内容正文:
4.3 直线与直线、直线与平面的位置关系
4.3.1 空间中直线与直线的位置关系
第1课时 平行直线
基础过关练
题组一 空间中两条直线的位置关系
1.在空间中,“两条直线平行”是“这两条直线没有公共点”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.(2025北京第九中学月考)已知a,b,c是三条不同的直线,若a和b是异面直线,b和c是异面直线,则a和c的位置关系是( )
A.平行 B.异面
C.相交 D.平行、相交或异面
3.(2025福建泉州期中)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为BC的中点,在该正方体各棱所在的12条直线中,与直线D1E异面的共有 ( )
A.5条 B.6条
C.7条 D.8条
4.(2025湖南湘一名校联盟期中)如图,点N为正方形ABCD的中心,点E在平面ABCD外,M是线段ED的中点,则下列各选项中两条直线不是异面直线的为( )
A.AB与DE B.BC与EN
C.CD与BM D.BM与EN
题组二 平行直线的传递性
5.如图所示,在三棱锥S-MNP中,E,F,G,H分别是棱SN,SP,MN,MP的中点,则EF与HG的位置关系是( )
A.平行
B.相交
C.异面
D.平行或异面
6.如图,设E,F,G,H依次是空间四边形ABCD的边AB,BC,CD,DA上除端点外的点,==λ,==μ,则下列结论中不正确的是 ( )
A.当λ=μ时,四边形EFGH是平行四边形
B.当λ≠μ时,四边形EFGH是梯形
C.当λ≠μ时,四边形EFGH一定不是平行四边形
D.当λ=μ时,四边形EFGH是梯形
7.如图所示,已知E,F分别是正方体ABCD-A1B1C1D1的棱AA1,CC1的中点,求证:四边形BED1F是平行四边形.
8.如图所示,在梯形ABCD中,AB∥CD,E,F分别为BC,AD的中点,将四边形 DCEF沿EF翻折起来,使CD到C'D'的位置,G,H分别为AD',BC'的中点.求证:四边形EFGH为平行四边形.
题组三 等角定理及其应用
9.若∠AOB=∠A1O1B1,且OA∥O1A1,与的方向相同,则下列结论正确的是( )
A.OB∥O1B1,且与的方向相同
B.OB∥O1B1,但与的方向可能不同
C.OB与O1B1不平行
D.OB与O1B1不一定平行
10.(2024黑龙江哈尔滨第二十四中学期中)如图所示,在四面体ABCD中,M,N,P,Q,E分别是AB,BC,CD,AD,AC的中点,则下列说法不正确的是( )
A.M,N,P,Q四点共面
B.∠QME=∠DBC
C.△BCD∽△MEQ
D.四边形MNPQ为梯形
11.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G分别是棱CC1,BB1,DD1的中点,∠CGB=70°,则∠ED1F= .
12.在如图所示的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,E1,F1分别是棱AB,AD,B1C1,C1D1的中点.求证:
(1)EFE1F1;
(2)∠EA1F=∠E1CF1.
答案与分层梯度式解析
4.3 直线与直线、直线与平面的位置关系
4.3.1 空间中直线与直线的位置关系
第1课时 平行直线
基础过关练
1.A
2.D
3.D
4.D
5.A
6.D
9.D
10.D
1.A “两条直线平行”能推出“这两条直线没有公共点”,因此充分性成立;
“两条直线没有公共点”不能推出“这两条直线平行”,因为这两条直线可能异面,所以必要性不成立.
故“两条直线平行”是“这两条直线没有公共点”的充分不必要条件.
2.D 可借助长方体来判断.
如图,在长方体ABCD-A'B'C'D'中,设A'D'所在直线为a,AB所在直线为b,满足a和b是异面直线.若b和c是异面直线,则c可以是长方体ABCD-A'B'C'D'中的B'C',DD',CC'所在直线.故a和c的位置关系为平行、相交或异面.
3.D 与直线D1E异面的直线为AB,AD,AA1,CD,B1C1,BB1,CC1,A1B1,共8条.
方法技巧
判定两条直线是异面直线的方法:①与一个平面相交的直线和这个平面内不经过交点的直线是异面直线;②定义法:不同在任何一个平面内的两条直线为异面直线;③排除法:既不平行也不相交的两条直线为异面直线.
4.D 易知AB⊂平面ABCD,点D在平面ABCD内,不在直线AB上,
又点E不在平面ABCD内,所以AB与DE异面;
易知BC⊂平面ABCD,点N在平面ABCD内,不在直线BC上,又点E不在平面ABCD内,所以BC与EN异面;
易知CD⊂平面ABCD,点B在平面ABCD内,不在直线CD上,又点M不在平面ABCD内,所以CD与BM异面;
连接BD,BE,MN,在△BDE中,易知N为BD的中点,M是ED的中点,
所以MN∥BE,所以B,M,N,E在平面BDE内,所以BM与EN不是异面直线.
5.A 因为E,F分别是SN,SP的中点,所以EF∥PN,同理可证HG∥PN,所以EF∥HG.
6.D 连接BD(图略).因为==λ,==μ,所以EH∥BD,且EH=λBD,FG∥BD,且FG=μBD.
若λ=μ,则EHFG,所以四边形EFGH是平行四边形;
若λ≠μ,则EH∥FG,但EH≠FG,所以四边形EFGH是梯形.
7.证明 如图,取D1D的中点G,连接EG,GC.
因为E是A1A的中点,G是D1D的中点,
所以EGAD,
由正方体的性质知,ADBC,所以EGBC,
所以四边形EGCB是平行四边形,
所以EBGC.
因为G,F分别是D1D,C1C的中点,
所以D1GFC,
所以四边形D1GCF为平行四边形,
所以D1FGC,所以EBD1F,
所以四边形BED1F是平行四边形.
8.证明 ∵在梯形ABCD中,AB∥CD,E,F分别为BC,AD的中点,∴EF∥AB,且EF=(AB+CD).
翻折后,易知C'D'∥EF,EF∥AB,∴C'D'∥AB.
∵G,H分别为AD',BC'的中点,
∴GH∥AB,且GH=(AB+C'D')=(AB+CD)=EF,
∴GH∥EF,且GH=EF,
∴四边形EFGH为平行四边形.
9.D 如图①②,
当∠AOB=∠A1O1B1,且OA∥O1A1,与的方向相同时,与不一定平行.
10.D 在△ABD,△BCD中,由三角形中位线定理得MQ∥BD,MQ=BD,NP∥BD,NP=BD,所以MQ∥NP,MQ=NP,所以四边形MNPQ为平行四边形,所以M,N,P,Q四点共面,故A中说法正确,D中说法不正确.
在△ADC中,由三角形中位线定理得QE∥DC,
又ME∥BC,MQ∥BD,所以由等角定理可知,∠QME=∠DBC,∠QEM=∠DCB,∠MQE=∠BDC,所以△BCD∽△MEQ,故B,C中说法正确.
11.答案 70°
解析 依题意,可得EC∥D1G且EC=D1G,所以四边形ECGD1为平行四边形,
所以GC∥D1E,同理可得GB∥D1F,
所以∠ED1F=∠CGB或∠ED1F+∠CGB=180°,
显然∠ED1F+∠CGB≠180°,
所以∠ED1F=∠CGB=70°.
12.证明 (1)连接BD,B1D1(图略),在△ABD中,因为E,F分别为AB,AD的中点,所以EF∥BD,且EF=BD,同理,E1F1∥B1D1,且E1F1=B1D1.
在正方体ABCD-A1B1C1D1中,因为AA1DD1,AA1BB1,所以B1BDD1,所以四边形BDD1B1是平行四边形,所以BDB1D1,所以EFE1F1.
(2)取A1B1的中点M,连接BM,F1M,则MF1B1C1,又B1C1BC,所以MF1BC,所以四边形BCF1M是平行四边形,所以MB∥CF1.易知A1MEB,所以四边形EBMA1是平行四边形,所以A1E∥MB,所以A1E∥CF1,同理可证A1F∥E1C,又∠EA1F与∠E1CF1的对应两边的方向相反,所以∠EA1F=∠E1CF1.
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