内容正文:
小题考法(二) 空间点、线、面的位置关系
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1.(2023·南京模拟)设l,m是两条不同的直线,α是一个平面,则下列命题正确的是( )
A.若l⊥m,m⊂α,则l⊥α
B.若l⊥α,l∥m,则m⊥α
C.若l∥α,m⊂α,则l∥m
D.若l∥α,m∥α,则l∥m
答案:B
解析:若l⊥m,m⊂α,则l,α可能平行,A错误;l⊥α,l∥m,由线面平行的性质可得m⊥α,B正确;若l∥α,m⊂α,则l∥m或l与m异面,C错误;若l∥α,m∥α,则l与m可能平行、相交、异面,D错误.故选B.
2.(2023·唐山模拟)已知m,n是异面直线,m⊥平面α,n⊥平面β,直线l满足l⊥m,l⊥n,l⊄α,l⊄β,则( )
A.α∥β且l∥α
B.α⊥β且l∥β
C.α与β相交,且交线垂直于l
D.α与β相交,且交线平行于l
答案:D
解析:m,n是异面直线,不平行,因此平面α,
β不平行,A错误;
m,n不一定垂直,因此平面α,β也不一定垂直,B错误;
m⊥平面α,l⊥m,l⊄α,则l∥α,同理l∥β,由选项A知平面α,β一定相交,设α∩β=a,过直线l作平面γ与平面α交于直线b,如图,则l∥b,同理过l作平面δ与平面β交于直线c,则l∥c,所以b∥c,b⊄β,c⊂β,则b∥β.又b⊂α,α∩β=a,所以b∥a,所以l∥a,因此C错误,D正确.故选D.
3.(2022·全国乙卷)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为AB,BC的中点,则( )
A.平面B1EF⊥平面BDD1
B.平面B1EF⊥平面A1BD
C.平面B1EF∥平面A1AC
D.平面B1EF∥平面A1C1D
答案:A
解析:如图,对于选项A,在正方体ABCD
-A1B1C1D1中,因为E,F分别为AB,BC的中
点,所以EF∥AC.又AC⊥BD,所以EF⊥BD.
又易知DD1⊥EF,BD∩DD1=D,从而EF⊥平
面BDD1.又EF⊂平面B1EF,所以平面B1EF⊥平面BDD1,故选项A正确;
对于选项B,因为平面A1BD∩平面BDD1=BD,所以由选项A知,平面B1EF⊥平面A1BD不成立,故选项B错误;
对于选项C,由题意知直线AA1与直线B1E必相交,故平面B1EF与平面A1AC不平行,故选项C错误;
对于选项D,连接AB1,B1C,易知平面AB1C∥平面A1C1D.又平面AB1C与平面B1EF有公共点B1,所以平面A1C1D与平面B1EF不平行,故选项D错误.故选A.
[思维建模]
判断与空间位置关系有关的命题真假的方法
(1)借助空间线面平行、面面平行、线面垂直、面面垂直的判定定理和性质定理进行判断.
(2)借助反证法,当从正面入手较难时,可利用反证法,推出与题设或公认的结论相矛盾的命题,进而作出判断.
(3)借助空间几何模型,如从长方体模型、四面体模型等模型中观察线面位置关系,结合有关定理,进行肯定或否定.
02
[答案] A
[思维建模]
确定截面的主要依据
(1)平面的四个公理及推论.
(2)直线和平面平行的判定和性质.
(3)两个平面平行的性质.
(4)球的截面的性质.
[过关训练]
1.已知四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是正方形,且PA=AB,点E是PD的中点,点F是棱PC上的点且PF=2FC,则平面BEF截四棱锥P-ABCD所得的截面图形是( )
A.斜三角形 B.梯形
C.平行四边形 D.两组对边均不平行的四边形
答案:D
解析:如图,延长EF和DC,设其交点为G,连接
BG,延长DA并与直线BG交于点H,连接HE交PA于点
K,连接KB,得四边形EFBK.
假设KE∥BF,BF⊄平面PAD,KE⊂平面PAD,得BF∥平面PAD.
因为BC∥AD,BC⊄平面PAD,AD⊂平面PAD,所以BC∥平面PAD,且BC∩BF=B,BC,BF⊂平面PBC,所以平面PBC∥平面PAD.
与平面PBC与平面PAD有公共点P矛盾,故假设不成立.因此KE与BF不平行.同理可证KB与EF不平行,因此四边形EFBK的两组对边均不平行.
答案:C
03
[解析] 取AB的中点E,连接CE,DE,因为
△ABC是等腰直角三角形,且AB为斜边,所以CE
⊥AB.又△ABD是等边三角形,所以DE⊥AB.从
而∠CED为二面角C-AB-D的平面角,即∠CED
=150°.
显然CE∩DE=E,CE,DE⊂平面CDE,于是AB⊥平面CDE,又AB⊂平面ABC,
[答案] C
[答案] C
答案:D
答案:A
04
[答案] C
[答案] C
[思维建模] 求空间距离常用的方法
直接法
(找所求距离对应的垂线段) 利用线线垂直、线面垂直、面面垂直等性质定理和判定定理,作出