第七章 第二节 空间点、直线、平面之间的位置关系(教师用书Word)-【正禾一本通】2026年新高考数学高三一轮总复习高效讲义(湘教版)
2025-12-03
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 空间点、直线、平面之间的位置关系 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 818 KB |
| 发布时间 | 2025-12-03 |
| 更新时间 | 2025-12-03 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 正禾一本通·高考一轮总复习高效讲义 |
| 审核时间 | 2025-12-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55205894.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中数学讲义围绕空间点、直线、平面位置关系高考核心考点,按“定义-定理-推论-应用”逻辑梳理知识,涵盖基本事实、位置关系判定及异面直线所成角等内容。通过考点梳理构建体系,方法指导突破空间想象,真题训练强化应用,助力学生系统掌握重点难点。
资料以数学眼光引导直观认知,如用长方体模型抽象位置关系,借数学思维培养推理能力,例如异面直线角“作-证-求”三步法。设置分层练习与真题讲解,提升学生空间观念与解题规范,为教师把控节奏、学生高效复习提供实用指导。
内容正文:
第二节 空间点、直线、平面之间的位置关系
【课程标准】 1.借助长方体,在直观认识空间点、直线、平面的位置关系的基础上,抽象出空间点、直线、平面的位置关系的定义. 2.了解四个基本事实和定理. 3.了解空间中直线与直线的关系(平行、相交、异面).
1.与平面有关的基本事实及推论
(1)与平面有关的三个基本事实
基本事实
内容
图形
符号
基本
事实1
如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内
A∈l,B∈l,且A∈α,B∈α⇒l⊂α
基本
事实2
过不在一条直线上的三个点,有且只有一个平面
A,B,C三点不共线⇒存在唯一的α使A,B,C∈α
基本
事实3
如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线
P∈α,且P∈β⇒α∩β=l,且P∈l
(2)基本事实1和基本事实2的三个推论
推论
内容
图形
作用
推论1
一条直线和直线外一点确定一个平面
确定
平面
的依据
推论2
两条相交直线确定一个平面
推论3
两条平行直线确定一个平面
2.空间直线、平面之间的位置关系
(1)空间中直线与直线的位置关系
位置关系
特点
相交
在同一个平面内,两条直线有且只有一个公共点
平行
在同一个平面内,两条直线没有公共点
异面
两条直线不同在任何一个平面内,没有公共点,与平面相交的直线与该平面内不过该交点的直线是异面直线
(2)空间中直线与平面、平面与平面的位置关系
图形(语言)
写法(符号语言)
公共点情况
直线与平面
在平面内
a⊂α
无数个
相交
a∩α=A
1个
平行
a∥α
0个
平面与平面
相交
α∩β=a
无数个
平行
α∥β
0个
[微提醒] (1)基本事实3可用于证明点共线与线共点.(2)直线l和平面α相交、直线l和平面α平行统称为直线l在平面α外,记作l⊄α.
3.基本事实4和等角定理
基本事实4:平行于同一条直线的两条直线平行.
等角定理:如果空间中两个角的两条边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.
学生用书第180页
4.异面直线所成的角
(1)定义:已知a,b是两条异面直线,在空间任取一点P,过点P分别作直线a′∥a,b′∥b,把a′与b′所成的锐角或直角叫作异面直线a与b所成的角.
(2)范围:.
[微提醒] (1)两直线垂直有两种情况——异面垂直和相交垂直.(2)两异面直线所成的角归结到一个三角形的内角时,容易忽视这个三角形的内角可能等于两异面直线所成的角,也可能等于其补角.
【常用结论】
(1)异面直线的判定
过平面外一点和平面内一点的直线,与平面内不过该点的直线是异面直线.
(2)唯一性定理
①过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行.
②过直线外一点有且只有一个平面与已知直线垂直.
③过平面外一点有且只有一条直线与已知平面垂直.
④过平面外一点有且只有一个平面与已知平面平行.
【自主检测】
1.(多选)下列结论错误的有( )
A.两个平面α,β有一个公共点A,就说α,β相交于过A点的任意一条直线
B.两两相交的三条直线最多可以确定三个平面
C.如果两个平面有三个公共点,那么这两个平面重合
D.没有公共点的两条直线是异面直线
答案:ACD
2.如果直线a⊂平面α,直线b⊂平面β,且α∥β,则a与b( )
A.共面
B.平行
C.是异面直线
D.可能平行,也可能是异面直线
答案:D
解析:α∥β,说明a与b无公共点,所以a与b可能平行也可能是异面直线.故选D.
3.下列命题正确的是( )
A.两个平面如果有公共点,那么一定相交
B.两个平面的公共点一定共线
C.两个平面有三个公共点一定重合
D.过空间任意三点,一定有一个平面
答案:D
解析:如果两个平面重合,则排除A、B;两个平面相交,则有一条交线,交线上任取三个点都是两个平面的公共点,故排除C;而D项中的三点不论共线还是不共线,则一定能找到一个平面过这三个点.
4.三个平面最多能把空间分为________部分,最少能把空间分成________部分.
答案:8 4
解析:三个平面可将空间分成4,6,7,8部分,所以三个平面最少可将空间分成4部分,最多分成8部分.
考点一 空间两条直线位置关系自主练透
1.已知空间三条直线l,m,n,若l与m异面,且l与n异面,则( )
A.m与n异面
B.m与n相交
C.m与n平行
D.m与n异面、相交、平行均有可能
答案:D
解析:在如图所示的长方体中,m,n1与l都异面,但是m∥n1,所以A,B错误;m,n2与l都异面,且m,n2也异面,所以C错误.故选D.
2.若直线l1和l2是异面直线,l1在平面α内,l2在平面β内,l是平面α与平面β的交线,则下列命题正确的是( )
A.l与l1,l2都不相交
B.l与l1,l2都相交
C.l至多与l1,l2中的一条相交
D.l至少与l1,l2中的一条相交
答案:D
解析:由于l与直线l1,l2分别共面,故直线l与l1,l2要么都不相交,要么至少与l1,l2中的一条相交.若l∥l1,l∥l2,则l1∥l2,这与l1,l2是异面直线矛盾.故l至少与l1,l2中的一条相交.
若l与l1,l2中的一条相交,如图①所示,l1与l2是异面直线,l1与l平行,l2与l相交,故A,B不正确;若l与l1,l2都相交,如图②所示,l1与l2是异面直线,l1,l2都与l相交,故C不正确.故选D.
3.如图,在正方体ABCD -A1B1C1D1中,M,N分别为棱C1D1,C1C的中点,有以下四个结论:
①直线AM与CC1是相交直线;
②直线AM与BN是平行直线;
③直线BN与MB1是异面直线;
④直线AM与DD1是异面直线.
其中正确结论的序号是________.
答案:③④
解析:直线AM与CC1是异面直线,直线AM与BN也是异面直线,所以①②错误.点B,B1,N在平面BB1C1C中,点M在此平面外,所以BN,MB1是异面直线.同理AM,DD1也是异面直线.
4.(2020·全国Ⅱ卷改编)设有下列四个命题:
p1:两两相交且不过同一点的三条直线必在同一平面内.
p2:过空间中任意三点有且仅有一个平面.
p3:若空间两条直线不相交,则这两条直线平行.
p4:若直线l⊂平面α,直线m⊥平面α,则m⊥l.
则上述命题中的真命题是________.
答案:p1,p4
解析:对于p1,由题意设直线l1∩l2=A,l2∩l3=B,l1∩l3=C,则A,B,C三点不共线,所以此三点确定一个平面α,则A∈α,B∈α,C∈α,所以AB⊂α,BC⊂α,CA⊂α,即l2⊂α,l3⊂α,l1⊂α,所以p1是真命题.对于p2,当A,B,C三点不共线时,过A,B,C三点有且仅有一个平面;当A,B,C三点共线时,过A,B,C的平面有无数个,所以p2是假命题.对于p3,若空间两条直线不相交,则这两条直线可能平行,也可能异面,所以p3是假命题.对于p4,很显然p4是真命题.
点、线、面位置关系的判定
1.点、线、面位置关系的判定:注意构造几何体(长方体、正方体)模型来判断,常借助正方体模型直观感知并认识空间点、线、面的位置关系.
2.两条直线异面的判定:反证法或利用异面直线的判定定理.
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考点二 平面基本事实的应用师生共研
如图所示,在正方体ABCD -A1B1C1D1中,点E,F分别是AB,AA1的中点,连接D1F,CE.求证:
(1)E,C,D1,F四点共面;
(2)CE,D1F,DA三线共点.
证明:(1)如图所示,连接CD1,EF,A1B,
因为E,F分别是AB,AA1的中点,所以EF∥A1B,且EF=A1B.
又因为A1D1∥BC,A1D1=BC,所以四边形A1BCD1是平行四边形,
所以A1B∥CD1,所以EF∥CD1,
所以EF与CD1能够确定一个平面ECD1F,即E,C,D1,F四点共面.
(2)由(1)知EF∥CD1,且EF=CD1,
所以四边形CD1FE是梯形,
所以直线CE与D1F必相交,设交点为P,如图,
则P∈CE,且P∈D1F,
因为CE⊂平面ABCD,D1F⊂平面A1ADD1,
所以P∈平面ABCD,且P∈平面A1ADD1.
又因为平面ABCD∩平面A1ADD1=AD,
所以P∈AD,所以CE,D1F,DA三线共点.
[变式探究]
(变条件、变问法)若本例中平面BB1D1D与A1C交于点M,求证:B,M,D1三点共线.
证明:如图所示,连接BD1,BD,B1D1,A1C,
因为BD1与A1C均为正方体ABCD -A1B1C1D1的体对角线,所以BD1与A1C相交,
设BD1与A1C的交点为O,则B,O,D1三点共线,
因为BD1⊂平面BB1D1D,所以A1C与平面BB1D1D的交点和A1C与BD1的交点重合,
即M与O重合,故B,M,D1三点共线.
共面、共线、共点问题的证明方法
对点练1.(1)(多选)如图,在正方体或四面体中,P,Q,R,S分别是所在棱的中点,则这四个点共面的图是( )
(2)如图所示,平面α∩平面β=l,A∈α,B∈α,AB∩l=D,C∈β,C∉l,则平面ABC与平面β的交线是( )
A.直线AC B.直线AB
C.直线CD D.直线BC
答案:(1)ABC (2)C
解析:(1)对于A,PS∥QR,故P,Q,R,S四点共面;同理,B、C图中四点也共面;D中四点不共面.故选ABC.
(2)由题意知,D∈l,l⊂β,所以D∈β,又因为D∈AB,所以D∈平面ABC,所以点D在平面ABC与平面β的交线上.又因为C∈平面ABC,C∈β,所以点C在平面β与平面ABC的交线上,所以平面ABC∩平面β=CD.故选C.
考点三 异面直线所成的角师生共研
在长方体ABCD -A1B1C1D1中,AB=BC=1,AA1=,则异面直线AD1与DB1所成角的余弦值为( )
A. B.
C. D.
答案:C
解析:如图,连接BD1,交DB1于点O,取AB的中点M,连接DM,OM.易知O为BD1的中点,所以AD1∥OM,则∠MOD为异面直线AD1与DB1所成的角或其补角.因为在长方体ABCD -A1B1C1D1中,AB=BC=1,AA1=,所以OM=,于是在△DMO中,由余弦定理,得cos ∠MOD=.故异面直线AD1与DB1所成角的余弦值为.故选C.
[变式探究]
1.(变条件,变设问)若将本例中条件“AA1=”变为“AA1=2”,其他条件不变,则异面直线A1B与AD1所成角的余弦值为________.
答案:
解析:如图,连接A1C1,BC1,易证BC1∥AD1,则∠A1BC1(或其补角)为异面直线A1B与AD1所成的角.由AB=BC=1,AA1=2,易得A1C1=,所以.故异面直线A1B与AD1所成角的余弦值为.
2.(变条件,变设问)若将本例中条件“AA1=”变为“异面直线A1B与AD1所成角的余弦值为”,则AA1的值为________.
答案:3
解析:设AA1=t,因为AB=BC=1,所以A1C1=.因为AD1∥BC1,所以∠A1BC1为异面直线A1B与AD1所成的角(或其补角),所以|cos ∠A1BC1|==,解得t=3,则AA1=3.
平移法求异面直线所成的角的三个步骤
一作:根据定义作平行线,作出异面直线所成的角;
二证:证明作出的角是异面直线所成的角;
三求:解三角形,求出所作的角.
学生用书第182页
对点练2.(1)如图,圆柱的轴截面ABCD为正方形,E为弧BC的中点,则异面直线AE与BC所成角的余弦值为( )
A. B.
C. D.
(2)在正方体ABCD -A1B1C1D1中,P,Q分别为BC,A1B1的中点,则异面直线PQ与A1C1所成角的正弦值为( )
A. B.
C. D.
答案:(1)D (2)C
解析:(1)如图,过点E作圆柱的母线交下底面于点F,连接AF,易知F为的中点,设四边形ABCD的边长为2,则EF=2,AF=,所以AE=.连接ED,则ED=.因为BC∥AD,所以异面直线AE与BC所成角即为∠EAD(或其补角).在△EAD中,cos ∠EAD=,所以异面直线AE与
BC所成角的余弦值为.故选D.
(2)如图,取AB的中点M,连接QM,MP,AC,设正方体的棱长为2,由于M,P分别为AB,BC的中点,则MP∥AC,又在正方体中,AC∥A1C1,因此可得A1C1∥MP,故∠QPM(或其补角)即为异面直线PQ与A1C1所成的角,因为QM∥AA1,所以QM⊥平面ABCD,因为MP⊂平面ABCD,所以QM⊥MP,在Rt△QMP中,sin ∠QPM=,所以异面直线PQ与A1C1所成角的正弦值为.故选C.
[真题再现] (2021·全国乙卷)在正方体ABCD -A1B1C1D1中,P为B1D1的中点,则直线PB与AD1所成的角为( )
A. B.
C. D.
答案:D
解析:法一:如图,在正方体ABCD -A1B1C1D1中,连接C1P,BC1,则AD1∥BC1,所以∠PBC1为直线PB与AD1所成的角,设正方体ABCD -A1B1C1D1的棱长为2,则BC1=2,在△BPC1中,cos ∠PBC1=,所以∠PBC1=.故选D.
法二:如图,连接BC1,A1B,A1P,PC1,则易知AD1∥BC1,所以直线PB与AD1所成的角等于直线PB与BC1所成的角,由P为正方形A1B1C1D1的对角线B1D1的中点,知A1,P,C1三点共线,且P为A1C1的中点.易知A1B=BC1=A1C1,所以△A1BC1为等边三角形 ,所以∠A1BC1=,又P为A1C1的中点,所以可得∠PBC1=∠A1BC1=,故直线PB与AD1所成的角为.故选D.
[教材呈现] (湘教版必修二P156例5)如图,已知ABCD -A1B1C1D1是棱长为a的正方体.
(1)求异面直线AA1与BC所成的角;
(2)求异面直线BC1与AC所成的角.
点评:该高考题和教材例题类似,无论是问题的载体,还是考查角度、解题方法完全一样.其实就是在教材例题的基础上稍微换了一条直线而已.
课时测评54 空间点、直线、平面之间的位置关系
(时间:60分钟 满分:100分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-8,每小题5分,共40分)
1.四条线段顺次首尾相连,它们最多可确定的平面个数为( )
A.4 B.3
C.2 D.1
答案:A
解析:首尾相连的四条线段每相邻两条确定一个平面,所以最多可以确定四个平面.故选A.
2.若a∥α,b∥β,α∥β,则a,b的位置关系是( )
A.平行 B.异面
C.相交 D.平行或异面或相交
答案:D
解析:如图①②③所示,a,b的关系分别是平行、异面、相交.
故选D.
3.(2025·湖南岳阳模拟)在三棱锥A-BCD的边AB,BC,CD,DA上分别取E,F,G,H四点,如果EF∩HG=P,则点P( )
A.一定在直线BD上
B.一定在直线AC上
C.在直线AC或BD上
D.不在直线AC上,也不在直线BD上
答案:B
解析:如图所示,因为EF⊂平面ABC,HG⊂平面ACD,EF∩HG=P,所以P∈平面ABC,P∈平面ACD.又因为平面ABC∩平面ACD=AC,所以P∈AC.故选B.
4.(2025·辽宁大连模拟)如图,两个正方形ABCD,ADEF不在同一个平面内,点P,Q分别为线段EF,CD的中点,则直线FQ与PB的关系是( )
A.相交 B.平行
C.异面 D.不确定
答案:C
解析:如图,取AB的中点G,连接GQ,GF,EQ,则GQ∥AD,又AD∥EF,所以GQ∥EF,则G,Q,E,F确定平面GQEF,又FQ⊂平面GQEF,P∈平面GQEF,P∉FQ,B∉平面GQEF,所以直线FQ与PB是异面直线.故选C.
5.(多选)如图,G,N,M,H分别是正三棱柱(两底面为正三角形的直棱柱)的顶点或所在棱的中点,则表示直线GH,MN是异面直线的图形有( )
A.① B.②
C.③ D.④
答案:BD
解析:图①中,直线GH∥MN;图②中,G,H,N三点共面,但M∉平面GHN,N∉GH,因此直线GH与MN异面;图③中,连接GM,GM∥HN,因此GH与MN共面;图④中,G,M,N三点共面,但H∉平面GMN,G∉MN,因此直线GH与MN异面.所以在图②④中,GH与MN异面.故选BD.
6.(多选)已知直线l⊄平面α,直线m⊂平面α,则( )
A.若l与m不垂直,则l与α一定不垂直
B.若l与m所成的角为30˚,则l与α所成的角也为30˚
C.l∥m是l∥α的充分不必要条件
D.若l与α相交,则l与m一定是异面直线
答案:AC
解析:对于A,当l与m不垂直时,假设l⊥α,因为m⊂α,则l⊥m,这与已知条件矛盾,因此l与α一定不垂直,故A正确;对于B,由线面角的定义可知,l与α所成的角是直线l与平面α内所有直线所成角中最小的角,若l与m所成的角为30˚,则l与α所成的角θ满足0˚≤θ≤30˚,故B错误;对于C,若l∥m,m⊂α,l⊄α,则l∥α,即l∥m⇒l∥α;若l∥α,因为m⊂α,则l与m平行或异面,即l∥α⇒/ l∥m.所以l∥m是l∥α的充分不必要条件,故C正确;对于D,若l与α相交,则l与m相交或异面,故D错误.故选AC.
7.如图为正方体表面的一种展开图,则图中的AB,CD,EF,GH在原正方体中互为异面直线的有________对.
答案:3
解析:画出该正方体的直观图如图所示,易知异面直线有(AB,GH),(AB,CD),(GH,EF).故共有3对.
8.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)因为四边形EFGH为菱形,所以EF=EH,所以AC=BD.
(2)因为四边形EFGH为正方形,所以EF=EH且EF⊥EH,因为EF∥AC,EH∥BD,且EF=BD,所以AC=BD且AC⊥BD.
9.(10分)如图,平面ABEF⊥平面ABCD,四边形ABEF与四边形ABCD都是直角梯形,∠BAD=∠FAB=90˚,BC∥AD且BC=,BE∥AF且BE=AF,G,H分别为FA,FD的中点.
(1)证明:四边形BCHG是平行四边形;(4分)
(2)C,D,F,E四点是否共面?为什么?(6分)
解:(1)证明:因为G,H分别为FA,FD的中点,
所以GH綊AD.又BC綊AD,所以GH綊BC.
所以四边形BCHG为平行四边形.
(2)C,D,F,E四点共面,理由如下:
因为BE綊AF,G是FA的中点,
所以BE綊FG,所以四边形BEFG为平行四边形,
所以EF∥BG.
由(1)知BG綊CH,所以EF∥CH,所以EF与CH共面.
又D∈FH,所以C,D,F,E四点共面.
10.(10分)如图,在三棱锥P-ABC中,PA⊥底面ABC,D是PC的中点.已知∠BAC=,PA=2.求:
(1)三棱锥P-ABC的体积;(4分)
(2)异面直线BC与AD所成角的余弦值.(6分)
解:(1)S△ABC=,
三棱锥P-ABC的体积V=S△ABC·PA=.
(2)如图,取PB的中点E,连接DE,AE,则ED∥BC,
所以∠ADE是异面直线BC与AD所成的角(或其补角).
因为PA⊥平面ABC,∠BAC=,所以PB==4,所以在△ADE中,DE=2,AE=,AD=2,
cos ∠ADE=.
故异面直线BC与AD所成角的余弦值为.
(每小题6分,共24分)
11.(2025·河南商丘模拟)在正四棱锥P-ABCD中,M为棱AB上的点,且PA=AB=2AM,设平面PAD与平面PMC的交线为l,则异面直线l与BC所成角的正切值为( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:如图,连接CM并延长交DA的延长线于点N,则点N为平面PAD与平面PMC的公共点,所以l即为直线PN,因为BC∥AD,所以∠PND(或其补角)为异面直线l与BC所成的角.取DA的中点O,连接OP,则OP⊥AD,设PA=AB=2AM=2,则OA=1,OP=,ON=3.所以tan ∠PND=,所以异面直线l与BC所成角的正切值为.故选B.
12.(多选)如图,在正方体ABCD -A1B1C1D1中,O是DB的中点,直线A1C交平面C1BD于点M,则下列结论正确的是( )
A.C1,M,O三点共线
B.C1,M,O,C四点共面
C.C1,O,B1,B四点共面
D.D1,D,O,M四点共面
答案:AB
解析:因为O∈AC,AC⊂平面ACC1A1,所以O∈平面ACC1A1.因为O∈BD,BD⊂平面C1BD,所以O∈平面C1BD,所以O是平面ACC1A1和平面C1BD的公共点.同理可得,点M和C1都是平面ACC1A1和平面C1BD的公共点,所以C1,M,O三点在平面C1BD与平面ACC1A1的交线上,即C1,M,O三点共线,故A,B正确;根据异面直线的判定定理可得BB1与C1O为异面直线,故C1,O,B1,B四点不共面,故C不正确;根据异面直线的判定定理可得DD1与MO为异面直线,故D1,D,O,M四点不共面,故D不正确.故选AB.
13.如图所示,已知空间四边形ABCD中,AC与BD所成角为60˚,且AC=BD=2,E,F分别为BC,AD的中点,则EF=________.
答案:1或
解析:如图,取CD的中点G,连接EG,FG,由题可知,EG∥BD,FG∥AC,
EG=AC=1.因为AC与BD所成的角为,所以∠FGE=或∠FGE=π-,当∠FGE=时,△FGE为等边三角形,所以EF=1;当∠FGE=时,由余弦定理得,EF2=EG2+GF2-2EG·GF·cos ∠FGE=1+1-2×1×1×=3,所以EF=.综上,EF=1或EF=.
14.从正方体的12条棱和12条面对角线中选出n条,使得其中任意两条线段所在的直线都是异面直线,则n的最大值为________.
答案:4
解析:正方体共有8个顶点,若选出的n条线两两异面,则不能共顶点,即至多可选出4条,又可以选出4条两两异面的线(如图AC,BC′,B′D′,A′D),故所求n的最大值是4.
(每小题8分,共16分)
15.(多选)(2025·重庆模拟)如图,在正方体ABCD -A1B1C1D1中,O为正方形ABCD的中心,当点P在线段BC1上(不包含端点)运动时,下列直线中一定与直线OP异面的是( )
A.AB1 B.A1C
C.A1A D.AD1
答案:BCD
解析:对于A,当P为BC1的中点时,OP∥AB1,故A错误;对于B,因为A1C⊂平面AA1C1C,O∈平面AA1C1C,O∉A1C,P∉平面AA1C1C,所以直线A1C与直线OP一定是异面直线,故B正确;对于C,因为A1A⊂平面AA1C1C,O∈平面AA1C1C,O∉A1A,P∉平面AA1C1C,所以直线A1A与直线OP一定是异面直线,故C正确;对于D,因为AD1⊂平面AD1C,O∈平面AD1C,O∉AD1,P∉平面AD1C,所以直线AD1与直线OP一定是异面直线,故D正确.故选BCD.
16.(学科融合)(多选)在通用技术课上,某小组将一个直三棱柱ABC-A1B1C1展开,得到的平面图如图所示,其中AB=4,AC=3,BC=AA1=5,M是BB1上的点,则( )
A.AM与A1C1是异面直线
B.AC⊥A1M
C.平面AB1C将三棱柱截成两个四面体
D.A1M+MC的最小值是
答案:ABD
解析:由题设可得直三棱柱,如图①所示.由直三棱柱的结构特征知,AM与A1C1是异面直线,故A正确;因为AA1⊥AC,BA⊥AC,且AA1∩BA=A,则AC⊥平面AA1B1B,因为A1M⊂平面AA1B1B,所以AC⊥A1M,故B正确;由图①所示知,平面AB1C将三棱柱截成四棱锥B1-ACC1A1和三棱锥B1-ABC,一个五面体和一个四面体,故C错误;将平面AA1B1B和平面CC1B1B展开成一个平面,如图②所示,当A1,M,C共线时,A1M+MC取得最小值,且最小值为,故D正确.故选ABD.
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