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证明线面平行的三种措施

2023-10-31马俊霞

语数外学习·高中版下旬 2023年8期
关键词:线面位线辅助线

马俊霞

线面平行指的是直线与平面平行,是一种较为常见的空间位置关系.证明线面平行问题侧重于考查线线平行、面面平行、线面平行的定义以及定理.下面主要介绍三种证明线面平行的思路.

一、利用线面平行的判定定理

线面平行的判定定理:如果平面外的一条直线与平面内的一条直线平行,则这条直线与这个平面平行.利用线面平行的判定定理证明线面平行,关键在于找到一组平行线,使其分别位于平面内外.可从下面两个角度寻找:

1.利用中位线的性质

三角形的中位线有一个重要的性质:三角形的中位线平行于第三边,且等于第三边的一半.在证明线面平行时,可根据几何图形的特点,寻找或选取中点,并添加辅助线,构造出三角形的中位线,以根据中位线的性质找到一组平行线,使两条直线分别在平面内外,即可利用线面平行的判定定理证明线面平行.

我们根据题意,在平面BCF内很难找到一条直线与MN平行.于是根据[AM=12MC],[DN=12NF],添加辅助线,构造出一个与平面BCF平行的平面NMG.根据线面平行的判定定理证明[平面MNG∥平面BCF]后,即可根据面面平行的性质定理证明[MN∥平面BCF].

三、构造空间向量

在证明线面平行受阻时,可以根据几何体的结构特征,构造出空间向量,通过空间向量运算,证明直线的方向向量與平面的法向量垂直,即可证明直线与平面平行.在解题时,要根据几何体的特征,寻找或构造垂直关系,使三条垂线相交于一点,并将其视为三条坐标轴,即可构造出空间直角坐标系.

我们根据平面[ABEF⊥平面ABC],以A为原点、AB为x轴、AF为z轴、垂直于AB的直线为y轴,建立空间直角坐标系,求得[PQ]以及平面MNB的法向量,证明二者垂直,即可证明[PQ∥平面BMN].

总之,在证明线面平行时,要注意:(1)根据题意寻找平行关系,如中位线、平行四边形的对边;(2)灵活运用线面平行的判定定理、面面平行的性质定理;(3)合理添加辅助线,构造空间直角坐标系.

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