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高一数学必修2立体几何概念定理公理整理学习资料


如图:
A∈α A∈β
==>
α∩β=a 且 A∈a
β B
α
A
公理 3:经过不在同一直线上的三点,有且只有一个平面。 如图:A,B,C 为不在同一直线上的三点,有且只有一个平面 α,使
A∈α B∈α C∈α
推论 1:经过一条直线和这条直线外的一点,有且只有一个平面。 A∈α
如图:B,C∈a,A∈a,有且只有一个平面 α,使 a∈α
已知:直线 a 在平面 α内(a∈α),直线 L 与平面 α交于 B 点(L∩α=B)
在直线 L 上有不同于 B 点的一个 A 点(A≠B)且点 A 在平面 α外(A∈a)
求证:直线 L 与直线 a 异面
证明: 假设直线 L 与直线 a 共面,
A
过 B 点和直线 a 有且只有一个平面 α(推论 1)
已知:有一条直线 a 和直线外一点 A 求证:经过一条直线和这条直线外的一点,有且只有一个平面 证明: 在直线 a 上取任意不重合两点 B,C 又∵A∈a ∴A,B,C 不在同一直线上 即过 A,B,C 三点有且只有一平面 α(公理 3) ∵B,C∈a,又 B,C∈α,所以 a⊂α(公理 1) 所以经过一条直线和这条直线外的一点,有且只有一个平面
==> AC=A’C’ AB=A’B’ ==> △ABC≌△A’B’C’==> ∠CAB=∠C’A’B’ CB=C’B’
推论:如果两条相交直线和另两条相交直线分别平行,那么这两组直线所成的锐角(或直角)相等。 ※补:如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相反,那么这两个角互补。
异面直线的定义:我们把不同在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线。
异面直线判定定理:过平面内一点与平面外一点的直线,和这个平面内不经过该点的直线是异面直线。
如图: A∈α B∈α a∈α ==> L 与 a 异面
A,B∈L
※我们把直线 L 与直线 a 所成的锐角(或直角) 叫做异面直线 L,a 所成的角(0°,90°]。 若异面直线 L,a 所成的角是直角,则称异面 直线 L,a 互相垂直,记作 L⊥a(线线垂直)
与点 A 在平面 α外相矛盾
∴原假设错误 ∴直线 L 与直线 a 不共面
例:图中直线 AB 是异面直线
a、b 的公垂线.
∴直线 a 与直线 L 为异面直线(异面直线的定义)
初中有关知识回顾(简略)
平行线判定方法: 1.同位角相等,两直线平行。2.内错角相等,两直线平行。3.同旁内角互补,两直线平行。 4.平行于同一直线的两条直线互相平行。5.同一平面内,垂直于同一直线的两条直线互相平行。 6.同一平面内,永不相交的两条直线平行。 平行线的性质: 如图:已知直线 m//n,直线 L 与直线 m,n 分 别 相 交 于 点 A, 点 B 。 1.两直线平行,同位角相等(如图:∠1=∠2) 2.两直线平行,内错角相等(如图:∠2=∠3) 3.两直线平行,同旁内角互补(如图:∠2+∠4=180°)
∴直线 a 和直线 L 都在平面 α内
B
又 A∈L,L⊂α,所以 A∈α
一般异面直线求角度我们通过平移至相交求其 所成的夹角大小。在一个三角形内解决异面直 线所成的角度是一种常用的方法。 两异面直线间距离: 公垂线段 公垂线段:和两条异面直线都垂直相交的直线 叫做这两条异面直线的公垂线.两条异面直 线,有且只有一条公垂 线。
已知:直线 a// b 求证:经过两条平行直线,有且只有一个平面 证明: 根据平行线的定义:同一平面内,不相交的两条直线叫做平行 线 ∴a,b 在同一平面内(a,b∈α) 在直线 a 上取一点A(A∈a) 假设经过直线 a,b 有另一平面 β 则 β过点 A 和直线 b 与推论 1 矛盾 ∴原假设错误 ∴经过两条平行直线,有且只有一个平面
(二)空间两条直线的位置关系(平行、相交、异面)
公理 4 :平行于同一条直线的两条直线互相平行。(平行线的传递性)
如图:
a// b b // c
==> a// c
等角定理:如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同,那么这两个角相等。
如图:
AC// A’C’ AB// A’B’
==>
∠CAB=∠C’A’B’
立体几何的概念、公理、定理、推论整理(1.2)
高一八单 郭祺整理
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(一)平面的三大基本公理和推论: 公理 1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在这个平面内(即这条直线在这个面内)
如图:
A∈α B∈α
==> AB⊂α
公理 2:如果两个平面有一个公共点,那么它们还有其他公共点,这些公共点的集合是经过这个公共点的一条直线。
证明:∠CAB=∠C’A’B’ 分别在∠CAB 和 ∠C’A’B’的两边上截取 AC=A’C’,AB=A’B’ 连结 AA’,CC’,BB’,CB,C’B’
AB//A’B’ AB = A’B’
==> 四边形 ABB’A’是平行四边形
==> AA’// BB’ ==> BB’ // CC’==> 四边形 CBB’C’是平行四边形 同理,AA’// CC’
推论 2:经过两条相交直线,有且只有一个平面。
a∈α 如图:a∩b=A ,有且只有一个平面 α,使 b∈α
推论 3:经过两条平行直线,有且只有一个平面。
如图:a//b ,有且只有一个平面 α,使
a∈α b∈α
已知:直线 a∩b=A 求证:经过两条相交直线,有且只有一个平面 证明: 在 a ,b 上分别取不同于点 A 的点 B 和点 C 则过这不在同一直线上的三个点有且只有一个平面 α(公理 3) ∵A ,B∈b,又 A,B∈α;A,C∈a,又 A , C∈α ∴a,b∈α(公理 1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那 么这条直线就在这个平面内) 因此平面 α是过相交直线 a,b 的平面. 假设过直线 a,b 还有一个平面 β 则 A,B,C∈β 则过 A,B,C 有两个平面 α和 面有且只有一个 ∴经过两条相交直线,有且只有一个平面
※“有”表示存在,“只有”表示唯一,“且”表示联立命题, 所以此问题的证明即要证明“存在性”又要证明“唯一性”。
纠正与补充:
※(注意不仅要证明“有”,还要证明“只有一个”,证明“只 有一个”时使用的是反证法)
反证法一般程序:1.假设结论错误 2.据理推出假设矛盾 3. 否定原假设 4.肯定结论为真
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