面平行的目的很单纯,如该题就是围绕“AF∥EG”做文章。只要“AF∥EG”那么“AF∥平面BDE”就成立。
2、技巧1——把“线面平行”转化为“线线平行”进行证明
证明线面平行最直接的方法就是利用直线与平面平行的判定定理,即确定平面外的直线与平面内的一条直线平行,则平面外的直线就与该平面平行。这一证明过程的本质就是把“线面平行”转化为“线线平行”进行证明。
例2如图2所示,在四棱锥O-ABCD中,底面ABCD是边长为1的菱形,∠ABC=45°,OA⊥底面ABCD,M为OA的中点,N为BC的中点,证明:MN∥平面OCD
证明: 如图3所示,延长AN和DC,且两条直线相交于点H,再连接OH.由已知得BN=NC,∠ABN=∠HCN=45°,∠ANB=∠CNH,于是△ABN△HCN.所以AN=NH,即点N为线段AH的中点,∵点M为线段OA的中点,∴MN∥OH。又∵OH?奂平面OCD,∴由直线与平面平行的判定定理,可知MN∥平面OCD。
小结 把“线面平行”转化为“线线平行”进行证明是一种最常用且非常有效的技巧。但此技巧要求比较苛刻,即必须满足判定定理的条件。
技巧2——把“线面平行”转化为“面面平行”进行证明
例3 已知V为正方形ABCD所在平面外的一点,P在VC上,Q在VB上,R在VD上,且VP::PC=1:2,VQ:QB=2:1,VR:RD=2:1.求证:VA∥平面PQR
证明 设底面正方形对角线的交点为O,VC的中点为N,则VA∥ON,平面BDN∥平面PQR(QR∥BD,PQ∥BN),所以ON∥平面PQR(两平面平行,一平面内任意直线平行于另一片面)。故VA∥平面PQR
小结 通过证明线线平行得出面面平行,从而推出线面平行,此过程中并没有找出平面PQR内与直线VA平行的直线,这也是证明线面平行的常用技巧。
此外,通过以上的案例,我们应该更加多方面去思考问题,发散自己的思维,来更好地认识线面平行这一内在关系,这样不仅能够更好地掌握这部分知识,也能在今后的学习中,会从更多的思考角度来看待问题。