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从而KB=DB=OB,即K为OB的中点.
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再由PO∥GK得GK=PO,
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即G是PB的中点,且GH=BC=4.
2由已知可得OB=42,
PO=PB2-OB2=68-32=6,
所以GK=3.
故四边形GEFH的面积S=4+8=×3=18.
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规律方法 判断或证明线面平行的常用方法 (1)利用线面平行的定义(无公共点);
(2)利用线面平行的判定定理(a?α,b?α,a∥b?a∥α); (3)利用面面平行的性质定理(α∥β,a?α?a∥β); (4)利用面面平行的性质(α∥β,a?α,a?β,a∥α?a∥β).
【训练1】 如图所示,CD,AB均与平面EFGH平行,E,F,G,H分别在BD,BC,AC,AD上,且CD⊥AB.求证:四边形EFGH是矩形.
GH+EF2
·GK
证明 ∵CD∥平面EFGH,CD?平面BCD, 而平面EFGH∩平面BCD=EF, ∴CD∥EF.
同理HG∥CD,∴EF∥HG. 同理HE∥GF,
∴四边形EFGH为平行四边形. ∴CD∥EF,HE∥AB,
∴∠HEF为异面直线CD和AB所成的角. 又∵CD⊥AB,∴HE⊥EF. ∴平行四边形EFGH为矩形.
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考点二 平面与平面平行的判定与性质
【例2】 (2018·镇江模拟)如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F,G,H分别是AB,AC,
A1B1,A1C1的中点,求证:
(1)B,C,H,G四点共面; (2)平面EFA1∥平面BCHG.
证明 (1)∵G,H分别是A1B1,A1C1的中点, ∴GH是△A1B1C1的中位线, ∴GH∥B1C1.
又∵B1C1∥BC,∴GH∥BC, ∴B,C,H,G四点共面.
(2)∵E,F分别是AB,AC的中点, ∴EF∥BC.
∵EF?平面BCHG,BC?平面BCHG, ∴EF∥平面BCHG. ∵A1G綊EB,
∴四边形A1EBG是平行四边形, ∴A1E∥GB.
∵A1E?平面BCHG,GB?平面BCHG, ∴A1E∥平面BCHG.
∵A1E∩EF=E,A1E,EF?平面EFA1, ∴平面EFA1∥平面BCHG. 规律方法 证明面面平行的方法 (1)面面平行的定义;
(2)面面平行的判定定理:如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行;
(3)利用垂直于同一条直线的两个平面平行;
(4)两个平面同时平行于第三个平面,那么这两个平面平行; (5)利用“线线平行”、“线面平行”、“面面平行”的相互转化.
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【训练2】 如图,已知正方体ABCD-A1B1C1D1,求证:平面BDC1∥平面AB1D1.
证明 在正方体ABCD-A1B1C1D1中,
AD1∥BC1,AD1?平面BDC1,BC1?平面BDC1,
所以AD1∥平面BDC1. 同理可证B1D1∥平面BDC1.
又因为AD1∩B1D1=D1,AD1,B1D1都在平面AB1D1内, 所以平面AB1D1∥平面BDC1. 考点三 平行关系的综合应用
【例3-1】 如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,点D在边BC上,AD⊥平面BCC1B1.设E是B1C1上的一点,当
B1E的值为多少时,A1E∥平面ADC1?请给出证明. EC1
证明 当
B1E=1,即E为B1C1的中点时, EC1
A1E∥平面ADC1.证明如下:
由AD⊥平面BCC1B1,得AD⊥BC. 在正三角形ABC中,D是BC的中点. 在正三棱柱ABC-A1B1C1中, 四边形BCC1B1是矩形,
且D,E分别是BC,B1C1的中点, 所以B1B∥DE,B1B=DE. 又B1B∥AA1,且B1B=AA1, 所以DE∥AA1,且DE=AA1. 所以四边形ADEA1为平行四边形,
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所以EA1∥AD.
又EA1?平面ADC1,AD?平面ADC1, 所以A1E∥平面ADC1.
【例3-2】 (一题多解)(2018·盐城模拟)如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,D是棱CC1的中点,问在棱AB上是否存在一点E,使DE∥平面AB1C1?若存在,请确定点E的位置;若不存在,请说明理由.
解 法一 存在点E,且E为AB的中点时,DE∥平面AB1C1. 下面给出证明:
如图,取BB1的中点F,连接DF,
则DF∥B1C1,又DF?平面DEF,B1C1?平面DEF, ∴B1C1∥平面DEF,
∵AB的中点为E,连接EF,ED, 则EF∥AB1,AB1∥平面DEF,
∵B1C1,AB1?平面AB1C1,B1C1∩AB1=B1, ∴平面DEF∥平面AB1C1. 而DE?平面DEF, ∴DE∥平面AB1C1.
法二 假设在棱AB上存在点E, 使得DE∥平面AB1C1,
如图,取BB1的中点F,连接DF,EF,ED,则DF∥B1C1,
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