内容正文:
专题8.4.2 空间点、直线、平面之间的位置关系
模块导航
· 模块一 空间中直线与直线的位置关系
· 模块二 空间中直线与平面的位置关系
· 模块三 空间中平面与平面的位置关系
· 模块四 课后练习
模块一
空间中直线与直线的位置关系
· 基础知识
1.空间中直线与直线的位置关系
(1)三种位置关系
我们把不同在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线.于是,空间两条直线的位置关系有三种:
(2)异面直线的画法
为了表示异面直线a,b不共面的特点,作图时,通常用一个或两个平面衬托,如图所示.
【考点1 异面直线的判定】
【例题1.1】如图,已知分别是正方体所在棱的中点,则下列直线中与直线EF异面的是( )
A. B.
C. D.
【例题1.2】已知三条不同的直线和两个不同的平面满足:,则直线与直线异面的一个充分不必要条件为( )
A.与不相交 B.且 C.且 D.
【变式1.1】如图,在四棱台 的12 条棱所在的直线中,与 异面的有 条
【变式1.2】已知,,则与的位置关系为( )
A.平行或异面 B.相交 C.重合 D.以上都有可能
【变式1.3】已知直线,若,则与的位置关系为 .
【考点2 异面直线垂直的证明】
【例题2.1】直三棱柱中,,在三棱柱所有的棱中,与AC垂直且异面的有( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.4条
【例题2.2】如图,是等腰直角三角形,都垂直于平面,且为线段的中点.证明:.
【变式2.1】空间四边形,,,分别是,,的中点,,,.求证:.
【变式2.2】已知三条直线,,满足且,则与( )
A.平行 B.垂直 C.共面 D.异面
【变式2.3】在正方体ABCD-A1B1C1D1中,与直线AA1垂直的棱有( )条.
A.2 B.4
C.6 D.8
模块二
空间中直线与平面的位置关系
· 基础知识
1.空间中直线与平面的位置关系
直线与平面的位置关系有且只有三种,具体如下:
位置关系
图形表示
符号表示
公共点
直线在平面内
a
有无数个公共点
直线与平面相交
有且只有一个公共点
直线与平面平行
没有公共点
【考点1 判断图形的线面关系】
【例题1.1】已知直线为空间中一条直线,平面,,为两两相互垂直的三个平面,则( )
A.若,则与和相交 B.若,则或
C.若,则,且 D.若,则
【例题1.2】(多选)如果直线直线,且平面,那么与的位置关系是( )
A.相交 B.
C. D.以上都不是
【变式1.1】已知直线,,平面,,,那么与平面的关系是( )
A. B. C.或 D.与相交
【变式1.2】已知点直线,又平面,则直线与平面的位置关系是( )
A. B. C. D.或
【变式1.3】(多选)在空间四边形的边上分别取点,如果相交于一点,那么一定在直线 上.
【考点2 线面关系命题的判断】
【例题2.1】已知,是平面内的两条相交直线,直线,则“与平行”是“与异面”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
【例题2.2】已知a,b是两条不同的直线,且平面,则“”是“平面”的( )
A.充分且不必要条件 B.必要且不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【变式2.1】设是两个不同平面,且直线与平面垂直,则“”是“”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
【变式2.2】已知直线与平面相交,则下列命题中,正确的是( )
A.平面内的所有直线均与直线异面;
B.平面内存在与直线垂直的直线;
C.平面内存在直线与直线平行;
D.平面内所有直线均与直线相交.
【变式2.3】设为直线,为平面,则“”是“”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
模块三
空间中平面与平面的位置关系
· 基础知识
1.空间中平面与平面的位置关系
(1)两种位置关系
两个平面之间的位置关系有且只有以下两种,具体如下:
位置关系
图形表示
符号表示
公共点
两个平面平行
没有公共点
两个平面相交
有一条公共直线
(2)两种位置关系
平行平面的画法技巧
画两个互相平行的平面时,要注意使表示平面的两个平行四边形的对应边平行.
【考点1 判断图形的面面关系】
【例题1.1】如图,在正方体中,分别为B′C′,A′D′的中点,则平面与平面 .
【例题1.2】如图,用符号语言可表达为( ).
A.,,,
B.,,
C.,,,
D.,,,
【变式1.1】已知,是两个不重合的平面,在下列条件中,可判断平面,平行的是( )
A.,是平面内两条直线,且,
B.,是两条异面直线,,,且,
C.面内不共线的三点到的距离相等
D.面,都垂直于平面
【变式1.2】平面与平面相交于直线l,点A、B在平面上,点C在平面上但不在直线l上,直线AB与直线l相交于点D.设A、B、C三点确定的平面为,则与的交线是( )
A.直线AC B.直线AB C.直线CD D.直线BC
【考点2 面面关系命题的判断】
【例题2.1】设,是两个平面,,是两条直线,则下列命题为真命题的是( )
A.若,∥,∥,则
B.若 ⊂, ⊂,∥,则∥
C.若,∥,∥,则∥
D.若,,∥,则
【例题2.2】已知三个不同的平面,,和三条不同的直线,,,下列命题中为假命题的是( )
A.若,,则
B.若,,则
C.若,,,,则
D.若,,则
【变式2.1】已知直线、和平面、,且、,则“与相交”是“与相交”的( )
A.充分必要条件 B.既不充分又不必要条件
C.充分不必要条件 D.必要不充分条件
【变式2.2】设,为两个不同的平面,直线,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式2.3】已知是异面直线,是两个不同的平面,,直线满足,,则( )
A.,且
B.,且
C.与相交,且交线垂直于
D.与相交,且交线平行于
1、已知,,是空间中的三条直线,且,则“”是“”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
2、设为两条不同直线,为三个不同平面,则下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若且,则
3、(多选)已知两条不同的直线,,两个不同的平面,,则下列命题为真命题的是( )
A.若,,则 B.若,,则
C.若,,则 D.若,,,,则
4、如图,点为正方形的中心,点在平面外,是线段的中点,则下列各选项中两条直线不是异面直线的为( )
A.与 B.与
C.与 D.与
5、已知正方体中,、分别为和的中点,则直线和的位置关系( )
A.平行 B.异面 C.相交 D.垂直
6、(多选)下列命题正确的有( )
A.一条直线和一个点确定一个平面
B.直线与平面垂直,在平面内存在无数条直线与直线相交
C.直线与平面相交,平面内存在无数条直线和直线异面
D.平面与平面垂直,若直线与平面垂直,则直线与平面平行
7、给定下列四个命题:
①若一个平面内的两条直线与另一个平面都平行,那么这两个平面相互平行;
②若一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面相互垂直;
③若一条直线平行于一个平面,那么这条直线平行于这个平面内的所有直线;
④若两个平面垂直,那么一个平面内与它们的交线不垂直的直线与另一个平面也不垂直.
其中,为真命题的是( )
A.①和② B.②和③ C.②和④ D.③和④
8、如图,正方体的所有棱中,其所在的直线与直线成异面直线的共有 条.
9、.已知直线a,b和平面α,β,且a⊥b,a⊥α,则b与α的位置关系是 .
10、“直线平面”是“直线垂直于平面内无数条直线” 条件.(填“充分不必要条件”,“必要不充分条件”,“充要条件”,“既不充分也不必要条件”)
11、下列命题中,是两条直线,是一点,,是两个平面,则所有假命题的序号为 .
①:若,,则 ②:若,,则
③:若,,,则 ④:若,,则过点一定存在一平面与,都平行
12、已知直线与平面,能使的条件是 .
① ② ③∥; ④.
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专题8.4.2 空间点、直线、平面之间的位置关系
模块导航
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· 模块二 空间中直线与平面的位置关系
· 模块三 空间中平面与平面的位置关系
· 模块四 课后练习
模块一
空间中直线与直线的位置关系
· 基础知识
1.空间中直线与直线的位置关系
(1)三种位置关系
我们把不同在任何一个平面内的两条直线叫做异面直线.于是,空间两条直线的位置关系有三种:
(2)异面直线的画法
为了表示异面直线a,b不共面的特点,作图时,通常用一个或两个平面衬托,如图所示.
【考点1 异面直线的判定】
【例题1.1】如图,已知分别是正方体所在棱的中点,则下列直线中与直线EF异面的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用异面直线的定义依次判断选项即可.
【详解】如图取正方体底边的中点,和正方体的顶点M,N,P,Q,
连接,
在正方体中有,
所以,所以点四点共面;同理可知点四点共面,点四点共面,点四点共面,所以六点共面,
所以直线与直线、直线与直线共面、直线与直线共面,
直线平面AFG, 直线平面,所以直线与直线是异面直线.
综上可知ABC错误D正确.
故选:D.
【例题1.2】已知三条不同的直线和两个不同的平面满足:,则直线与直线异面的一个充分不必要条件为( )
A.与不相交 B.且 C.且 D.
【答案】C
【分析】根据空间直线与直线、直线与平面的位置关系,结合充分必要条件逐项判断即可得结论.
【详解】若,当与不相交,可得直线与直线异面或,充分性不成立,故A不符合;
若,当且时,可得直线与直线异面或与相交,充分性不成立,故B不符合;
若,当且,可得直线与直线异面,故充分性成立,
当直线与直线异面时,不一定能得到且,故必要性不成立,
故“且”是“直线与直线异面”的充分不必要条件,故C符合;
若,当时,可得直线与直线异面或与相交,故充分性不成立,故D不符合.
故选:C.
【变式1.1】如图,在四棱台 的12 条棱所在的直线中,与 异面的有 条
【答案】4
【分析】根据异面直线的定义可得.
【详解】在四棱台 的12 条棱所在的直线中,与重合的有一条,即直线;
与平行的有三条,即直线;
与相交的有四条,即直线;
所以与异面的有四条,分别是直线.
故答案为:4.
【变式1.2】已知,,则与的位置关系为( )
A.平行或异面 B.相交 C.重合 D.以上都有可能
【答案】D
【分析】根据题意画出图形,即可判断与的位置关系.
【详解】如图所示,,,
则与的位置关系可能是平行、相交、异面、重合.
故选:D.
【变式1.3】已知直线,若,则与的位置关系为 .
【答案】平行、相交或异面
【分析】根据空间中直线的位置关系即可判断.
【详解】若在同一个平面内,由题设条件可得;
若在空间中,则直线与的位置关系不确定,平行、相交、异面都有可能.
故答案为:平行、相交或异面
【考点2 异面直线垂直的证明】
【例题2.1】直三棱柱中,,在三棱柱所有的棱中,与AC垂直且异面的有( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.4条
【答案】B
【分析】由已知直三棱柱的结构特征,列举与AC垂直且异面的棱即可.
【详解】直三棱柱中,,
则与AC垂直且异面的直线有和.
故选:B.
【例题2.2】如图,是等腰直角三角形,都垂直于平面,且为线段的中点.证明:.
【答案】证明见解析
【分析】取BC中点为G,连接DG,AG,通过证明,结合可证明结论;
【详解】取BC中点为G,连接DG,AG.
因分别为中点,则.
则四边形是平行四边形,故.
因为,则,所以.
【变式2.1】空间四边形,,,分别是,,的中点,,,.求证:.
【答案】证明见解析
【分析】利用平行关系,证明,转化为证明.
【详解】∵点G,E分别是CD,BC的中点,∴GEBD,同理GFAC.∴∠FGE或∠FGE的补角是异面直线AC与BD所成的角.
在△EFG中,∵FG=2,GE=,EF=3,满足FG2+GE2=EF2,∴∠FGE=90°.即异面直线AC与BD所成的角是90°.
∴AC⊥BD.
【变式2.2】已知三条直线,,满足且,则与( )
A.平行 B.垂直 C.共面 D.异面
【答案】B
【分析】根据空间直线平行垂直的定义,结合等角定理进行判定.
【详解】若且,根据空间直线垂直的定义,可得,不平行,有可能共面,也有可能异面.
故选:B.
【变式2.3】在正方体ABCD-A1B1C1D1中,与直线AA1垂直的棱有( )条.
A.2 B.4
C.6 D.8
【答案】D
【分析】由正方体ABCD-A1B1C1D1的图象结合线线垂直的定义即可求解结果.
【详解】在正方体ABCD-A1B1C1D1中,与AA1垂直的棱为A1B1,B1C1,C1D1,D1A1,AB,BC,CD,DA,共8条.
故选:D.
模块二
空间中直线与平面的位置关系
· 基础知识
1.空间中直线与平面的位置关系
直线与平面的位置关系有且只有三种,具体如下:
位置关系
图形表示
符号表示
公共点
直线在平面内
a
有无数个公共点
直线与平面相交
有且只有一个公共点
直线与平面平行
没有公共点
【考点1 判断图形的线面关系】
【例题1.1】已知直线为空间中一条直线,平面,,为两两相互垂直的三个平面,则( )
A.若,则与和相交 B.若,则或
C.若,则,且 D.若,则
【答案】D
【分析】根据空间线面的位置关系的判定方法,逐项判断即可.
【详解】对A选项,由,则与和相交或平行或在面内,所以A选项错误;
对B选项,当时,且且,所以B选项错误;
对C选项,当时,与,可以成任意角,所以C选项错误;
对D选项,如图,易得,所以D选项正确;
故选:D
【例题1.2】(多选)如果直线直线,且平面,那么与的位置关系是( )
A.相交 B.
C. D.以上都不是
【答案】BC
【分析】利用线面平行的判定定理和直线与平面的位置关系即可得出结果.
【详解】由题意知,直线直线,且平面,
当不在平面内时,平面内存在直线,
则,符合线面平行的判定定理,所以;
当在平面内时,也符合条件,
所以与的位置关系为或在平面内.
故选:BC.
【变式1.1】已知直线,,平面,,,那么与平面的关系是( )
A. B. C.或 D.与相交
【答案】C
【分析】以正方体为载体,取,,分别取面和为平面,即可判断结果.
【详解】
在正方体中,取,,
当取面为平面时,
所以满足,,此时;
当取面为平面时,
所以满足,,此时,
所以与平面的关系是或.
故选:.
【变式1.2】已知点直线,又平面,则直线与平面的位置关系是( )
A. B. C. D.或
【答案】D
【分析】确定直线和平面至少有一个交点,得到答案.
【详解】直线,又平面,故直线和平面至少有一个交点,故或.
故选:D
【变式1.3】(多选)在空间四边形的边上分别取点,如果相交于一点,那么一定在直线 上.
【答案】BD
【分析】根据题意,直线分别为平面、平面内的直线,所以直线的交点一定在平面与平面的交线上,故得解.
【详解】由题意,且,
因为点分别在上,而是平面内的直线,
所以平面,平面,
所以直线平面,
所以平面
因为点分别在上,而是平面内的直线,
所以平面,平面,
所以直线平面,
所以平面,
因此,直线与的公共点在平面与平面的交线上,
因为平面平面,
所以点直线.
故答案为:BD.
【考点2 线面关系命题的判断】
【例题2.1】已知,是平面内的两条相交直线,直线,则“与平行”是“与异面”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
【答案】A
【分析】根据线面平行的判定定理和性质,以及充分条件、必要条件的判定方法,即可求解.
【详解】若与平行,由平面,,得与平面平行,所以与无公共点.
所以与平行,或与异面.
若与平行,则由平行公理得与平行,与“已知,是平面内的两条相交直线”矛盾,所以与不平行,所以与异面.
当与异面时,并不能说明与的关系,所以不能推出与平行.
如下图所示,当与异面时,与异面.
所以“与平行”是“与异面”的充分不必要条件.
故选:A.
【例题2.2】已知a,b是两条不同的直线,且平面,则“”是“平面”的( )
A.充分且不必要条件 B.必要且不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】C
【分析】根据线面垂直的性质和判定进行判断即可.
【详解】因为平面,,所以平面,所以“”是“平面”的充分条件;
由于平面,平面,所以,
所以综上,“”是“平面”的充要条件.
故选:C.
【变式2.1】设是两个不同平面,且直线与平面垂直,则“”是“”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
【答案】C
【分析】根据充分必要件的定义,结合线面关系的性质、定理判断推出关系,得出结论.
【详解】,当时,,∴“”是“”的充分条件;
,当时,则,∴“”是“”的必要条件;
∴“”是“”的充分必要条件.
故选:C.
【变式2.2】已知直线与平面相交,则下列命题中,正确的是( )
A.平面内的所有直线均与直线异面;
B.平面内存在与直线垂直的直线;
C.平面内存在直线与直线平行;
D.平面内所有直线均与直线相交.
【答案】B
【分析】根据直线与平面的位置关系,逐项验证即可求解.
【详解】由题意有:直线与平面相交,则平面内的直线与直线的关系有:相交或异面
因此内存在与直线垂直的直线,即B正确.
故选:B.
【变式2.3】设为直线,为平面,则“”是“”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
【答案】A
【分析】由线面的位置关系及充分条件、必要条件的概念判断即可.
【详解】若,则,故充分性成立;
若,则或与相交,故必要性不成立.
所以“”是“”的充分不必要条件.
故选:A.
模块三
空间中平面与平面的位置关系
· 基础知识
1.空间中平面与平面的位置关系
(1)两种位置关系
两个平面之间的位置关系有且只有以下两种,具体如下:
位置关系
图形表示
符号表示
公共点
两个平面平行
没有公共点
两个平面相交
有一条公共直线
(2)两种位置关系
平行平面的画法技巧
画两个互相平行的平面时,要注意使表示平面的两个平行四边形的对应边平行.
【考点1 判断图形的面面关系】
【例题1.1】如图,在正方体中,分别为B′C′,A′D′的中点,则平面与平面 .
【答案】相交
【分析】根据平面与平面的位置关系判断出正确答案.
【详解】在正方体中,E为的中点,所以与不平行,
则延长与BB′必相交于一点,设交点为H,
所以,,
又平面,平面,
所以平面,H∈平面,
故平面与平面相交.
故答案为:相交
【例题1.2】如图,用符号语言可表达为( ).
A.,,,
B.,,
C.,,,
D.,,,
【答案】A
【分析】点为元素,线和面是集合,根据点与集合、集合与集合之间的关系判断各个选项.
【详解】点为元素,线和面是集合,根据点与集合、集合与集合之间的关系易得.
A正确,BCD错误;
故选:A.
【变式1.1】已知,是两个不重合的平面,在下列条件中,可判断平面,平行的是( )
A.,是平面内两条直线,且,
B.,是两条异面直线,,,且,
C.面内不共线的三点到的距离相等
D.面,都垂直于平面
【答案】B
【分析】中,没有与交于一点,不能判断;中,根据异面直线的定义和线面平行、面面平行的判断方法,能判断;中,举例说明不一定成立;中,,都垂直于平面时,两平面、的位置关系可能平行或相交.
【详解】解:对于,,是平面内两条直线,且,,没有与交于一点,不能判断;
对于,,是两条异面直线,,,且,,能判断;
因为,所以在内存在直线,又,所以;
又,是两条异面直线,所以直线与是两条相交直线;
又,所以;
对于,因为内不共线的三点到的距离相等,此三点在两平面相交时也可以找出,
所以不能判断;
对于,因为,都垂直于平面时,两平面、的位置关系可能是平行或相交,
所以不能判断.
故选:.
【点睛】本题考查了判断面面平行的应用问题,也考查了推理论证能力与空间想象能力.
【变式1.2】平面与平面相交于直线l,点A、B在平面上,点C在平面上但不在直线l上,直线AB与直线l相交于点D.设A、B、C三点确定的平面为,则与的交线是( )
A.直线AC B.直线AB C.直线CD D.直线BC
【答案】C
【分析】根据已知得既在平面上又在平面可得答案.
【详解】因为直线AB与直线l相交于点D,,所以平面,
又点C在平面上,所以平面,
因为平面,点在直线AB上,所以平面,
又平面,所以平面,
所以与的交线是直线.
故选:C.
【考点2 面面关系命题的判断】
【例题2.1】设,是两个平面,,是两条直线,则下列命题为真命题的是( )
A.若,∥,∥,则
B.若 ⊂, ⊂,∥,则∥
C.若,∥,∥,则∥
D.若,,∥,则
【答案】C
【分析】利用反例可判断A,B,D选项,根据线面平行的性质和判定定理可判断C选项.
【详解】如图,正方体中,记底面为平面,侧面为平面,为,为,
显然满足,∥,∥,但是此时,A不正确;
如图,满足 ⊂, ⊂,∥,但是此时,B不正确;
因为,所以存在平面,使得,根据线面平行的性质定理可得,
所以,又因为,根据线面平行的判定定理可得,
而,所以,又因为,所以,C正确;
因为,,所以,因为,所以,D不正确.
故选:C.
【例题2.2】已知三个不同的平面,,和三条不同的直线,,,下列命题中为假命题的是( )
A.若,,则
B.若,,则
C.若,,,,则
D.若,,则
【答案】B
【分析】利用空间线面的位置关系逐个判断即可.
【详解】因为,,所以,A正确;
若,,则或,B不正确;
因为,,,所以,
因为,,,根据线面平行的性质定理,所以,又,所以,C正确;
因为,,所以,D正确.
故选:B
【变式2.1】已知直线、和平面、,且、,则“与相交”是“与相交”的( )
A.充分必要条件 B.既不充分又不必要条件
C.充分不必要条件 D.必要不充分条件
【答案】C
【分析】根据直线与平面的位置关系判断.
【详解】直线、和平面、,且、,
若与相交,记,由于、,
所以、,则与相交,
所以“与相交”能得到与相交,
但“与相交”,则与可能异面,如图,
平面为,平面为,,
、,,
若与不重合,则直线、为异面直线,
所以“与相交”是“与相交”的充分不必要条件.
故选:C.
【变式2.2】设,为两个不同的平面,直线,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】根据线面平行、面面平行的定理,由充分条件和必要条件的定义判断即可.
【详解】若,则与相交或平行,即“若,则”为假命题;
因为,,所以,即“若,则”为真命题;
故“ “是“”的必要不充分条件.
故选:B.
【变式2.3】已知是异面直线,是两个不同的平面,,直线满足,,则( )
A.,且
B.,且
C.与相交,且交线垂直于
D.与相交,且交线平行于
【答案】D
【分析】根据线面位置关系及面面位置关系得出相交,且交线平行于即可判断各个选项.
【详解】由平面,直线满足,且,所以,
又平面,,所以,
由直线为异面直线,且平面平面,则与相交,
否则,若则推出,与异面矛盾,所以相交,且交线平行于,A选项错误;B选项错误;C选项错误;
故选:D.
1、已知,,是空间中的三条直线,且,则“”是“”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
【答案】B
【分析】根据空间中垂直和平行的性质及充分条件、必要条件、充要条件的定义分析判断即可.
【详解】若,,则,可以异面、平行或相交,故由推不出,
若,,根据平行线的性质,则,
所以“”是“”的必要不充分条件.
故选:B.
2、设为两条不同直线,为三个不同平面,则下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若且,则
【答案】B
【分析】根据题意,由空间中的线面关系逐一判断,即可得到结果.
【详解】对于A,与可能相交(如墙角的三个平面);
对于B,因为,所以在内存在直线使得 ,由得,故;
对于C,应推出;
对于D,由且,由面面垂直的判定定理,
若一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直,
这里缺少这个条件,所以不能得出,故D错误;
故选:B.
3、(多选)已知两条不同的直线,,两个不同的平面,,则下列命题为真命题的是( )
A.若,,则 B.若,,则
C.若,,则 D.若,,,,则
【答案】AC
【分析】根据线线、线面、面面位置关系有关知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】对于A,根据线面垂直的性质定理知A正确;
对于B,,无法推出,B错误;
对于C,因为,过作平面,则,
因为,所以,,所以,故C正确;
对于D,由面面平行的判定定理可知,一个平面内的两条相交直线平行于另一个平面,则两个平面平行.
题中条件未指明直线相交,当时,结论不一定成立,故D错误.
故选:AC
4、如图,点为正方形的中心,点在平面外,是线段的中点,则下列各选项中两条直线不是异面直线的为( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】D
【分析】根据空间中点,线,面的位置关系逐一判断即可.
【详解】在正方形中,,
所以在平面内,不在直线上,
又不在平面内,所以与异面;
因为平面,在平面内,不在直线上,
又不在平面内,所以与异面;
因为平面,在平面内,不在直线上,
又不在平面内,所以与异面;
连接,因为点为正方形的中心,又是线段的中点,
所以,所以在平面内,所以与不是异面直线.
故选:.
5、已知正方体中,、分别为和的中点,则直线和的位置关系( )
A.平行 B.异面 C.相交 D.垂直
【答案】C
【分析】连接,证明出四边形为梯形,可得出结论.
【详解】如下图所示,连接,
由、分别为、的中点,得,,
在正方体中,,,故四边形为平行四边形,
所以,,故,,
所以四边形为梯形,故直线、相交,
故选:C.
6、(多选)下列命题正确的有( )
A.一条直线和一个点确定一个平面
B.直线与平面垂直,在平面内存在无数条直线与直线相交
C.直线与平面相交,平面内存在无数条直线和直线异面
D.平面与平面垂直,若直线与平面垂直,则直线与平面平行
【答案】BC
【分析】根据平面的性质及线线、线面、面面间的位置关系对各个选项逐一分析判断即可.
【详解】对于A,当点在直线外时,直线与该点可确定一个平面,当点在直线上时,直线与该点不能确定一个平面,故A错误;
对于B,平面内所有过垂足的直线均与相交于,这样的直线有无数条,B正确;
对于C,设直线与平面的交点为,平面内所有不经过点的直线都与直线异面,这样的直线有无数条,故C正确;
对于D,直线还有可能在平面内,D错误.
故选:BC.
7、给定下列四个命题:
①若一个平面内的两条直线与另一个平面都平行,那么这两个平面相互平行;
②若一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面相互垂直;
③若一条直线平行于一个平面,那么这条直线平行于这个平面内的所有直线;
④若两个平面垂直,那么一个平面内与它们的交线不垂直的直线与另一个平面也不垂直.
其中,为真命题的是( )
A.①和② B.②和③ C.②和④ D.③和④
【答案】C
【分析】用空间中线与线、面与面、线与面的相关定义与定理进行判断,相关定理与定义较多,要根据每一个命题进行合理选择.①用面面平行的判定定理进行验证,②用面面垂直的判定定理进行验证;③由线面平行不能得出直线平行于这个平面内的所有直线;④用面面垂直的性质定理验证.
【详解】当两个平面相交时,一个平面内的两条直线可以平行于另一个平面,故①不对;
由平面与平面垂直的判定定理可知②正确;
一条直线平行于一个平面,那么这条直线不平行于这个平面内的所有直线,故③不对;
若两个平面垂直,只有在一个平面内与它们的交线垂直的直线才与另一个平面垂直,故④正确.
综上所述:②④正确,故C正确.
故选:C.
8、如图,正方体的所有棱中,其所在的直线与直线成异面直线的共有 条.
【答案】6
【分析】根据异面直线的判定依次写出与直线成异面直线的直线即可得解.
【详解】正方体的所有棱中,
其所在的直线与直线成异面直线有:
共6条.
故答案为:6
9、.已知直线a,b和平面α,β,且a⊥b,a⊥α,则b与α的位置关系是 .
【答案】或
10、“直线平面”是“直线垂直于平面内无数条直线” 条件.(填“充分不必要条件”,“必要不充分条件”,“充要条件”,“既不充分也不必要条件”)
【答案】充分不必要
【分析】根据线面垂直的定义及充分条件、必要条件的定义判断即可.
【详解】若直线与平面垂直,由线面垂直的定义知直线垂直于平面内所有直线,
故直线垂直于平面内无数条直线故充分性成立;
但是当直线垂直于平面内无数条直线时,若这些直线平行,则直线与平面不一定垂直,故必要性不成立.
所以“直线与平面垂直”是“直线垂直于平面内无数条直线”的充分不必要条件.
故答案为:充分不必要
11、下列命题中,是两条直线,是一点,,是两个平面,则所有假命题的序号为 .
①:若,,则 ②:若,,则
③:若,,,则 ④:若,,则过点一定存在一平面与,都平行
【答案】①②④
【分析】举出反例可得①④、结合平行的性质可得②③.
【详解】对①:当直线也位于平面内时,且,成立时,结论不成立(此时),故①错误;
对②:若,,则,可能平行或相交或异面,故②错误;
对③:由,,则或,又,故,故③正确;
对④:若、、在同一平面内,且与相交时,
此时过点不存在平面与,都平行,故④错误.
故答案为:①②④.
12、已知直线与平面,能使的条件是 .
① ② ③∥; ④.
【答案】③
【分析】利用举反例,根据长方体的性质,可得①②④的正误;根据线面垂直平行的性质,可得③的正误.
【详解】由题意可作长方体,如下图所示:
对于①,设平面,平面,平面,
显然,但,故①错误;
对于②,设平面,平面,,,
显然,但与斜交,故②错误;
对于③,由,则存在,使得,由,则,
由,则,故③正确;
对于④,设平面,平面,,,
显然,但,故④错误.
故答案为:③.
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