内容正文:
第35讲 空间中直线、平面的平行
1. 如图所示,用符号语言可表示为( )
A.α∩β=m,n⊂α,m∩n=A B.α∩β=m,n∈α,m∩n=A
C.α∩β=m,n⊂α,A⊂m,A⊂n D.α∩β=m,n∈α,A∈m,A∈n
2.已知α,β是两个不重合的平面,l,m是两条不同的直线,则下列说法不正确的是( )
A.若l∥m,l∥β,则m∥β或m⊂β B.若α∥β,m⊂α,l⊂β,则m∥l
C.若m⊥α,l⊥m,则l∥α或l⊂α D.若m∥α,m⊂β,α∩β=l,则m∥l
3.下列命题正确的是( )
A.若直线上有无数个点不在平面内,则直线和平面平行
B.若直线与平面相交,则直线与平面内的任意直线都是异面直线
C.若直线与平面有两个公共点,则直线在平面内
D.若直线与平面平行,则这条直线与平面内的直线平行
4.已知直线,平面.下述命题中,真命题的个数是( )
(1)若与是异面直线,与是异面直线,则与是异面直线;
(2)若,,则; (3)若,,则;
(4)若,,则.
A.1 B.2 C.3 D.4
5.如图,已知P为四边形ABCD外一点,E,F分别为BD,PD上的点,若EF∥平面PBC,则( )
A.EF∥PA B.EF∥PB C.EF∥PC D.以上均有可能
6.设,为两个平面,则∥的充要条件是
A.内有无数条直线与平行 B.内有两条相交直线与平行
C.,平行于同一条直线 D.,垂直于同一平面
7.在如图所示的三棱柱ABC -A1B1C1中,过A1B1的平面与平面ABC交于DE,则DE与AB的位置关系是( )
A.异面 B.平行 C.相交 D.以上均有可能
8.如图所示,P 为矩形 ABCD 所在平面外一点,矩形对角线交点为点 O,M 为 PB 的中点,下面结论中不正确的是( )
A.OM∥PD B.OM∥平面 PCD
C.OM∥平面 PDA D.OM∥平面 PBA
9.如图,在正方体 ABCD-A1B1C1D1中,M,N,P 分别是 C1D1,BC,A1D1的中点,则下列结论正确的是( )
A.MN∥AP B.MN∥BD1
C.MN∥平面 BB1D1D D.MN∥平面 BDP
10.已知平面α和β,在平面α内任取一条直线 a,在β内总存在直线 b∥a,则α与β的位置关系是 (填“平行”或“相交”).
11.已知a,b,c为三条不重合的直线,,,为三个不重合的平面其中正确的命题 .
①,; ②,; ③,;
④,; ⑤,,.
A. B.①② C.②④ D.③⑤
12. 如图是长方体被一平面所截得的几何体,四边形EFGH为截面,则四边形EFGH的形状为______.
13.设α,β,γ为三个不同的平面,m,n是两条不同的直线,在命题“α∩β=m,n⊂γ,且________,则m∥n”中的横线处填入下列三组条件中的一组,使该命题为真命题.
①α∥γ,n⊂β;②m∥γ,n∥β;③n∥β,m⊂γ.可以填入的条件有( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
14.如图,在三棱锥A-BCD中,E,F,G,H分别是棱AB,BC,CD,DA的中点,则(1)当AC,BD满足条件________时,四边形EFGH为菱形;
(2)当AC,BD满足条件________时,四边形EFGH为正方形.
15. 如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,A1B1与截面AD1C的位置关系是________,A1B与平面DD1C1C的位置关系是________.
16.如图,四边形 ABCD 是平行四边形,P 是平面ABCD 外一点,M,N 分别是AB,PC的中点,则MN (填“平行”、“不平行”)平面PAD
17.如图,在正方体中,为棱的中点,找出可以推导出//平面的那条直线,并在图中画出该直线.
18.如图,在三棱柱中,点是的中点,求证:平面
19.如图,在三棱锥中,点D、E、F分别为棱PA、PC、BC的中点,G为AD的中点,求证:平面BDE
20.在直三棱柱中,E,F分别是,的中点,
求证:平面
21.如图所示,在三棱柱中,E,F,G,H分别是AB,AC,,的中点.求证:平面平面BCHG.
22.如图,在长方体中,,,,分别为的中点,求证:平面平面.
23.如图所示,在四棱锥P-ABCD中,四边形ABCD是平行四边形,M是PC的中点,在DM上取一点G,过G和PA作平面交BD于点H.
求证:PA∥GH.
24.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,O为底面ABCD的中心,P是DD1的中点,设Q是CC1上的点,问:当点Q在什么位置时,平面D1BQ与平面PAO平行?
25.如图,在圆柱中,,分别是上、下底面圆的直径,且,,分别是圆柱轴截面上的母线.
(1)若,圆柱的母线长等于底面圆的直径,求圆柱的表面积.
(2)证明:平面平面.
1.已知三条互不相同的直线l,m,n和三个互不相同的平面α,β,γ,现给出下列三个命题:
①若l与m为异面直线,l⊂α,m⊂β,则α∥β;
②若α∥β,l⊂α,m⊂β,则l∥m;
③若α∩β=l,γ∩β=m,γ∩α=n,l∥γ,则m∥n.
其中真命题的个数为( )
A.3 B.2 C.1 D.0
2.已知直三棱柱 的侧棱和底面边长均为 分别是棱 上的点, 且 , 当 平面 时, 的值为( )
A. B. C. D.
3.在三棱锥中,点,分别在上.若,则直线与平面的位置关系为( )
A.平行 B.相交 C.平面 D.不能确定
4. 如图,向透明塑料制成的长方体容器ABCD-A1B1C1D1内灌进一些水,固定容器底面一边BC于地面上,再将容器倾斜,随着倾斜度的不同,有下面四个结论,其中不正确的是( )
A.没有水的部分始终呈棱柱形
B.水面EFGH所在四边形的面积为定值
C.棱A1D1始终与水面所在的平面平行
D.当容器倾斜如图所示时,BE·BF是定值
5. 如图所示,在四棱锥P-ABCD中,AB⊥AD,BC∥AD,PA=AD=4,AB=BC=2,PA⊥平面ABCD,点E是线段AB的中点,点F在线段PA上,且EF∥平面PCD,直线PD与平面CEF交于点H,则线段CH的长度为( )
A. B.2 C.2 D.2
6.如图,平面平面,所在的平面与,分别交于和,若,,,则______.
7.设α,β,γ为三个不同的平面,m,n是两条不同的直线,在命题“α∩β=m,n⊂γ,且________,则m∥n”中的横线处填入下列三组条件中的一组,使该命题为真命题.
①α∥γ,n⊂β;②m∥γ,n∥β;③n∥β,m⊂γ.
可以填入的条件有( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
8. 如图所示,CD,AB均与平面EFGH平行,E,F,G,H分别在BD,BC,AC,AD上,且CD⊥AB.则四边形EFGH的形状为________.
9.如图,四棱锥S-ABCD的底面ABCD为正方形,SD⊥底面ABCD,则下列结论中正确的有______个.
①AC⊥SB; ②AB∥平面SCD;
③SA与平面ABCD所成的角是∠SAD;
④AB与SC所成的角等于DC与SC所成的角.
10.下列四个正方体图形中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,P分别为其所在棱的中点,能得出AB∥平面MNP的图形的序号是________.
11.四棱锥的底面是边长为2的菱形,,底面,,,分别是,的中点.已知,若平面平面,则的值________.
12. 如图,在四棱锥中,底面是正方形,与相交于点O,F点是的中点,E点在线段上,且.求证:直线∥平面
13.如图,四边形ABCD与四边形ADEF均为平行四边形,M,N,G分别是AB,AD,EF的中点.求证:
(1)BE∥平面DMF;
(2)平面BDE∥平面MNG.
14.如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,过BC的平面与上底面A1B1C1交于GH(GH与B1C1不重合).
(1)求证:BC∥GH;
(2)若E,F,G分别是AB,AC,A1B1的中点,求证:平面EFA1∥平面BCHG.
15.如图,四边形ABCD为长方形,PD=AB=2,AD=4,点E,F分别为AD,PC的中点.设平面PDC∩平面PBE=l.证明:
(1)DF∥平面PBE;
(2)DF∥l.
16.已知在四棱锥P-ABCD中,PD⊥平面ABCD,AD⊥DC,AB∥DC,DC=2AB,Q为PC的中点.
(1)求证:BQ∥平面PAD;
(2)若PD=3,BC=,BC⊥BD,试在线段PC上确定一点S,使得三棱锥S-BCD的体积为.
17. 如图,矩形ABCD所在平面与以BC为直径的圆所在平面垂直,O为BC中点,M是圆周上一点,且∠CBM=30°,AB=1,BC=2.
(1)求异面直线AO与CM所成角的余弦值;
(2)设点P是线段AM上的点,且满足AP=λPM,若直线CM∥平面BPD,求实数λ的值.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$第35讲 空间中直线、平面的平行
1. 如图所示,用符号语言可表示为( )
A.α∩β=m,n⊂α,m∩n=A B.α∩β=m,n∈α,m∩n=A
C.α∩β=m,n⊂α,A⊂m,A⊂n D.α∩β=m,n∈α,A∈m,A∈n
【答案】A
【解析】很明显,α与β交于m,n在α内,m与n交于A.
2.已知α,β是两个不重合的平面,l,m是两条不同的直线,则下列说法不正确的是( )
A.若l∥m,l∥β,则m∥β或m⊂β B.若α∥β,m⊂α,l⊂β,则m∥l
C.若m⊥α,l⊥m,则l∥α或l⊂α D.若m∥α,m⊂β,α∩β=l,则m∥l
【答案】B
【解析】对于A,若l∥m,l∥β,则m∥β或m⊂β,A正确;
对于B,若α∥β,m⊂α,l⊂β,则m∥l或l,m异面,B错误;
对于C,若m⊥α,l⊥m,则l∥α或l⊂α,C正确;
对于D,由线面平行的性质知正确.
3.下列命题正确的是( )
A.若直线上有无数个点不在平面内,则直线和平面平行
B.若直线与平面相交,则直线与平面内的任意直线都是异面直线
C.若直线与平面有两个公共点,则直线在平面内
D.若直线与平面平行,则这条直线与平面内的直线平行
【答案】C
【解析】对于A,若直线上有无数个点不在平面内,则直线可能与平面相交,故A错误;
对于B,若直线与平面相交,则直线与平面内的任意直线可能相交,也可能是异面直线,故B错误;
对于C,根据平面的基本性质可知若直线与平面有两个公共点,则直线在平面内,故C正确;
对于D,若直线与平面平行,则这条直线与平面内的直线平行或异面,故D错误.
4.已知直线,平面.下述命题中,真命题的个数是( )
(1)若与是异面直线,与是异面直线,则与是异面直线;
(2)若,,则; (3)若,,则;
(4)若,,则.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【解析】(1)若与是异面直线,与是异面直线,则与可能是异面直线,也可能不是异面直线,故命题错误;
(2)由线线平行关系的传递性可知,命题正确;
(3)由线面平行的判断定理可得或者,命题错误;
(4)由线面平行的概念可知,与相交,或者平行或者与异面,故命题错误.
综上所述,真命题的个数是1.
5.如图,已知P为四边形ABCD外一点,E,F分别为BD,PD上的点,若EF∥平面PBC,则( )
A.EF∥PA B.EF∥PB C.EF∥PC D.以上均有可能
【答案】B
【解析】由线面平行的性质定理可知EF∥PB.
6.设,为两个平面,则∥的充要条件是
A.内有无数条直线与平行 B.内有两条相交直线与平行
C.,平行于同一条直线 D.,垂直于同一平面
【答案】B
【解析】对于A,内有无数条直线与平行,或∥∥;
对于B,内有两条相交直线与平行,∥;
对于C,,平行于同一条直线,或∥;
对于D,,垂直于同一平面,或∥.
7.在如图所示的三棱柱ABC -A1B1C1中,过A1B1的平面与平面ABC交于DE,则DE与AB的位置关系是( )
A.异面 B.平行 C.相交 D.以上均有可能
【答案】B
【解析】在三棱柱ABC -A1B1C1中,AB∥A1B1,
∵AB⊂平面ABC,A1B1⊄平面ABC,∴A1B1∥平面ABC,
∵过A1B1的平面与平面ABC交于DE.∴DE∥A1B1,∴DE∥AB.
8.如图所示,P 为矩形 ABCD 所在平面外一点,矩形对角线交点为点 O,M 为 PB 的中点,下面结论中不正确的是( )
A.OM∥PD B.OM∥平面 PCD
C.OM∥平面 PDA D.OM∥平面 PBA
【答案】D
【解析】因为矩形ABCD 的对角线AC与BD交于点O,所以 O为BD的中点。在△PBD中,M是PB的中点,所以OM∥PD,因为OM⊄平面PCD,PD⊂平面 PCD,所以OM∥平面 PCD,同理OM∥平面PDA。因为M∈PB,所以OM 与平面 PBA、平面PBC都相交。
9.如图,在正方体 ABCD-A1B1C1D1中,M,N,P 分别是 C1D1,BC,A1D1的中点,则下列结论正确的是( )
A.MN∥AP B.MN∥BD1
C.MN∥平面 BB1D1D D.MN∥平面 BDP
【答案】C
【解析】由题意,取 B1C1的中点 E,连接 EM,NE,B1D1,BD,如图.M,N,P 分别是 C1D1,BC,A1D1的中点,所以 BB1∥NE,B1D1∥EM,EM∩NE=E,BB1∩B1D1=B1,所以平面 EMN∥平面 BB1D1D,那么 MN∥平面 BB1D1D.
10.已知平面α和β,在平面α内任取一条直线 a,在β内总存在直线 b∥a,则α与β的位置关系是 (填“平行”或“相交”).
【答案】平行
【解析】若α∩β=l,则在平面α内,与l相交的直线a,设a∩l=A,对于β内的任意直线 b,若b过点 A,则 a 与 b 相交,若 b 不过点 A,则 a 与 b 异面,即β内不存在直线b∥a,矛盾,故α∥β.
11.已知a,b,c为三条不重合的直线,,,为三个不重合的平面其中正确的命题 .
①,; ②,; ③,;
④,; ⑤,,.
A. B.①② C.②④ D.③⑤
【答案】①⑤
【解析】由题意,
①,,故,故正确;
②,,则与有可能平行、相交、异面,故错误;
③,则或,故错误;
④,;则与可能平行或相交,故错误;
⑤,,,由线面平行的判定定理可得,故正确.
12. 如图是长方体被一平面所截得的几何体,四边形EFGH为截面,则四边形EFGH的形状为______.
【答案】平行四边形
【解析】 ∵平面ABFE∥平面DCGH,又平面EFGH∩平面ABFE=EF,平面EFGH∩平面DCGH=HG,
∴EF∥HG.同理EH∥FG,∴四边形EFGH是平行四边形.
13.设α,β,γ为三个不同的平面,m,n是两条不同的直线,在命题“α∩β=m,n⊂γ,且________,则m∥n”中的横线处填入下列三组条件中的一组,使该命题为真命题.
①α∥γ,n⊂β;②m∥γ,n∥β;③n∥β,m⊂γ.可以填入的条件有( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【答案】C
【解析】由面面平行的性质定理可知,①正确;当n∥β,m⊂γ时,n和m在同一平面内,且没有公共点,所以平行,③正确.
14.如图,在三棱锥A-BCD中,E,F,G,H分别是棱AB,BC,CD,DA的中点,则(1)当AC,BD满足条件________时,四边形EFGH为菱形;
(2)当AC,BD满足条件________时,四边形EFGH为正方形.
【答案】(1)AC=BD (2)AC=BD且AC⊥BD
【解析】(1)由题意知,EF∥AC,EH∥BD,且EF=AC,EH=BD,∴四边形EFGH为平行四边形,
∵四边形EFGH为菱形,∴EF=EH,∴AC=BD.
(2)∵四边形EFGH为正方形,∴EF=EH且EF⊥EH,∴AC=BD且AC⊥BD.
15. 如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,A1B1与截面AD1C的位置关系是________,A1B与平面DD1C1C的位置关系是________.
【答案】相交 平行
【解析】A1B1与截面AD1C相交,由题意得A1B∥D1C,而A1B⊄平面DD1C1C,D1C⊂平面DD1C1C,
所以A1B∥平面DD1C1C.
16.如图,四边形 ABCD 是平行四边形,P 是平面ABCD 外一点,M,N 分别是AB,PC的中点,则MN (填“平行”、“不平行”)平面PAD
【答案】平行
【解析】如图,取PD的中点 G,连接 GA,GN. ∵G,N 分别是△PDC的边PD,PC 的中点,∴GN∥DC,GN=DC. ∵M 为平行四边形 ABCD 的边AB的中点, ∴AM= DC,AM∥DC,∴AM∥GN,AM=GN, ∴四边形AMNG为平行四边形,∴MN∥AG. 又 MN⊄平面 PAD,AG⊂平面PAD,∴MN∥平面PAD.
17.如图,在正方体中,为棱的中点,找出可以推导出//平面的那条直线,并在图中画出该直线.
【解析】连接交于,并连接,如图,为所求直线,证明如下:,故为中位线,故//,又平面,平面,根据线面平行的判定,//平面.
18.如图,在三棱柱中,点是的中点,求证:平面
【解析】连接交于,连接,由为三棱柱,则为平行四边形,所以是中点,又是的中点,故在△中,面,面,所以平面.
19.如图,在三棱锥中,点D、E、F分别为棱PA、PC、BC的中点,G为AD的中点,求证:平面BDE
【解析】取EC中点M,连接FM,GM,见图:
由已知得∴平面BDE,平面BDE,∴平面BDE.
∵M,F分别是EC,BC的中点,∴,又平面BDE,平面BDE,
∴平面BDE∴,
∴平面平面BDE,又平面GFM,∴平面BDE.
20.
在直三棱柱中,E,F分别是,的中点,
求证:平面
【解析】证明:在直三棱柱中,E,F分别是,的中点,取的中点,连接,,如图,则且,又且,所以且,所以四边形是平行四边形,所以.因为平面,平面,所以平面;
21.如图所示,在三棱柱中,E,F,G,H分别是AB,AC,,的中点.求证:平面平面BCHG.
【答案】证明见解析
【解析】证明:∵E,F分别是AB,AC的中点,∴.∵平面BCHG,平面BCHG,
∴平面BCHG.∵,且,∴四边形是平行四边形,∴.∵平面BCHG,平面BCHG,∴平面BCHG.∵,∴平面平面BCHG.
22.如图,在长方体中,,,,分别为的中点,求证:平面平面.
【解析】证明:因为E是的中点,Q是的中点,所以,所以四边形是平行四边形,所以.又因为平面平面,所以平面.又因为F是的中点,所以,因为平面平面,所以平面.因为平面平面,所以平面平面.
23.如图所示,在四棱锥P-ABCD中,四边形ABCD是平行四边形,M是PC的中点,在DM上取一点G,过G和PA作平面交BD于点H.
求证:PA∥GH.
证明 如图所示,连接AC交BD于点O,连接OM,
∵四边形ABCD是平行四边形,∴O是AC的中点,
又M是PC的中点,∴PA∥OM,又OM⊂平面BMD,PA⊄平面BMD,
∴PA∥平面BMD,
又PA⊂平面PAHG,平面PAHG∩平面BMD=GH,∴PA∥GH.
24.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,O为底面ABCD的中心,P是DD1的中点,设Q是CC1上的点,问:当点Q在什么位置时,平面D1BQ与平面PAO平行?
【解析】如图,设平面D1BQ∩平面ADD1A1=D1M,点M在AA1上,平面D1BQ∩平面BCC1B1=BQ,平面ADD1A1∥平面BCC1B1,由面面平行的性质定理可得BQ∥D1M.
假设平面D1BQ∥平面PAO,由平面D1BQ∩平面ADD1A1=D1M,平面PAO∩平面ADD1A1=AP,可得AP∥D1M,所以BQ∥D1M∥AP.因为P为DD1的中点,
所以M为AA1的中点,Q为CC1的中点,
故当Q为CC1的中点时,平面D1BQ∥平面PAO.
25.如图,在圆柱中,,分别是上、下底面圆的直径,且,,分别是圆柱轴截面上的母线.
(1)若,圆柱的母线长等于底面圆的直径,求圆柱的表面积.
(2)证明:平面平面.
【解析】(1)连接CF、DF,
因为CD为直径,记底面半径为R,EF=2R。则
又解得R=圆柱的表面积.
(2)
连接、、、由圆柱性质知且
且四边形为平行四边形又平面CDE,平面CDE
平面CDE。同理,平面CDE又,平面ABH,平面ABH
平面平面.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
1.已知三条互不相同的直线l,m,n和三个互不相同的平面α,β,γ,现给出下列三个命题:
①若l与m为异面直线,l⊂α,m⊂β,则α∥β;
②若α∥β,l⊂α,m⊂β,则l∥m;
③若α∩β=l,γ∩β=m,γ∩α=n,l∥γ,则m∥n.
其中真命题的个数为( )
A.3 B.2 C.1 D.0
【答案】C
【解析】对于①,两条异面直线分别在两个平面内,这两个平面可能平行,也可能相交,故①错误;
对于②,两个平行平面内分别有一条直线,这两条直线的位置关系是平行或异面,故②错误;
对于③,因为l∥γ,l⊂α,α∩γ=n,所以由线面平行的性质定理可得l∥n,同理l∥m,所以m∥n,故③正确,
因此真命题的个数为1.
2.已知直三棱柱 的侧棱和底面边长均为 分别是棱 上的点, 且 , 当 平面 时, 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】过作交于,连接,因为,∴,故共面,因为 平面 ,平面平面 ,平面,所以,又,∴四边形为平行四边形,又,∴,所以.
3.在三棱锥中,点,分别在上.若,则直线与平面的位置关系为( )
A.平行 B.相交 C.平面 D.不能确定
【答案】A
【解析】因为,所以.又平面平面,所以平面.
4. 如图,向透明塑料制成的长方体容器ABCD-A1B1C1D1内灌进一些水,固定容器底面一边BC于地面上,再将容器倾斜,随着倾斜度的不同,有下面四个结论,其中不正确的是( )
A.没有水的部分始终呈棱柱形
B.水面EFGH所在四边形的面积为定值
C.棱A1D1始终与水面所在的平面平行
D.当容器倾斜如图所示时,BE·BF是定值
【答案】B
【解析】由题图,显然A是正确的,B是错误的;对于C,因为A1D1∥BC,BC∥FG,
所以A1D1∥FG且FG⊂平面EFGH,A1D1⊄平面EFGH,所以A1D1∥平面EFGH(水面),所以C是正确的;
因为水是定量的(定体积V).所以S△BEF·BC=V,即BE·BF·BC=V,所以BE·BF=(定值),即D是正确的.
5. 如图所示,在四棱锥P-ABCD中,AB⊥AD,BC∥AD,PA=AD=4,AB=BC=2,PA⊥平面ABCD,点E是线段AB的中点,点F在线段PA上,且EF∥平面PCD,直线PD与平面CEF交于点H,则线段CH的长度为( )
A. B.2 C.2 D.2
【答案】C
【解析】 ∵PD与平面CEF交于点H,∴平面CEF∩平面PCD=CH.∵EF∥平面PCD,∴EF∥CH,过点H作HM∥PA交AD于点M,连接CM,如图所示.
∵EF∩AP=F,CH∩HM=H,∴平面AEF∥平面CHM.
∵平面AEF∩平面ABCD=AE,平面CHM∩平面ABCD=CM,∴AE∥CM.又BC∥AM,∴四边形ABCM为平行四边形,∴AM=BC=2.又AD=4,∴M是AD的中点,则H为PD的中点,∴CH===2.
6.如图,平面平面,所在的平面与,分别交于和,若,,,则______.
【答案】
【解析】由题意,平面平面,所在的平面与,分别交于和,根据面面平行的性质,可得,所以,因为,,,所以.
7.设α,β,γ为三个不同的平面,m,n是两条不同的直线,在命题“α∩β=m,n⊂γ,且________,则m∥n”中的横线处填入下列三组条件中的一组,使该命题为真命题.
①α∥γ,n⊂β;②m∥γ,n∥β;③n∥β,m⊂γ.
可以填入的条件有( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【答案】C
【解析】由面面平行的性质定理可知,①正确;当n∥β,m⊂γ时,n和m在同一平面内,且没有公共点,所以平行,③正确.
8. 如图所示,CD,AB均与平面EFGH平行,E,F,G,H分别在BD,BC,AC,AD上,且CD⊥AB.则四边形EFGH的形状为________.
【答案】 矩形
【解析】因为CD∥平面EFGH,CD⊂平面BCD,平面EFGH∩平面BCD=EF,所以CD∥EF.
同理HG∥CD,所以EF∥HG.同理HE∥GF,所以四边形EFGH为平行四边形.
又因为CD⊥AB,所以HE⊥EF,所以平行四边形EFGH为矩形.
9.如图,四棱锥S-ABCD的底面ABCD为正方形,SD⊥底面ABCD,则下列结论中正确的有______个.
①AC⊥SB; ②AB∥平面SCD;
③SA与平面ABCD所成的角是∠SAD;
④AB与SC所成的角等于DC与SC所成的角.
【答案】4
【解析】因为SD⊥底面ABCD,所以AC⊥SD.因为四边形ABCD是正方形,所以AC⊥BD.又BD∩SD=D,所以AC⊥平面SBD,所以AC⊥SB,故①正确.
因为AB∥CD,AB⊄平面SCD,CD⊂平面SCD,所以AB∥平面SCD,故②正确.
因为AD是SA在平面ABCD内的射影,所以SA与平面ABCD所成的角是∠SAD.故③正确.
因为AB∥CD,所以AB与SC所成的角等于DC与SC所成的角,故④正确.
10.下列四个正方体图形中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,P分别为其所在棱的中点,能得出AB∥平面MNP的图形的序号是________.
【答案】 ①④
【解析】①中,易知NP∥AA′,MN∥A′B,
∴平面MNP∥平面AA′B,可得出AB∥平面MNP(如图).
④中,NP∥AB,能得出AB∥平面MNP.
在②③中不能判定AB∥平面MNP.
11.四棱锥的底面是边长为2的菱形,,底面,,,分别是,的中点.已知,若平面平面,则的值________.
【答案】.
【解析】若面面,面面,面面,由面面平行的性质定理知:,于是,由为的中点知:为的中点,故,所以.
12. 如图,在四棱锥中,底面是正方形,与相交于点O,F点是的中点,E点在线段上,且.求证:直线∥平面
【解析】取的中点,连接CG、GF、EO.
∵,则,
∵点是的中点,故,且平面,故平面.
又,故是的中点,是的中点,
则,且平面,故平面,且,
故平面平面.又平面,故平面.
13.如图,四边形ABCD与四边形ADEF均为平行四边形,M,N,G分别是AB,AD,EF的中点.求证:
(1)BE∥平面DMF;
(2)平面BDE∥平面MNG.
【解析】证明 (1)如图,设DF与GN的交点为O,连接AE,则AE必过点O,
连接MO,则MO为△ABE的中位线,所以BE∥MO,
又BE⊄平面DMF,MO⊂平面DMF,所以BE∥平面DMF.
(2)因为N,G分别为平行四边形ADEF的边AD,EF的中点,所以DE∥GN,
又DE⊄平面MNG,GN⊂平面MNG,所以DE∥平面MNG.
又M为AB的中点,所以MN为△ABD的中位线,所以BD∥MN,
又MN⊂平面MNG,BD⊄平面MNG,所以BD∥平面MNG,
又DE,BD⊂平面BDE,DE∩BD=D,所以平面BDE∥平面MNG.
14.如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,过BC的平面与上底面A1B1C1交于GH(GH与B1C1不重合).
(1)求证:BC∥GH;
(2)若E,F,G分别是AB,AC,A1B1的中点,求证:平面EFA1∥平面BCHG.
【解析】证明 (1)∵在三棱柱ABC-A1B1C1中,∴平面ABC∥平面A1B1C1,
又∵平面BCHG∩平面ABC=BC,且平面BCHG∩平面A1B1C1=HG,
∴由面面平行的性质定理得BC∥GH.
(2)∵E,F分别为AB,AC的中点,∴EF∥BC,
∵EF⊄平面BCHG,BC⊂平面BCHG,∴EF∥平面BCHG.
又G,E分别为A1B1,AB的中点,A1B1綉AB,∴A1G∥EB,
∴四边形A1EBG是平行四边形,∴A1E∥GB.
∵A1E⊄平面BCHG,GB⊂平面BCHG,∴A1E∥平面BCHG.
又∵A1E∩EF=E,A1E,EF⊂平面EFA1,∴平面EFA1∥平面BCHG.
15.如图,四边形ABCD为长方形,PD=AB=2,AD=4,点E,F分别为AD,PC的中点.设平面PDC∩平面PBE=l.证明:
(1)DF∥平面PBE;
(2)DF∥l.
【解析】证明 (1)取PB中点G,连接FG,EG,
因为点F为PC的中点,
所以FG∥BC,FG=BC,
因为四边形ABCD为长方形,所以BC∥AD,且BC=AD,
所以DE∥FG,DE=FG,所以四边形DEGF为平行四边形,
所以DF∥GE,因为DF⊄平面PBE,GE⊂平面PBE,所以DF∥平面PBE;
(2)由(1)知DF∥平面PBE,
又DF⊂平面PDC,平面PDC∩平面PBE=l,
所以DF∥l.
16.已知在四棱锥P-ABCD中,PD⊥平面ABCD,AD⊥DC,AB∥DC,DC=2AB,Q为PC的中点.
(1)求证:BQ∥平面PAD;
(2)若PD=3,BC=,BC⊥BD,试在线段PC上确定一点S,使得三棱锥S-BCD的体积为.
【解析】(1)证明 取PD的中点G,连接AG,GQ,
因为Q为PC的中点,所以GQ∥DC,且GQ=DC,
又因为AB∥DC,DC=2AB,所以GQ∥AB,GQ=AB,
所以四边形ABQG是平行四边形,
所以BQ∥AG,
又BQ⊄平面PAD,AG⊂平面PAD,所以BQ∥平面PAD.
(2)解 因为在四边形ABCD中,AB∥CD,AD⊥DC,DC=2AB,
所以点B在线段CD的垂直平分线上,
又因为BC=,BC⊥BD,
所以BD=BC=,
所以△BCD的面积S=××=1.
设点S到平面ABCD的距离为h,
所以×1×h=,所以h=2,
又PD⊥平面ABCD,PD=3,
所以点S在线段PC上靠近点P的三等分点处.
17. 如图,矩形ABCD所在平面与以BC为直径的圆所在平面垂直,O为BC中点,M是圆周上一点,且∠CBM=30°,AB=1,BC=2.
(1)求异面直线AO与CM所成角的余弦值;
(2)设点P是线段AM上的点,且满足AP=λPM,若直线CM∥平面BPD,求实数λ的值.
【解析】(1)取AD中点N,连接CN,MN,OM,ON,如图,
因为ABCD为矩形,O,N分别为BC,AD中点,所以AO∥CN,
所以∠MCN(或其补角)就是异面直线AO与CM所成角,
因为平面ABCD⊥平面BCM,平面ABCD∩平面BCM=BC,
在矩形ABCD中,NO⊥BC,NO⊂平面ABCD,
所以NO⊥平面BCM,
又OM⊂平面BCM,所以NO⊥OM,
在△MON中,∠MON=90°,OM=NO=1,所以MN=,
又M是圆周上一点,且∠CBM=30°,所以CM=1,
在△MCN中,CN=,
由余弦定理的推论可得cos∠MCN==,
所以异面直线AO与CM所成角的余弦值为.
(2)如图,连接PB,PD,连接BD交AC于点Q,连接PQ,
因为直线CM∥平面BPD,直线CM⊂平面ACM,平面BPD∩平面ACM=PQ,
所以CM∥PQ,
因为矩形ABCD的对角线交点Q为AC中点,
所以PQ为△AMC的中位线,
所以P为AM中点,AP=PM,
又AP=λPM,所以λ的值为1.
$$