内容正文:
4.3 直线与平面的位置关系
4.3.1 直线与平面平行
第4章 立体几何
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第4章 立体几何
课前 预习学案
课堂 互动学案
01
02
随堂 步步夯实
03
课时 素养提升
04
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第4章 立体几何
课程标准
素养解读
1.掌握直线与平面的三种位置关系,会判断直线与平面的位置关系.
2.学会用图形语言、符号语言表示三种位置关系.
3.掌握直线与平面平行的判定定理和性质定理,并能利用两个定理解决空间中的平行关系问题.
1.通过学习直线与平面平行的性质定理,判定定理,提升直观想象核心素养.
2.通过线面平行的性质与判定定理的应用,提升逻辑推理等核心素养.
观察下面图形,门扇的竖直两边是平行的,当门扇绕着一边转动时只要门扇不被关闭,不论转动到什么位置,它能活动的竖直一边所在直线都与固定的竖直边所在平面(墙面)有怎样的位置关系?
[知识点一] 直线与平面的位置关系
直线与平面
的位置关系
定义
图形语言
符号语言
直线在平面内
有无数个公共点
a⊆α
直线与
平面相交
有且只有一
个公共点
b∩α=B
直线与
平面平行
没有公共点
c∥α
我们把直线l与平面α相交或平行的情况统称为 直线l在平面α外 ,用符号表示为lα.
[知识点二] 直线与平面平行的判定定理
表示
定理
图形
文字
符号
直线与平面平行的判定定理
如果平面外的一条直线与这个 平面内的一条直线平行 ,那么这条直线与这个平面平行
[知识点三] 直线与平面平行的性质定理
文字语言
如果一条直线与一个平面 平行 ,那么经过这条直线的任一平面和这个平面的交线,与这条直线 平行
符号语言
m∥α,m⊂β,α∩β=n⇒m∥n
图形语言
若一条直线平行于一个平面内的一条直线,则这条直线和这个平面平行,对吗?
提示:根据直线与平面平行的判定定理可知该结论错误.
1.已知直线a,b,平面α,且满足a⊆α,则使b∥α的条件为( )
A.b∥a
B.b∥a且b⊄α
C.a与b异面
D.a与b不相交
解析:B [由线面平行的判定定理知需加上条件b∥a,bα.]
2.如果两直线a∥b,且a∥α,则b与α的位置关系是( )
A.相交
B.b∥α
C.b⊆α
D.b∥α或b⊆α
解析:D [由a∥b且a∥α,知b∥α或b⊆α.]
3.长方体ABCDA1B1C1D1中,E为AA1的中点,F为BB1的中点,与EF平行的长方体的面有( )
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
解析:C [因为E,F分别是AA1和BB1的中点,
所以A1EFB1是矩形,所以EF∥A1B1.又EF平面A1B1C1D1,所以EF∥平面A1B1C1D1,同理可证EF∥平面ABCD,EF∥平面CC1D1D,所以与EF平行的长方体的面有3个.]
直线与平面平行的判定定理的应用
如图所示,已知点P为平行四边形ABCD外的一点,点M是PD的中点,平行四边形ABCD的对角线AC,BD相交于O点.
求证:直线PB∥平面MAC.
[思路点拨] 根据直线与平面平行的判定,要想证得直线PB与平面MAC平行,首先要证得直线PB与平面MAC内的一条直线平行.观察图形,需要作出辅助线,即连接MO,然后可进行求证.
[证明] 连接MO.在△PBD中,因为M是PD的中点,O是BD的中点,所以MO是△PBD的中位线,则MO∥PB.又因为直线MO在平面MAC内,PB不在平面MAC内,所以直线PB∥平面MAC.
应用判定定理证明线面平行的步骤
上面的第一步“找”是证题的关键,其常用方法有:
①空间直线平行关系的传递性法;
②三角形中位线法;
③平行四边形法;
④成比例线段法.
[变式训练]
1.如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,D是AB的中点.求证BC1∥平面A1CD.
证明:如图,连接AC1交A1C于点F,连接DF.因为四边形AA1C1C为矩形,所以点F是AC1的中点.又因为在△ABC1中,D是AB的中点,所以BC1∥DF.因为DF⊆平面A1CD,BC1平面A1CD,所以BC1∥平面A1CD.
直线与平面平行的性质定理的应用
如图,用平行于四面体ABCD的一组对棱AB,CD的平面截此四面体,
求证:四边形MNPQ是平行四边形.
[思路点拨] 由线面平行的性质证明AB∥MN,AB∥PQ,即得MN∥PQ,再证MQ∥NP即可.
[证明] 因为AB∥平面MNPQ,平面ABC∩平面MNPQ=MN,且AB⊆平面ABC,所以由线面平行的性质定理知,AB∥MN.同理AB∥PQ,所以MN∥PQ.同理可得MQ∥NP.所以四边形MNPQ是平行四边形.
(1)利用线面平行的性质定理解题的步骤
(2)运用线面平行的性质定理时,应先确定线面平行,再寻找过已知直线的平面与这个平面相交的交线,然后确定线线平行.
[变式训练]
2.如图,在五面体EFABCD中,已知四边形ABCD为梯形,AD∥BC,求证:AD∥EF.
证明:∵AD∥BC,AD平面BCEF,BC⊆平面BCEF,∴AD∥平面BCEF,∵AD⊆平面ADEF,平面ADEF∩平面BCEF=EF,∴AD∥EF.
线面平行的综合应用
如图所示,已知P是▱ABCD所在平面外一点,M,N分别是AB,PC的中点,平面PBC∩平面PAD=l.
(1)求证:l∥BC;
(2)MN与平面PAD是否平行?试证明你的结论.
[思路点拨] 利用判定定理和性质定理之间的相互转化证明,但要注意步骤的规范性.
[解] (1)证明:因为BC∥AD,BC平面PAD,AD⊆平面PAD,所以BC∥平面PAD.又因为平面PBC∩平面PAD=l,且BC⊆平面PBC,所以BC∥l.
(2)平行.证明如下:
如图,取PD的中点E,连接AE,NE,可以证得NE∥AM且NE=AM,所以四边形MNEA是平行四边形,所以MN∥AE.又AE⊆平面PAD,MN平面PAD,所以MN∥平面PAD.
判定定理与性质定理常常交替使用,即先通过线线平行推出线面平行,再通过线面平行推出线线平行,复杂的题目还可以继续推下去,我们可称它为平行链,如下:
线线平行eq \o(――――→,\s\up17(在平面内作),\s\do15(或找一直线))线面平行eq \o(―――――→,\s\up17(经过直线作或找),\s\do15(平面与平面的交线))线线平行.
[变式训练]
3.如图,P是平行四边形ABCD所在平面外的一点,M是PC的中点,在DM上取一点G,平面APG交平面BDM于GH.
求证:AP∥GH.
证明:如图,连接AC,交BD于点O,
连接MO.因为四边形ABCD是平行四边形,所以点O是AC的中点.又因为点M是PC的中点,所以AP∥OM.又因为AP平面BDM,OM⊆平面BDM,所以AP∥平面BDM.因为平面PAHG∩平面BDM=GH.AP⊆平面PAHG,所以AP∥GH.
1.已知b是平面α外的一条直线,下列条件中,可得出b∥α的是( )
A.b与α内的一条直线不相交
B.b与α内的两条直线不相交
C.b与α内的无数条直线不相交
D.b与α内的所有直线不相交
解析:D [若b与α内的所有直线不相交,即b与α无公共点,故b∥α.]
2.给出下列命题:
①如果一条直线不在平面内,则这条直线就与这个平面平行;②过直线外一点,可以作无数个平面与这条直线平行;③如果一条直线与平面平行,则它与平面内的任何直线平行.
其中正确命题的个数为( )
A.0
B.1
C.2
D.3
解析:B [①中,直线可能与平面相交,故①错误;②是正确的;③中,一条直线与平面平行,则它与平面内的直线平行或异面,故③错误.]
3.下列说法正确的是( )
A.过一点可作无数多个平面与已知直线平行
B.过平面外一点可作无数多条直线与该平面平行
C.过一点作一直线的平行直线有无数多条
D.过两条平行线中的一条的任一平面均与另一条直线平行
解析:B [过直线上一点不能作出平面与已知直线平行,A错误;过直线上一点不能作已知直线的平行线,过直线外一点只能作一条已知直线的平行线,C错误;两条平行线中的一条在平面上,另一条也可能在平面上,D错误.]
4.如图,三棱柱ABCA1B1C1 中,A1B1与平面ABC的位置关系是 ________ ,AA1与平面BCC1B1的位置关系是 ________ ,AC与平面ACC1A1的位置关系是 ________ .(填“平行”“相交”或“在平面内”)
解析:由直线与平面的位置关系知A1B1∥平面ABC,AA1与平面BCC1B1平行,AC⊆平面ACC1A1.
答案:平行 平行 在平面内
$$
4.3 直线与平面的位置关系
4.3.1 直线与平面平行
课程标准
素养解读
1.掌握直线与平面的三种位置关系,会判断直线与平面的位置关系.
2.学会用图形语言、符号语言表示三种位置关系.
3.掌握直线与平面平行的判定定理和性质定理,并能利用两个定理解决空间中的平行关系问题.
1.通过学习直线与平面平行的性质定理,判定定理,提升直观想象核心素养.
2.通过线面平行的性质与判定定理的应用,提升逻辑推理等核心素养.
观察下面图形,门扇的竖直两边是平行的,当门扇绕着一边转动时只要门扇不被关闭,不论转动到什么位置,它能活动的竖直一边所在直线都与固定的竖直边所在平面(墙面)有怎样的位置关系?
[知识点一] 直线与平面的位置关系
直线与平面
的位置关系
定义
图形语言
符号语言
直线在平面内
有无数个公共点
a⊆α
直线与
平面相交
有且只有一
个公共点
b∩α=B
直线与
平面平行
没有公共点
c∥α
我们把直线l与平面α相交或平行的情况统称为 直线l在平面α外 ,用符号表示为lα.
[知识点二] 直线与平面平行的判定定理
表示
定理
图形
文字
符号
直线与平面平行的判定定理
如果平面外的一条直线与这个 平面内的一条直线平行 ,那么这条直线与这个平面平行
[知识点三] 直线与平面平行的性质定理
文字语言
如果一条直线与一个平面 平行 ,那么经过这条直线的任一平面和这个平面的交线,与这条直线 平行
符号语言
m∥α,m⊂β,α∩β=n⇒m∥n
图形语言
若一条直线平行于一个平面内的一条直线,则这条直线和这个平面平行,对吗?
提示:根据直线与平面平行的判定定理可知该结论错误.
1.已知直线a,b,平面α,且满足a⊆α,则使b∥α的条件为( )
A.b∥a B.b∥a且b⊄α
C.a与b异面 D.a与b不相交
解析:B [由线面平行的判定定理知需加上条件b∥a,bα.]
2.如果两直线a∥b,且a∥α,则b与α的位置关系是( )
A.相交 B.b∥α
C.b⊆α D.b∥α或b⊆α
解析:D [由a∥b且a∥α,知b∥α或b⊆α.]
3.长方体ABCDA1B1C1D1中,E为AA1的中点,F为BB1的中点,与EF平行的长方体的面有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
解析:C [因为E,F分别是AA1和BB1的中点,
所以A1EFB1是矩形,所以EF∥A1B1.又EF平面A1B1C1D1,所以EF∥平面A1B1C1D1,同理可证EF∥平面ABCD,EF∥平面CC1D1D,所以与EF平行的长方体的面有3个.]
直线与平面平行的判定定理的应用
如图所示,已知点P为平行四边形ABCD外的一点,点M是PD的中点,平行四边形ABCD的对角线AC,BD相交于O点.
求证:直线PB∥平面MAC.
[思路点拨] 根据直线与平面平行的判定,要想证得直线PB与平面MAC平行,首先要证得直线PB与平面MAC内的一条直线平行.观察图形,需要作出辅助线,即连接MO,然后可进行求证.
[证明] 连接MO.在△PBD中,因为M是PD的中点,O是BD的中点,所以MO是△PBD的中位线,则MO∥PB.又因为直线MO在平面MAC内,PB不在平面MAC内,所以直线PB∥平面MAC.
应用判定定理证明线面平行的步骤
上面的第一步“找”是证题的关键,其常用方法有:
①空间直线平行关系的传递性法;
②三角形中位线法;
③平行四边形法;
④成比例线段法.
[变式训练]
1.如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,D是AB的中点.求证BC1∥平面A1CD.
证明:如图,连接AC1交A1C于点F,连接DF.因为四边形AA1C1C为矩形,所以点F是AC1的中点.又因为在△ABC1中,D是AB的中点,所以BC1∥DF.因为DF⊆平面A1CD,BC1平面A1CD,所以BC1∥平面A1CD.
直线与平面平行的性质定理的应用
如图,用平行于四面体ABCD的一组对棱AB,CD的平面截此四面体,
求证:四边形MNPQ是平行四边形.
[思路点拨] 由线面平行的性质证明AB∥MN,AB∥PQ,即得MN∥PQ,再证MQ∥NP即可.
[证明] 因为AB∥平面MNPQ,平面ABC∩平面MNPQ=MN,且AB⊆平面ABC,所以由线面平行的性质定理知,AB∥MN.同理AB∥PQ,所以MN∥PQ.同理可得MQ∥NP.所以四边形MNPQ是平行四边形.
(1)利用线面平行的性质定理解题的步骤
(2)运用线面平行的性质定理时,应先确定线面平行,再寻找过已知直线的平面与这个平面相交的交线,然后确定线线平行.
[变式训练]
2.如图,在五面体EFABCD中,已知四边形ABCD为梯形,AD∥BC,求证:AD∥EF.
证明:∵AD∥BC,AD平面BCEF,BC⊆平面BCEF,∴AD∥平面BCEF,∵AD⊆平面ADEF,平面ADEF∩平面BCEF=EF,∴AD∥EF.
线面平行的综合应用
如图所示,已知P是▱ABCD所在平面外一点,M,N分别是AB,PC的中点,平面PBC∩平面PAD=l.
(1)求证:l∥BC;
(2)MN与平面PAD是否平行?试证明你的结论.
[思路点拨] 利用判定定理和性质定理之间的相互转化证明,但要注意步骤的规范性.
[解] (1)证明:因为BC∥AD,BC平面PAD,AD⊆平面PAD,所以BC∥平面PAD.又因为平面PBC∩平面PAD=l,且BC⊆平面PBC,所以BC∥l.
(2)平行.证明如下:
如图,取PD的中点E,连接AE,NE,可以证得NE∥AM且NE=AM,所以四边形MNEA是平行四边形,所以MN∥AE.又AE⊆平面PAD,MN平面PAD,所以MN∥平面PAD.
判定定理与性质定理常常交替使用,即先通过线线平行推出线面平行,再通过线面平行推出线线平行,复杂的题目还可以继续推下去,我们可称它为平行链,如下:
线线平行线面平行线线平行.
[变式训练]
3.如图,P是平行四边形ABCD所在平面外的一点,M是PC的中点,在DM上取一点G,平面APG交平面BDM于GH.
求证:AP∥GH.
证明:如图,连接AC,交BD于点O,
连接MO.因为四边形ABCD是平行四边形,所以点O是AC的中点.又因为点M是PC的中点,所以AP∥OM.又因为AP平面BDM,OM⊆平面BDM,所以AP∥平面BDM.因为平面PAHG∩平面BDM=GH.AP⊆平面PAHG,所以AP∥GH.
1.已知b是平面α外的一条直线,下列条件中,可得出b∥α的是( )
A.b与α内的一条直线不相交
B.b与α内的两条直线不相交
C.b与α内的无数条直线不相交
D.b与α内的所有直线不相交
解析:D [若b与α内的所有直线不相交,即b与α无公共点,故b∥α.]
2.给出下列命题:
①如果一条直线不在平面内,则这条直线就与这个平面平行;②过直线外一点,可以作无数个平面与这条直线平行;③如果一条直线与平面平行,则它与平面内的任何直线平行.
其中正确命题的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:B [①中,直线可能与平面相交,故①错误;②是正确的;③中,一条直线与平面平行,则它与平面内的直线平行或异面,故③错误.]
3.下列说法正确的是( )
A.过一点可作无数多个平面与已知直线平行
B.过平面外一点可作无数多条直线与该平面平行
C.过一点作一直线的平行直线有无数多条
D.过两条平行线中的一条的任一平面均与另一条直线平行
解析:B [过直线上一点不能作出平面与已知直线平行,A错误;过直线上一点不能作已知直线的平行线,过直线外一点只能作一条已知直线的平行线,C错误;两条平行线中的一条在平面上,另一条也可能在平面上,D错误.]
4.如图,三棱柱ABCA1B1C1 中,A1B1与平面ABC的位置关系是 ________ ,AA1与平面BCC1B1的位置关系是 ________ ,AC与平面ACC1A1的位置关系是 ________ .(填“平行”“相交”或“在平面内”)
解析:由直线与平面的位置关系知A1B1∥平面ABC,AA1与平面BCC1B1平行,AC⊆平面ACC1A1.
答案:平行 平行 在平面内
[基础过关]
1.下列选项中,一定能得出直线m与平面α平行的是( )
A.直线m在平面α外
B.直线m与平面α内的两条直线平行
C.平面α外的直线m与平面内的一条直线平行
D.直线m与平面α内的一条直线平行
解析:C [选项A不符合题意,因为直线m在平面α外也包括直线与平面相交;选项B与D不符合题意,因为缺少条件mα;选项C中,由直线与平面平行的判定定理,知直线m与平面α平行.]
2.已知直线l∥平面α,P∈α,那么过点P且平行于l的直线( )
A.只有一条,不在平面α内
B.只有一条,在平面α内
C.有两条,不一定都在平面α内
D.有无数条,不一定都在平面α内
解析:B [如图所示,
∵l∥平面α,P∈α,∴直线l与点P确定一个平面β,α∩β=m,∴P∈m,∴l∥m且m 是唯一的.]
3.如图,下列正三棱柱ABCA1B1C1中,若M,N,P分别为其所在棱的中点,则不能得出AB∥平面MNP的是( )
解析:C [在题图A,B中,易知AB∥A1B1∥MN,MN⊆平面MNP,AB平面MNP,所以AB∥平面MNP;在图D中,易知AB∥PN,PN⊆平面MNP,AB平面MNP,所以AB∥平面MNP.]
4.已知直线a,b,平面α,β,则a∥α的一个充分条件是( )
A.a⊥b,b⊥α
B.a∥β,β∥α
C.b⊂α,a∥b
D.a∥b,b∥α,a⊄α
解析:D [对于A,a⊥b,b⊥α,则a与平面α平行或在平面α内,不正确.对于B,a∥β,β∥α,则a与平面α平行或在平面α内,不正确.对于C,b⊂α,a∥b,则a与平面α平行或在平面α内,不正确.对于D,由线面平行的判定定理知正确.]
5.如图所示,在空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA上的点,EH∥FG,则EH与BD的位置关系是( )
A.平行 B.相交
C.异面 D.不确定
解析:A [因为EH∥FG,FG⊆平面BCD,EH平面BCD,所以EH∥平面BCD.因为EH⊆平面ABD,平面ABD∩平面BCD=BD,所以EH∥BD.]
6.如图所示,在空间四边形ABCD中,M∈AB,N∈AD,若=,则MN与平面BDC的位置关系是 ________ .
解析:∵=.∴MN∥BD,∵MN⊄平面BDC,BD⊂平面BDC,∴MN∥平面BDC
答案:MN∥平面BDC
7.直线a∥平面α,α内有n条直线交于一点,则这n条直线中与直线a平行的直线有 ________ 条.
解析:过直线a与交点作平面β,设平面β与α交于直线b,则a∥b,若所给n条直线中有1条是与b重合的,则此直线与直线a平行,若没有与b重合的,则与直线a平行的直线有0条.
答案:0或1
8.已知两条相交直线a,b,a∥平面α,则b与α的位置关系是 ____________ .
解析:b与a相交,可确定一个平面β,若β与α平行,则b∥α;若β与α不平行,则b与α相交.
答案:相交或平行
9.如图,在正三棱柱ABCA1B1C1中,BB1=AB,D为BC的中点.
证明:A1C∥平面AB1D.
证明:连接A1B交AB1于点O,连接OD.在正三棱柱ABCA1B1C1中,侧面ABB1A1为平行四边形,则O为A1B的中点.又因为D为BC的中点,所以OD∥A1C.又OD⊆平面AB1D,A1C平面AB1D,所以A1C∥平面AB1D.
[能力提升]
10.如图,已知S为四边形ABCD外一点,G,H分别为SB,BD上的点,若GH∥平面SCD,则( )
A.GH∥SA B.GH∥SD
C.GH∥SC D.以上均有可能
解析:B [因为GH∥平面SCD,GH⊆平面SBD,平面SBD∩平面SCD=SD,所以GH∥SD,显然GH与SA,SC均不平行.]
11.在下列四个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,Q为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ不平行的是( )
解析:A [对于选项B,如图所示,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.同理可证选项C,D中均有AB∥平面MNQ,选A.]
12.如图,已知平面α∩β=CD,α∩γ=EF,β∩γ=AB,若AB∥α,则CD与EF的位置关系是( )
A.平行 B.相交
C.异面 D.无法确定
解析:A [由AB∥α,α∩γ=EF,AB⊆γ得AB∥EF,因为EF平面β,AB⊆平面β,所以EF∥平面β,又因为α∩β=CD,EF⊆平面α,所以CD∥EF.]
13.如图,在五面体EFABCD中,四边形CDEF为矩形,M,N分别是BF,BC的中点,则MN与平面ADE的位置关系是 ________ .
解析:∵M,N分别是BF,BC的中点,∴MN∥CF,又四边形CDEF为矩形,∴CF∥DE,∴MN∥DE,∵MN平面ADE,DE⊆平面ADE,∴MN∥平面ADE.
答案:平行
14.如图,四边形ABDC是梯形,AB∥CD,且AB∥平面α,M是AC的中点,BD与平面α交于点N,AB=4,CD=6,则MN等于 ________ .
解析:∵AB∥平面α,AB⊆平面ABDC,平面ABDC∩平面α=MN,∴AB∥MN,又M是AC的中点,∴MN是梯形ABDC的中位线,故MN=(AB+CD)=5.
答案:5
15.如图所示,四边形ABCD是平行四边形,点P是平面ABCD外一点,M是PC的中点,在DM上取一点G,过G和AP作平面交平面BDM于GH.
求证:GH∥平面PAD.
证明:如图所示,连接AC交BD于点O,连接MO.
∵四边形ABCD是平行四边形,∴O是AC的中点,又M是PC的中点,∴PA∥MO,而AP平面BDM,OM⊆平面BDM,∴PA∥平面BDM,又∵PA⊆平面PAHG,平面PAHG∩平面BMD=GH,∴PA∥GH.又PA⊆平面PAD,GH平面PAD,∴GH∥平面PAD.
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[基础过关]
1.下列选项中,一定能得出直线m与平面α平行的是( )
A.直线m在平面α外
B.直线m与平面α内的两条直线平行
C.平面α外的直线m与平面内的一条直线平行
D.直线m与平面α内的一条直线平行
解析:C [选项A不符合题意,因为直线m在平面α外也包括直线与平面相交;选项B与D不符合题意,因为缺少条件mα;选项C中,由直线与平面平行的判定定理,知直线m与平面α平行.]
2.已知直线l∥平面α,P∈α,那么过点P且平行于l的直线( )
A.只有一条,不在平面α内
B.只有一条,在平面α内
C.有两条,不一定都在平面α内
D.有无数条,不一定都在平面α内
解析:B [如图所示,
∵l∥平面α,P∈α,∴直线l与点P确定一个平面β,α∩β=m,∴P∈m,∴l∥m且m 是唯一的.]
3.如图,下列正三棱柱ABCA1B1C1中,若M,N,P分别为其所在棱的中点,则不能得出AB∥平面MNP的是( )
解析:C [在题图A,B中,易知AB∥A1B1∥MN,MN⊆平面MNP,AB平面MNP,所以AB∥平面MNP;在图D中,易知AB∥PN,PN⊆平面MNP,AB平面MNP,所以AB∥平面MNP.]
4.已知直线a,b,平面α,β,则a∥α的一个充分条件是( )
A.a⊥b,b⊥α
B.a∥β,β∥α
C.b⊂α,a∥b
D.a∥b,b∥α,a⊄α
解析:D [对于A,a⊥b,b⊥α,则a与平面α平行或在平面α内,不正确.对于B,a∥β,β∥α,则a与平面α平行或在平面α内,不正确.对于C,b⊂α,a∥b,则a与平面α平行或在平面α内,不正确.对于D,由线面平行的判定定理知正确.]
5.如图所示,在空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA上的点,EH∥FG,则EH与BD的位置关系是( )
A.平行 B.相交
C.异面 D.不确定
解析:A [因为EH∥FG,FG⊆平面BCD,EH平面BCD,所以EH∥平面BCD.因为EH⊆平面ABD,平面ABD∩平面BCD=BD,所以EH∥BD.]
6.如图所示,在空间四边形ABCD中,M∈AB,N∈AD,若=,则MN与平面BDC的位置关系是 ________ .
解析:∵=.∴MN∥BD,∵MN⊄平面BDC,BD⊂平面BDC,∴MN∥平面BDC
答案:MN∥平面BDC
7.直线a∥平面α,α内有n条直线交于一点,则这n条直线中与直线a平行的直线有 ________ 条.
解析:过直线a与交点作平面β,设平面β与α交于直线b,则a∥b,若所给n条直线中有1条是与b重合的,则此直线与直线a平行,若没有与b重合的,则与直线a平行的直线有0条.
答案:0或1
8.已知两条相交直线a,b,a∥平面α,则b与α的位置关系是 ____________ .
解析:b与a相交,可确定一个平面β,若β与α平行,则b∥α;若β与α不平行,则b与α相交.
答案:相交或平行
9.如图,在正三棱柱ABCA1B1C1中,BB1=AB,D为BC的中点.
证明:A1C∥平面AB1D.
证明:连接A1B交AB1于点O,连接OD.在正三棱柱ABCA1B1C1中,侧面ABB1A1为平行四边形,则O为A1B的中点.又因为D为BC的中点,所以OD∥A1C.又OD⊆平面AB1D,A1C平面AB1D,所以A1C∥平面AB1D.
[能力提升]
10.如图,已知S为四边形ABCD外一点,G,H分别为SB,BD上的点,若GH∥平面SCD,则( )
A.GH∥SA B.GH∥SD
C.GH∥SC D.以上均有可能
解析:B [因为GH∥平面SCD,GH⊆平面SBD,平面SBD∩平面SCD=SD,所以GH∥SD,显然GH与SA,SC均不平行.]
11.在下列四个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,Q为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ不平行的是( )
解析:A [对于选项B,如图所示,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.同理可证选项C,D中均有AB∥平面MNQ,选A.]
12.如图,已知平面α∩β=CD,α∩γ=EF,β∩γ=AB,若AB∥α,则CD与EF的位置关系是( )
A.平行 B.相交
C.异面 D.无法确定
解析:A [由AB∥α,α∩γ=EF,AB⊆γ得AB∥EF,因为EF平面β,AB⊆平面β,所以EF∥平面β,又因为α∩β=CD,EF⊆平面α,所以CD∥EF.]
13.如图,在五面体EFABCD中,四边形CDEF为矩形,M,N分别是BF,BC的中点,则MN与平面ADE的位置关系是 ________ .
解析:∵M,N分别是BF,BC的中点,∴MN∥CF,又四边形CDEF为矩形,∴CF∥DE,∴MN∥DE,∵MN平面ADE,DE⊆平面ADE,∴MN∥平面ADE.
答案:平行
14.如图,四边形ABDC是梯形,AB∥CD,且AB∥平面α,M是AC的中点,BD与平面α交于点N,AB=4,CD=6,则MN等于 ________ .
解析:∵AB∥平面α,AB⊆平面ABDC,平面ABDC∩平面α=MN,∴AB∥MN,又M是AC的中点,∴MN是梯形ABDC的中位线,故MN=(AB+CD)=5.
答案:5
15.如图所示,四边形ABCD是平行四边形,点P是平面ABCD外一点,M是PC的中点,在DM上取一点G,过G和AP作平面交平面BDM于GH.
求证:GH∥平面PAD.
证明:如图所示,连接AC交BD于点O,连接MO.
∵四边形ABCD是平行四边形,∴O是AC的中点,又M是PC的中点,∴PA∥MO,而AP平面BDM,OM⊆平面BDM,∴PA∥平面BDM,又∵PA⊆平面PAHG,平面PAHG∩平面BMD=GH,∴PA∥GH.又PA⊆平面PAD,GH平面PAD,∴GH∥平面PAD.
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