在几何学中,平面之间的关系是一个重要的研究方向。其中,面面平行是一种基本的关系类型。为了帮助大家更好地理解和掌握这一概念,我们准备了一系列练习题,通过实际操作来加深理解。
练习题一:基础判断题
1. 两个平面如果都垂直于同一条直线,则这两个平面是否一定平行?
- A. 是
- B. 否
正确答案是B。虽然两个平面都垂直于同一条直线,但它们本身可能并不平行,有可能相交。
2. 如果一个平面内的两条相交直线分别与另一个平面平行,那么这两个平面是否平行?
- A. 是
- B. 否
正确答案是A。根据平面平行的判定定理,若一个平面内的两条相交直线分别与另一个平面平行,则这两个平面平行。
练习题二:图形分析题
给定以下图形描述,请判断平面α和β是否平行:
- 平面α经过点P(1,0,0),Q(0,1,0),R(0,0,1)。
- 平面β经过点S(-1,0,0),T(0,-1,0),U(0,0,-1)。
解题思路:
首先,我们需要找到两平面的法向量。对于平面α,可以通过向量PQ=(0,1,0)-(1,0,0)=(-1,1,0)和PR=(0,0,1)-(1,0,0)=(-1,0,1)的叉积得到法向量n₁。同样地,对于平面β,通过向量ST=(0,-1,0)-(-1,0,0)=(1,-1,0)和SU=(0,0,-1)-(-1,0,0)=(1,0,-1)的叉积得到法向量n₂。
计算得出n₁=(-1,1,0)×(-1,0,1)=(1,1,1),n₂=(1,-1,0)×(1,0,-1)=(1,1,1)。由于n₁=n₂,说明两平面的法向量相同,因此平面α和平面β平行。
练习题三:综合应用题
已知平面α:x+y+z=1和平面β:2x+2y+2z=3,判断两平面是否平行,并求出它们之间的距离。
解题思路:
首先检查法向量是否平行。平面α的法向量为n₁=(1,1,1),平面β的法向量为n₂=(2,2,2)。显然n₂=2n₁,所以两平面平行。
接下来计算两平面的距离。取平面α上的任意一点,比如原点O(0,0,0),代入平面β方程可得点到平面β的距离d=|2×0+2×0+2×0-3|/√(2²+2²+2²)=3/(2√3)。
以上就是几道关于面面平行的经典练习题,希望大家能够通过这些题目巩固所学知识。在解决这类问题时,关键是要熟练运用平面平行的判定条件以及相关的几何公式。


