内容正文:
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真题感悟 考点整合
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第2讲 空间中的平行与垂直
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高考定位 1.以几何体为载体考查空间点、线、面位置关系的判断,主要以选择题、填空题的形式出现,题目难度较小;2.以解答题的形式考查空间平行、垂直的证明,并与空间角的计算综合命题.
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真 题 感 悟
1.(2019·全国Ⅲ卷)如图,点N为正方形ABCD的中心,△ECD为正三角形,平面ECD⊥平面ABCD,M是线段ED的中点,则( )
A.BM=EN,且直线BM,EN是相交直线
B.BM≠EN,且直线BM,EN是相交直线
C.BM=EN,且直线BM,EN是异面直线
D.BM≠EN,且直线BM,EN是异面直线
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答案 B
解析 连接BD,BE,∵点N是正方形ABCD的中心,∴点N在BD上,且BN=DN,∴BM,EN是△DBE的中线,∴BM,EN必相交.连接CM,设DE=a,则EC=DC=a,MC=eq \f(\r(3),2)a,∵平面ECD⊥平面ABCD,且BC⊥DC,∴BC⊥平面EDC,则BD=eq \r(2)a,BE=eq \r(a2+a2)=eq \r(2)a,BM=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),2)a))\s\up12(2)+a2)=eq \f(\r(7),2)a,又EN=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,2)))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),2)a))\s\up12(2))=a,故BM≠EN.
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解析 如图,过点P作PO⊥平面ABC于O,则PO为P到平面ABC的距离.
再过O作OE⊥AC于E,OF⊥BC于F,
连接PC,PE,PF,则PE⊥AC,PF⊥BC.
所以CO为∠ACB的平分线,即∠ACO=45°.
2.(2019·全国Ⅰ卷)已知∠ACB=90°,P为平面ABC外一点,PC=2,点P到∠ACB两边AC,BC的距离均为eq \r(3),那么P到平面ABC的距离为________.
所以PE=PF=,所以OE=OF,
在Rt△PEC中,PC=2,PE=eq \r(3),所以CE=1,
所以OE=1,所以PO=eq \r(PE2-OE2)=eq \r((\r(3))2-12)=eq \r(2).
答案
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3.(2020·全国Ⅲ卷)如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,点E,F分别在棱DD1,BB1上,且2DE=ED1,BF=2FB1.证明:
(1)当AB=BC时,EF⊥AC;
(2)点C1在平面AEF内.
证明 (1)如图,连接BD,B1D1.因为AB=BC,
所以四边形ABCD为正方形,故AC⊥BD.
又因为BB1⊥平面ABCD,于是AC⊥BB1.
又BD∩BB1=B,所以AC⊥平面BB1D1D.
由于EF⊂平面BB1D1D,所以EF⊥AC.
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(2)如图,在棱AA1上取点G,使得AG=2GA1,连接GD1,FC1,FG.
于是AE∥FC1.所以A,E,F,C1四点共面,即点C1在平面AEF内.
因为ED1=eq \f(2,3)DD1,AG=eq \f(2,3)AA1,DD1綊AA1,所以ED1綊AG,于是四边形ED1GA为平行四边形,故AE∥GD1.
因为B1F=eq \f(1,3)BB1,A1G=eq \f(1,3)AA1,BB1綊AA1,所以B1FGA1是平行四边形,所以FG綊A1B1,所以FG綊C1D1,四边形FGD1C1为平行四边形,故GD1∥FC1.
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4.(2019·全国Ⅰ卷)如图,直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是菱形,AA1=4,AB=2,∠BAD=60°,E,M,N分别是BC,BB1,A1D的中点.
(1)证明:MN∥平面C1DE;
(2)求点C到平面C1DE的距离.
由题设知A1B1綊DC,可得B1C綊A1D,故ME綊ND,
因此四边形MNDE为平行四边形,所以MN∥ED.
又MN⊄平面C1DE,ED⊂平面C1DE,所以MN∥平面C1DE.
(1)证明 连接B1C,ME.因为M,E分别为BB1,BC的中点,所以ME∥B1C,且ME=B1C.
又因为N为A1D的中点,所以N