内容正文:
∴ EH∥FG且EH >FG,
∴四边形EFGH为梯形.
8.平行 如图所示,
MN瓚 12 AC,
又∵ AC瓚A′C′,
∴ MN瓚 12 A′C′.
9.[证明] 如图所示,取BB′的中点G,
连接GC′,GE.
因为F为CC′的中点,
所以BG∥FC′,且BG =FC′.
所以四边形BFC′G是平行四边形.
所以BF∥GC′,BF =GC′,
又因为EG∥A′B′,EG =A′B′,
A′B′∥C′D′,A′B′ =C′D′,
所以EG∥C′D′,EG =C′D′.
所以四边形EGC′D′是平行四边形.
所以ED′∥GC′,ED′ =GC′,
所以BF∥ED′,BF =ED′,
所以四边形BFD′E是平行四边形.
10.(1)AM和CN不是异面直线.理由如下:
∵ MN∥AC,∴ MN和AC确定一个平面,∴ AM和CN在同一个平
面内,即AM和CN不是异面直线.
(2)D1B和CC1是异面直线,理由如下:
假设D1B与CC1在同一个平面CC1D1内,则B∈平面CC1D1,C
∈平面CC1D1,∴ BC平面CC1D1,
这与几何体ABCD -A1B1C1D1是正方体矛盾,∴假设不成立.
故D1B和CC1是异面直线.
B组 素养提升
1. A 在A中,平面α内存在无数条直线与直线l异面,故A正
确;在B中,平面α内不存在直线与直线l平行,故B错误;在
C中,平面α内存在无数条直线与直线l相交,故C错误;在D
中,平面α内的直线与直线l相交或异面,故D错误.故选A.
2. ABC 如图所示,连接BD.
∵ AEAB =
AH
AD = λ,∴ EH∥BD,且EH = λBD.
同理,FG∥BD,且FG = μBD.
∴ EH∥FG.
∴当λ = μ时,EH = FG,
∴四边形EFGH是平行四边形.
∴选项A,C正确,D错.
当λ≠μ时,EH≠FG,
四边形EFGH是梯形,
∴选项B正确.
3. B 如图所示,由三角形中位线的性质
可得EH瓚 12 BD,FG瓚
1
2 BD,再根据基
本事实4可得四边形EFGH是平行四边
形,那么所求的是平行四边形的对角线
的平方和,EG2 + HF2 = 2 ×(12 + 22)=
10.故选B.
4. 5 异面直线有5对,分别是AB与EF,BC与AP,AC与BP,AC
与EF,EF与BP.
5. AC = BD AC = BD且AC⊥BD 易知EH∥BD∥FG,且EH =
1
2 BD = FG,同理EF∥AC∥HG,且EF =
1
2 AC = HG,显然四边
形EFGH为平行四边形.要使平行四边形EFGH为菱形需满
足EF = EH,即AC = BD;要使四边形EFGH为正方形需满足
EF = EH且EF⊥EH,即AC = BD且AC⊥BD.
6.[证明] 在△ABD中,
∵ AEAB =
AG
AD,
∴ EG∥BD
在△ADC中,
AF
AC =
AG
AD,∴ GF∥DC.
在△ABC中,AEAB =
AF
AC,∴ EF∥BC.
又∠GEF与∠DBC的方向相同.
∴ ∠GEF =∠DBC,同理
∠EGF =∠BDC,∠EFG =∠BCD.
∴ △EFG∽△BCD.
C组 创新拓展
36 因为E,F分别为空间四边形ABCD边AB,BC的中点,
所以EF∥AC且EF = 12 AC = 3,
同理HG∥AC且HG = 12 AC = 3,
EH = 12 BD = 3,FG =
1
2 BD = 3,
所以EF∥HG且EF = HG,
所以四边形EFGH为平行四边形,
又EH = FG = 12 BD = 3,
由余弦定理得EG2 = EF2 + FG2 - 2EF·FG·cos∠EFG = 18 -
18cos∠EFG,
FH2 = EF2 + EH2 - 2EF·EH·cos∠FEH = 18 - 18cos∠FEH,
因为∠FEH +∠EFG = π,
所以cos∠FEH + cos∠EFG = 0,
所以EG2 + HF2 = 18 - 18cos∠EFG + 18 - 18cos∠FEH = 36.
练案[19]
A组 基础自测
1. B 在长方体ABCD - A′B′C′D′中,
①A′D′与AB异面,A′D′∥平面BCC′B′,而AB与平面BCC′B′
相交;
②A′ D′与BB′异面,A′ D′∥平面BCC′ B′,而BB′在平面
BCC′B′内;
③分别取AB,A′B′中点E,F,EF与A′D′异面,A′D′∥平面
BCC′B′,而EF与平面BCC′B′平行.
2. B 如图所示,结合图形可知AA1∥平面BCC1B1,AA1∥平面
DCC1D1,AA1∥平面BB1D1
D.
—237—
3. B 由AEEB = AFFD = 14知,EF∥BD,且EF = 15 BD,
又∵ EF平面BCD,BD平面BCD,
∴ EF∥平面BCD,又点H,G分别为BC,CD的中点,
∴ HG∥BD且HG = 12 BD,
∴ EF∥HG且EF≠HG,故选B.
4. A 由长方体性质知:EF∥平面ABCD,
∵ EF平面EFGH,平面EFGH∩平面ABCD = GH,
∴ EF∥GH.
又∵ EF∥AB,∴ GH∥AB.
5. BC 如果一条直线不在某个平面内,那么这条直线就与这个
平面平行或相交,故A错误,B正确,C正确;过空间一点不一
定存在某个平面与两条异面直线都平行,当此点在其中一条
直线上时,平面可能与其中一条平行,经过另一条直线,故D
错误.故选BC.
6. 32 由于点A不在直线a上,则直线a和点A确定一个平面
β,所以α∩β = EF.
因为a∥平面α,a平面β,所以EF∥a.
所以EFBC =
AF
AC.所以EF =
AF·BC
AC =
3 × 4
5 + 3 =
3
2 .
7.②③④ ①中b可能在α内,不符合;②和③是直线与平面平
行的定义,④是直线与平面平行的判定定理,都能推出b∥α.
8. l∥A1C1 ∵平面ABCD∥平面A1B1C1D1,AC
平面ABCD,
∴ AC∥平面A1B1C1D1 .
又平面ACB1 经过直线AC 与平面
A1B1C1D1相交于直线l,
∴ AC∥l,又∵ AC∥A1C1,∴ l∥A1C1 .
9.[证明] 如图所示,连接SB.
∵ E、G分别是BC、SC的中点,
∴ EG∥SB.
又∵ SB平面BDD1B1,EG平面BDD1B1,
∴直线EG∥平面BDD1B1 .
10.[证明] 连接AC1,设AC1∩A1C = E,
连接DE,
则E为AC1的中点,又D为AB的中点,∴ DE∥BC1 .
∵ DE平面A1DC,BC1平面A1DC,∴ BC1∥平面A1DC.
B组 素养提升
1. BCD 对于B项,可连接CD,因为AB∥CD,M,Q分别是所在
棱的中点,所以MQ∥CD,所以AB∥MQ.又AB平面MNQ,
MQ平面MNQ,所以AB∥平面MNQ.同理可证,C,D项中均
有AB∥平面MNQ,A项则不能证明.故选BCD.
2. ABC 依题意,如图,正方体ABCD -
A1B1C1D1 中,令平面ABCD为平面α,
平面CDD1C1为平面β,则CD为直线a.
∵ a∥ b,∴ 不妨设A1B1 为直线b.
∵ A1B1∥AB,AB平面ABCD,
A1B1平面ABCD,
∴ A1B1∥平面ABCD,
∴ bβ且b∥α,即A项成立;
∵ A1B1∥C1D1,C1D1平面CDD1C1,A1B1平面CDD1C1,
∴ A1B1∥平面CDD1C1,∴ bα,且b∥β,即B选项成立;由AB
可知,C选项成立;对于D,若a∥b,且α∩β = a,则b∥α或b
α,所以b不可能与α相交,同理,b不可能与β相交,故D不
可能成立.故选ABC.
3. C 通过作辅助线,在选项ABD中,都能在△EFG所在平面内
找出与AB平行的直线,又因为AB平面EFG,所以选项ABD
中,AB∥平面EFG.在选项C中,平移AB.当B与F重合时,点
A不在平面EFG内,即直线AB与平面EFG相交.故选C.
4. mn ∵ AC∥平面EFGH,
∴ EF∥AC,HG∥AC,
∴ EF = HG = BEABm.
同理,EH = FG = AEABn,∴
BE
ABm =
AE
ABn,
∴ AEEB = mn.
5. P是CC1中点(答案不唯一) 如图,取CC1中点P,连接A1P.
∵在直三棱柱ABC -A1B1C1中,D为AA1
中点,点P在侧面BCC1B1 上运动,∴当
点P是CC1中点时,A1P∥CD.
∵ A1P平面BCD,CD平面BCD,
∴ A1P∥平面BCD.
6.[证明] 如图所示,连接BD交AC于
点O,连接EO,AE,则O是BD的中
点.又E是PD的中点,∴ PB∥EO.
∵ PB平面EAC,EO平面EAC,
∴ PB∥平面EAC.
又∵平面PBM∩平面EAC = GH,PB
平面PBM,∴ GH∥PB.
C组 创新拓展
在折叠后的线段AD上存在一点P,使得CP∥平面ABEF,此
时APPD =
3
2 .以下为证明过程:
当APPD =
3
2时,
AP
AD =
3
5 ,过点P作MP∥FD交AF于点M,连接
EM(图略),则有MPFD =
AP
AD =
3
5 .
因为BE = 1,所以FD = 5,所以MP = 3.又EC = 3,MP∥FD∥
EC,所以四边形MPCE为平行四边形,所以CP∥ME.又CP
平面ABEF,ME平面ABEF,所以CP∥平面ABEF成立.
练案[20]
A组 基础自测
1. A B不正确,若A∈α∩β,则α,β相交于过A点的一条直线;
同理C不正确;D不正确,两个平面相交,其交线为直线而非
线段.
2. ABD C选项分别在两个平行平面内的直线,可能平行,也可
能异面.
3. C 若三点分布于平面β的同侧,则α与β平行,若三点分布
于平面β的两侧,则α与β相交.
4. A 如图,易得EG∥E1G1
,
—238—
练案[19] 第十一章 立体几何初步
11. 3 [11. 3. 2 直线与平面平行]
A组·基础自测
一、选择题
1.若a,b是异面直线,a∥α,则b与α的关系为
( )
A. b∥α或bα
B. b与α相交或bα或b∥α
C. b与α相交或b∥α
D. b与α相交或bα
2.在长方体ABCD - A1B1C1D1 的六个表面与六
个对角面(平面AA1C1C、平面ABC1D1、平面
ADC1B1、平面BB1D1D、平面A1BCD1 及平面
A1B1CD)所在的平面中,与棱AA1 平行的平面
共有 ( )
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
3.如图所示,在空间四面体ABCD中,点E,F分
别为棱AB,AD上的点,且AEEB = AFFD
= 14,又点H,G分别为棱BC,CD的中点,则
( )
A. BD∥平面EFGH,且四边形EFGH是矩形
B. EF∥平面BCD,且四边形EFGH是梯形
C. HG∥平面ABD,且四边形EFGH是菱形
D. EH∥平面ADC,且四边形EFGH是平行四
边形
4.如图,在长方体ABCD -
A1B1C1D1中,点E,F分别
是棱AA1 和BB1 的中点,
过EF的平面EFGH分别
交BC和AD于点G,H,则GH与AB的位置关
系是 ( )
A.平行 B.相交
C.异面 D.平行或异面
5.(多选题)下列四个命题中正确的是( )
A.如果一条直线不在某个平面内,那么这条
直线就与这个平面平行
B.过直线外一点有无数个平面与这条直线
平行
C.过平面外一点有无数条直线与这个平面
平行
D.过空间一点必存在某个平面与两条异面直
线都平行
二、填空题
6.如图所示,直线a∥平面α,Aα,并且a和A
位于平面α两侧,点B,C∈a,AB,AC分别交平
面α于点E,F,若BC = 4,CF = 5,AF = 3,则EF
= .
7.已知直线b,平面α,有以下条件:
①b与α内一条直线平行;
②b与α内所有直线都没有公共点;
③b与α无公共点;
④b不在α内,且与α内的一条直线平行.
其中能推出b∥α的条件有 .(把你
认为正确的序号都填上)
8.在正方体ABCD - A1B1C1D1 中,若过A,C,B1
三点的平面与底面A1B1C1D1 的交线为l,则l
与A1C1的位置关系是
.
—361—
三、解答题
9.如图所示,在正方体ABCD
- A1B1C1D1中,S,E,G分别
是B1D1,BC,SC的中点.求
证:直线EG∥平面BDD1B1 .
10.如图所示,在三棱柱ABC - A1B1C1 中,AC =
BC,点D是AB的中点,求
证:BC1∥平面CA1D.
B组·素养提升
一、选择题
1.(多选题)在下列四个正方体中,A,B为正方体
的两个顶点,M,N,Q分别为所在棱的中点,则
在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ平行
的是 ( )
2.(多选题)已知a,b为两条不同的直线,α,β为
两个不同的平面,α∩β = a,a∥b,则下列结论
可能成立的是 ( )
A. bβ,且b∥α
B. bα,且b∥β
C. b∥α,且b∥β
D. b与α,β都相交
3.在以下四个三棱柱中,A,B为三棱柱的两个顶
点,E,F,G分别为所在棱的中点,则在这四个三
棱柱中,直线AB与平面EFG不平行的是( )
—461—
二、填空题
4.如图,在空间四面体ABCD
中,E,F,G,H分别是四棱上
的点,它们共面,且AC∥平面
EFGH,BD ∥平面EFGH,
AC = m,BD = n,则当四边形EFGH是菱形时,
AEEB = .
5.如图所示,在直三棱柱ABC -
A1B1C1中,D为AA1中点,点P
在侧面BCC1B1 上运动,当点
P满足条件 时,A1P∥平面
BCD(答案不唯一,填一个满足题意的条件即
可).
三、解答题
6.如图所示,P是平行四边形
ABCD所在平面外一点,E
是PD的中点.若M是CD
上异于C,D的点,连接PM
交CE于点G,连接BM交AC于点H,
求证:GH∥PB.
C组·创新拓展
如图,在平面四边形ABCD 中,AB⊥ AD,
AD∥BC,AD = 6,BC = 2AB = 4,E,F分别在
BC,AD上,且EF∥AB,现将四边形ABEF沿
EF折起,使BE⊥EC.若BE = 1,在折叠后的
线段AD上是否存在一点P,使得CP∥平面
ABEF?若存在,求出APPD的值;若不存在,请说
明理由.
—561—