几何法证明空间中的平行关系

立体几何是高考的重点内容之一,每年高考大题必有立体几何题,尤其是第一问主要考查证明线面垂直、平行,面面垂直等问题,解决这类问题的方法主要有:几何法和空间向量法. 在高考中其难度属中档题.


几何法证明空间中的平行关系

方法一 几何法

使用情景:转化的直线或平面比较容易找到
解题步骤:

第一步 按照线线平行得到线面平行,进而得出面面平行的思路分析解答;
第二步 找到关键的直线或平面;
第三步 得出结论.
【例1】 如图,四棱锥P-ABCD的底面是边长为1的正方形,PA\bot底面ABCDEF分别为ABPC的中点.

求证:EF∥平面PAD

【证明】

PD中点M,连接MFMA

△PCD中,FPC的中点,

∴MF \stackrel{/\mkern-4mu/}{\raise-.5ex\hbox{=}} \dfrac{1}{2}DC

正方形ABCDEAB中点,

∴AE \stackrel{/\mkern-4mu/}{\raise-.5ex\hbox{=}} \dfrac{1}{2}DC

∴AE \stackrel{/\mkern-4mu/}{\raise-.5ex\hbox{=}} MF

故四边形EFMA为平行四边形,

∴EF∥AM
∵EF⊄平面PADAM⊂平面PAD

∴EF∥平面PAD

【点评】证明线面平行的思路一般有两种:一是在所证的平面内找到一条直线与已知直线平行即可;二是通过证明已知直线所在的平面与已知平面平行,进而得到这条直线与已知平面平行的结论.
【例2】 已知四棱锥P – ABCD中,底面ABCD为平行四边形.点MNQ分别在PABDPD上,且PM : MA = BN : ND = PQ : QD

求证:平面MNQ∥平面PBC

【证明】

\because PM : MA = BN : ND = PQ : QD

\therefore MQ ∥ADNQ∥BP

BP⊂平面PBCNQ⊄平面PBC

\therefore NQ ∥平面PBC

\because ABCD为平行四边形,BC∥AD

\therefore MQ ∥BC,而BC⊂平面PBCMQ⊄平面PBC

\therefore MQ ∥平面PBC.

MQ \cap NQ=Q

根据平面与平面平行的判定定理,平面MNQ∥平面PBC

【总结】由比例线段得到线线平行,依据线面平行的判定定理得到线面平行,证得两条相交直线平行于一个平面后,转化为面面平行.一般证“面面平面”问题最终转化为证线与线的平行.

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