练案19 11.3.2 直线与平面平行-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第四册同步学习指导(人教B版2019)

2025-05-06
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教B版必修第四册
年级 高一
章节 11.3.2 直线与平面平行
类型 作业-同步练
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 761 KB
发布时间 2025-05-06
更新时间 2025-05-06
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-03-31
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来源 学科网

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AEEB = AFFD = 14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, ∴ bβ且b∥α,即A项成立; ∵ A1B1∥C1D1,C1D1平面CDD1C1,A1B1平面CDD1C1, ∴ A1B1∥平面CDD1C1,∴ bα,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. mn  ∵ AC∥平面EFGH, ∴ EF∥AC,HG∥AC, ∴ EF = HG = BEABm. 同理,EH = FG = AEABn,∴ BE ABm = AE ABn, ∴ AEEB = mn. 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bα B. b与α相交或bα或b∥α C. b与α相交或b∥α D. b与α相交或bα 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AEEB = AFFD = 14,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,Aα,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. bβ,且b∥α B. bα,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, AEEB =           . 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—

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