3.8共面与平行[读教材·填要点]1.共面(1)如果若干个图形在同一个平面内,就称这些图形共面.(2)A,B,C,D共面⇔直线AD在平面ABC内⇔AD⊥n(其中n为平面ABC的法向量).2.直线与平面共面或平行的判定一般地,设n是平面α的一个法向量,v是直线l的方向向量,则v⊥n⇔l∥α或l⊂α
如果v⊥n且l上至少有一点A∈α,则l⊂α
如果v⊥n且l上至少有一点A∉α,则l∥α
[小问题·大思维]若直线l的方向向量为u=(-3,4,2),平面α的一个法向量为v=(2,2,-1),那l与α的位置关系是什么
提示: u·v=(-3,4,2)·(2,2,-1)=-6+8-2=0,∴u⊥v
∴l∥α或l⊂α
四点共面问题判断A(1,0,1),B(4,4,6),C(2,2,3),D(10,14,17)四点是否共面,并说明理由.[自主解答] A(1,0,1),B(4,4,6),C(2,2,3),∴AB=(3,4,5),AC=(1,2,2)设平面ABC的法向量n=(x,y,z),则n·AB=0,且n·AC=0,即∴x+z=0
令x=1,则z=-1,y=,∴n=
又 D(10,14,17),∴AD=(9,14,16),∴AD·n=(9,14,16)·=9×1+14×-16=0,∴n⊥AD
又 A∈平面ABC,∴AD⊂平面ABC,∴A,B,C,D四点共面.(1)A,B,C,D共面⇔直线AD在平面ABC内⇔AD⊥n
(2)(共面向量定理)如果A,B,C三点不共线,则点M在平面ABC内的充分必要条件是,存在一对实数x,y,使向量表达式AM=xAB+yAC成立.1.空间直角坐标系中,已知A(3,0,0),B(0,4,0),C(0,0,2),P(x,y,z)是平面ABC内任意一点,试求x,y,z满足的方程.解: A(3,0,0),B(0,4,0),C(0,0,2),∴AB=(-3,4,0),AC