例1.如图,在四边形ABCD中,已知AB∥CD,直线AB,BC,AD,DC分别与平面α相交于点E,G,H,F.求证:E,F,G,H四点必定共线.

解:∵AB∥CD,

∴AB,CD确定一个平面β.

又∵ABα=E,ABβ,∴E∈α,E∈β,

即E为平面α与β的一个公共点.

同理可证F,G,H均为平面α与β的公共点.

∵两个平面有公共点,它们有且只有一条通过公共点的公共直线,

∴E,F,G,H四点必定共线.

说明:在立体几何的问题中,证明若干点共线时,常运用公理2,即先证明这些点都是某二平面的公共点,而后得出这些点都在二平面的交线上的结论.

例2.已知:a,b,c,d是不共点且两两相交的四条直线,求证:a,b,c,d共面.

证明  1o若当四条直线中有三条相交于一点,不妨设a,b,c相交于一点A,

但AÏd,如图1.

∴直线d和A确定一个平面α.

又设直线d与a,b,c分别相交于E,F,G,

则A,E,F,G∈α.

∵A,E∈α,A,E∈a,∴aα.

同理可证bα,cα.

∴a,b,c,d在同一平面α内.

2o当四条直线中任何三条都不共点时,如图2.

∵这四条直线两两相交,则设相交直线a,b确定一个平面α.

设直线c与a,b分别交于点H,K,则H,K∈α.

又 H,K∈c,∴c,则cα.

同理可证dα.

∴a,b,c,d四条直线在同一平面α内.

说明:证明若干条线(或若干个点)共面的一般步骤是:首先根据公理3或推论,由题给条件中的部分线(或点)确定一个平面,然后再根据公理1证明其余的线(或点)均在这个平面内.本题最容易忽视“三线共点”这一种情况.因此,在分析题意时,应仔细推敲问题中每一句话的含义.

例3.如图,点A,B,C确定的平面与点D,E,F确定的平面相交于直线l,且直线AB与l相交于点G,直线EF与l相交于点H,试作出平面ABD与平面CEF的交线.

解:如图3,在平面ABC内,连结AB,与l相交于点G,则G∈平面DEF;在平面DEF内,连结DG,与EF相交于点M,则M∈平面ABD,且M∈平面CEF.所以,M在平面ABD与平面CEF的交线上.同理,可作出点N,N在平面ABD与平面CEF的交线上.连结MN,直线MN即为所求.

 

例4.如图,已知平面α,β,且αβ=l.设梯形ABCD中,AD∥BC,且ABα,CDβ,求证:AB,CD,l共点(相交于一点).

证明  ∵梯形ABCD中,AD∥BC,

∴AB,CD是梯形ABCD的两条腰.

∴  AB,CD必定相交于一点,

设ABCD=M.

又∵ABα,CDβ,∴M∈α,且M∈β.∴M∈αβ.

又∵αβ=l,∴M∈l,

即AB,CD,l共点.

说明:证明多条直线共点时,一般要应用公理2,这与证明多点共线是一样的.

 0  350037  350045  350051  350055  350061  350063  350067  350073  350075  350081  350087  350091  350093  350097  350103  350105  350111  350115  350117  350121  350123  350127  350129  350131  350132  350133  350135  350136  350137  350139  350141  350145  350147  350151  350153  350157  350163  350165  350171  350175  350177  350181  350187  350193  350195  350201  350205  350207  350213  350217  350223  350231  447090 

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