类型一 公理4的应用
例1 如图,E,F分别是长方体ABCD-A1B1C1D1的棱A1A,C1C的中点.求证:四边形B1EDF为平行四边形.
【证明】
如图所示,取DD1的中点Q,连接EQ,QC1.
∵E是AA1的中点,∴EQ綊A1D1.
∵在矩形A1B1C1D1中,A1D1綊B1C1,∴EQ綊B1C1,
∴四边形EQC1B1为平行四边形,∴B1E綊C1Q.
又Q,F分别是D1D,C1C的中点,∴QD綊C1F,
∴四边形DQC1F为平行四边形,
∴C1Q綊FD.又B1E綊C1Q,∴B1E綊FD,
∴四边形B1EDF为平行四边形.
公理4主要用于证明直线平行,只要找到一条直线与两条直线都平行,就可以证明两条直线互相平行,除了公理4 ,利用平面几何知识也可以证明线线平行.
方法归纳
证明空间中两条直线平行的方法
(1)利用平面几何的知识(三角形与梯形的中位线、平行四边形的性质、平行线分线段成比例定理等)来证明.
(2)利用公理4,即找到一条直线c,使得a∥c,同时b∥c,由公理4得到a∥b.
跟踪训练1 已知四边形ABCD是空间四边形,E,H分别是边AB,AD的中点,F,G分别是边CB,CD上的点,且==.求证:四边形EFGH有一组对边平行但不相等.