内容正文:
小测卷(二十五) 空间直线、平面的平行
1.解析:对于A,若m∥α,n∥α,则m,n可能平行、相交或异面,故A不正确;
对于B,若m∥α,m∥β,则α,β可能相交或平行,故B不正确;
对于C,若m∥n,m∥α,n⊄α,则存在l⊂α且m∥l,所以n∥l,由线面平行的判定定理知n∥α,故C正确;
对于D,m∥α,α∥β,则m∥β或m⊂β,故D不正确.
答案:C
2.解析:∵AF∥C1E,∴A,F,C1,E四点共面;
∵平面ABB1A1∥平面CDD1C1,平面ABB1A1∩平面AFC1E=AE,平面CDD1C1∩平面AFC1E=C1F,∴AE∥C1F,∴四边形AEC1F为平行四边形.
答案:A
3.解析:若α∥β,则平面α内的任意一条直线平行于另一个平面,故平面α内有无数条直线与β平行,所以p可以推出q;
根据面面平行的判定定理,如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,那么这两个平面平行.
若平面α内有无数条直线与β平行,则α与β可能相交,不一定平行,所以q不能推出p.
答案:A
4.解析:根据题意,依次分析4个条件:
对于①,垂直于同一平面的两条直线平行,可以判断l∥m,
对于②,平行于同一平面的两条直线可以平行、也可以相交或异面,不可以判断l∥m,
对于③,两个平行平面内的两条直线,可以平行、也可以相交或异面,不可以判断l∥m,
对于④,由直线与平面平行的性质分析,可以判断l∥m,
则可以判断l∥m的是①④.
答案:D
5.解析:因为M,D分别为AB,BC的中点,故MD∥AC,又MD⊂平面MDEQ,AC⊄平面MDEQ,所以AC∥平面MDEQ,
由于AC⊂平面PAC,平面MDEQ∩平面PAC=QE,故AC∥QE∥MD,
又,故.在等腰梯形MDEQ中,MD=1,EQ=,
在△DCE中,CE=,CD=1,则DE2=×1×cos 60°=,故梯形的高为,故SMDEQ=.
答案:D
6.解析:由A1D1⊥平面A1B1BA,而AB1⊂平面A1B1BA,则A1D1⊥AB1,又AB1⊥BA1,
又A1D1∩BA1=A1,A1D1,BA1⊂平面BA1D1,则AB1⊥平面BA1D1,
由BD1⊂平面BA1D1,则AB1⊥BD1,同理AC⊥BD1,
AB1∩AC=A,AB1,AC⊂平面ACB1,则BD1⊥平面ACB1,
所以BD1垂直于平面ACB1所有直线,且A∈平面ACB1,
若AM⊥BD1,则M在边长为的正三角形ACB1的边上,
故轨迹图形面积为2×sin 60°=,①对;
若F,G分别为CD,AB中点,连接AF,FC1,B1G,GC,CB1,
由正方体的性质易得AE∥B1G∥FC1,AE=B1G=FC1,
所以A,E,C1,F共面,且AEC1F为平行四边形,故平面AEC1即为平面AEC1F,
由AE⊂平面AEC1F,B1G⊄平面AEC1F,则B1G∥平面AEC1F,
同理可得CG∥平面AEC1F,B1G∩CG=G,B1G,CG⊂平面B1CG,
所以平面B1CG∥平面AEC1F,要使B1M∥平面AEC1,则M在△B1CG的边上,
所以轨迹长为,②错;
若G,I,J分别为AB,AD,A1D1的中点,连接EG,GI,IJ,JE,显然EG∥IJ,
所以E,G,I,J共面,即E,G,I,J∈平面EGIJ,
由EG∥BB1,EG⊄平面D1B1BD,BB1⊂平面D1B1BD,则EG∥平面D1B1BD,
又IG∥BD,同理可得IG∥平面D1B1BD,EG∩IG=G,EG,IG⊂平面EGIJ,
所以平面D1B1BD∥平面EGIJ,故平面EGIJ内任意直线都与平面D1B1BD平行,
要使EM∥平面D1B1BD,则M在四边形EGIJ的边上运动,
此时轨迹长为2×+2,③对;
若H,I,K,L,N分别是AA1,AD,CD,CC1,B1C1的中点,并依次连接,
易知ENLKIH为正六边形,显然EH∥AB1,EN∥IK∥AC,
由EH⊄平面ACB1,AB1⊂平面ACB1,则EH∥平面ACB1,同理可得EN∥平面ACB1,
EH∩EN=E,EH,EN⊂平面ENLKIH,所以平面ENLKIH∥平面ACB1,
由BD1⊥平面ACB1,则BD1⊥平面ENLKIH,故BD1垂直于平面ENLKIH所有直线,
要使EM⊥BD1,则M在边长为的正六边形ENLKIH边上运动,
所以轨迹图形面积为6×2×,④对.
综上,正确的命题个数为3.
答案:C
7.解析:由平面展开图还原四棱锥,如图所示,
若O为BD,AC交点,则O为BD,AC中点,
连接OG,G为PC中点,故OG∥PA,OG⊂平面BDG,PA⊄平面BDG,所以PA∥平面BDG,B正确;
又F,H为PD,PB中点,则FH∥BD,BD⊂平面BDG,FH⊄平面BDG,所以FH∥平面BDG,D正确;
由E,F为PA,PD中点,则EF∥AD,又BC∥AD,故EF∥BC,
又BC⊂平面PBC,EF⊄平面PBC,故EF∥平面PBC,C正确;
由EF∥AD,AD⊂平面ABCD,EF⊄平面ABCD,则EF∥平面ABCD,
同理可得EH∥平面ABCD,而EH∩EF=E,EH,EF⊂平面EFGH,
所以平面EFGH∥平面ABCD,A正确.
答案:ABCD
8.解析:对于A,如图,PQ∥CD1,RS∥BA1,由正方体性质知CD1∥BA1,
所以PQ∥BA1,故PQ∥RS,A符合;
对于B,如图,PQ∥CD1,RS∥AD1,而CD1∩AD1=D1,
所以PQ,RS不平行,B不符合;
对于C,如图,PQ∥BC,RS∥BD,而BC∩BD=B,
所以PQ,RS不平行,C不符合;
对于D,如图,PQ∥B1D1,RS∥BD,由正方体性质知B1D1∥BD,
所以PQ∥BD,故PQ∥RS,D符合.
答案:AD
9.解析:将①②作条件,③作结论:若m∥α,α∥β,则m⊂β.此命题为假命题(结论应为m⊂β或m∥β);
将①③作条件,②作结论:若m∥α,m⊂β,则α∥β.此命题为假命题(结论应为α与β相交或α∥β);
将②③作条件,①作结论:若α∥β,m⊂β,则m∥α.由两平面平行的性质定理可知此命题为真命题.
答案:若α∥β,m⊂β,则m∥α
10.解析:若平面EFG∥平面PAB,平面PAB∩平面PBC=PB,平面EFG∩平面PBC=EG,
由面面平行的性质定理知:PB∥EG,于是,
由E为PC的中点知:G为BC的中点,故,所以λ=.
答案:
11.解析:取BC的中点为H,连接GH,AD1,
因为点E,F,G分别是B1B、B1C1、C1C的中点,
由正方体性质可得AD1∥GH,所以A,D1,G,H四点共面,
因为GH∥EF,GH⊄平面A1EF,EF⊂平面A1EF,
所以GH∥平面A1EF,
因为A1D1∥EG,A1D1=EG,
所以四边形为A1D1GE平行四边形,
所以D1G∥A1E,又D1G⊄平面AEF,A1E⊂平面AEF,
所以D1G∥平面A1EF,
又GH∩D1G=G,GH,D1G⊂平面AD1GH,
所以平面A1EF∥平面AD1GH,
四边形AHGD1即为经过线段AG且平行于平面A1EF的截面图,
正方体棱长为2,所以AH=,
所以截面图形周长为3.
答案:3
12.解析:分别取AB,CC1,C1D1,D1A1,A1A的中点M,N,I,H,G,
连接ME,EN,NI,IH,HG,GM,BC1,∴GH∥AD1,EN∥BC1,
在正方体ABCDA1B1C1D1中,AB∥D1C1,AB=D1C1,
∴四边形ABC1D1是平行四边形,∴AD1∥BC1,∴EN∥AD1,
又EN⊄平面ACD1,AD1⊂平面ACD1,
∴EN∥平面ACD1,同理EM∥平面ACD1,
又∵EM∩EN=E,EM⊂平面ENIHGM,EN⊂平面ENIHGM,
∴平面ACD1∥平面ENIHGM,
∴平面ENIHGM内的任意一条直线都与平面ACD1平行,
则满足直线EF∥平面ACD1的点F可以是M,N,I,H,G的任何一个,
∴点F的个数是5个.
答案:5
13.证明:(1)因为M,N分别为AB,BC的中点,所以MN∥AC,
因为MN⊂平面B1MN,AC⊄平面B1MN,所以AC∥平面B1MN.
(2)因为P为B1C1的中点,所以B1P=CN,
又因为B1P∥CN,所以四边形B1PCN是平行四边形,所以CP∥B1N,
又因为B1N⊂平面B1MN,CP⊄平面B1MN,所以CP∥平面B1MN,
由第(1)问得AC∥平面B1MN,
因为AC∩CP=C,AC ⊂平面ACP,CP⊂平面ACP,
所以平面ACP∥平面B1MN.
14.解:(1)证明:因为直线AD∥平面EFGH,AD⊂平面ABD,平面ABD∩平面EFGH=EH,
所以AD∥EH.
同理得AD∥FG,所以EH∥FG.同理得EF∥HG,
所以四边形EFGH是平行四边形.
(2)由(1)可知,两式相加得EF+EH=a,
所以四边形EFGH的周长为2a.
15.解:(1)证明:因为E,F分别为线段AC1,A1C1的中点,所以EF∥A1A,因为B1B∥A1A,
所以EF∥B1B,又因为EF⊄平面BCC1B1,B1B⊂平面BCC1B1,
所以EF∥平面BCC1B1.
(2)取BC1的中点G,连接GE,GF(图略).
因为E为AC1的中点,所以EG∥AB.
因为EG⊄平面ABB1A1,AB⊂平面ABB1A1,
所以GE∥平面ABB1A1,
同理可得,EF∥平面ABB1A1,
又因为EF∩EG=E,EG,EF⊂平面EFG,
所以平面EFG∥平面ABB1A1,
故在线段BC1上存在一点G,使平面EFG∥平面ABB1A1.
16.解:(1)证明:连接AC,因为底面ABCD为平行四边形,O为BD的中点,
所以O为AC的中点,因为M为PC的中点,所以在△APC中,AP∥OM,
因为OM⊄平面PAD,AP⊂平面PAD,所以OM∥平面PAD.
(2)证明:因为底面ABCD为平行四边形,所以AD∥BC,
因为AD⊂平面PAD,BC⊄平面PAD,所以BC∥平面PAD,
因为平面PAD与平面PBC的交线为l,BC⊂平面PBC,
所以BC∥l.
(3)假设在棱PC上存在点N(异于点C),使得BN∥平面PAD,
在平面PDC中,过点N作PD的平行线EN,交DC于E,
因为EN⊄平面PAD,PD⊂平面PAD,所以EN∥平面PAD,
因为EN∩BN=N,所以平面BEN∥平面PAD,
因为BE⊂平面BEN,所以BE∥平面PAD,
又因为BE⊂平面ABCD,平面ABCD∩平面PAD=AD,
所以BE∥AD.
另一方面,在平行四边形ABCD中,BE与AD不平行,矛盾,
所以在棱PC上不存在点N(异于点C),使得BN∥平面PAD.
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小测卷(二十五) 空间直线、平面的平行
一、单选题
1.设m,n是两条不同的直线,α,β是不同的平面,则下列说法正确的是( )
A.若m∥α,n∥α,则m∥n
B.若m∥α,m∥β,则α∥β
C.若m∥n,m∥α,n⊄α,则n∥α
D.若m∥α,α∥β,则m∥β
2.如图,在四棱柱ABCDA1B1C1D1中,平面ABB1A1∥平面CDD1C1,且AF∥EC1,则四边形AEC1F的形状是( )
A.平行四边形 B.矩形
C.菱形 D.正方形
3.已知α,β是空间两个不同的平面,命题p:“α∥β”,命题q:“平面α内有无数条直线与β平行”,则p是q的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.已知l,m是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则可以用来判断l∥m的条件有( )
①l⊥α,m⊥α ②l∥α,α∥m
③l⊂α,m⊂β,α∥β ④l⊂α,l∥β,α∩β=m
A.①② B.①③ C.②③ D.①④
5.正三棱锥PABC的各棱长均为2,D为BC的中点,M为AB的中点,E为PC上一点,且,平面DEM交AP于点Q,则截面MDEQ的面积为( )
A. B. C. D.
6.设正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为1,点E是棱A1B1的中点,点M在正方体的表面上运动,则下列命题:
①如果AM⊥BD1,则点M的轨迹所围成图形的面积为
②如果B1M∥平面AEC1,则点M的轨迹所围成图形的周长为
③如果EM∥平面D1B1BD,则点M的轨迹所围成图形的周长为2+
④如果EM⊥BD1,则点M的轨迹所围成图形的面积为
其中正确的命题个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二、多选题
7.如图,这是四棱锥PABCD的平面展开图,其中四边形ABCD是正方形,E,F,G,H分别是PA,PD,PC,PB的中点,则在原四棱锥中,下列结论中正确的有( )
A.平面EFGH∥平面ABCD
B.PA∥平面BDG
C.EF∥平面PBC
D.FH∥平面BDG
8.已知点P,Q,R,S分别在正方体的四条棱上,并且是所在棱的中点,则下列各图中,直线PQ与RS是平行直线的是( )
三、填空题
9.已知直线m和平面α,β.给出下列三个论断:①m∥α;②α∥β;③m⊂β.
以其中的两个论断作为条件,余下的一个论断作为结论,写出一个正确的命题:________.
10.四棱锥PABCD的底面ABCD是边长为2的菱形,∠BAD=120°,PA⊥底面ABCD,PA=E,F分别是PC,PD的中点.已知,若平面EFG∥平面PAB,则λ的值为________.
11.在棱长为2的正方体ABCDA1B1C1D1中,点E,F,G分别是B1B、B1C1、C1C的中点,则过线段AG且平行于平面A1EF的截面图形的周长为______.
12.如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,E为BC的中点,F为正方体棱的中点,则满足条件直线EF∥平面ACD1的点F的个数是___________.
四、解答题
13.如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,M,N,P分别为AB,BC,B1C1的中点.
(1)求证:AC∥平面B1MN;
(2)求证:平面ACP∥平面B1MN.
14.在空间四边形ABCD中,AD=BC=a,与直线AD,BC都平行的平面分别交AB,AC,CD,BD于点E,F,G,H.
(1)求证:四边形EFGH是平行四边形;
(2)求四边形EFGH的周长.
15.如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,E,F分别为线段AC1,A1C1的中点.
(1)求证:EF∥平面BCC1B1;
(2)在线段BC1上是否存在一点G,使平面EFG∥平面ABB1A1?请说明理由.
16.如图,在四棱锥PABCD中,底面ABCD为平行四边形,O,M分别为BD,PC的中点.设平面PAD与平面PBC的交线为l.
(1)求证:OM∥平面PAD;
(2)求证:BC∥l;
(3)在棱PC上是否存在点N(异于点C),使得BN∥平面PAD?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
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