内容正文:
1.点A在直线l上,且直线l在平面β内.用集合符号表示为( )
A.A⊂l⊂β B.A∈l⊂β
C.A⊂l∈β D.A∈l∈β
解析:选B.由题意可知:点为元素,线和面均为集合,结合元素、集合之间的关系可知A∈l⊂β.
2.可使平面α和β重合的条件是它们的公共部分中有( )
A.三个点 B.1个点和一条直线
C.无数个点 D.两条平行直线
解析:选D.对于A,若三个点共线,则两个平面可能相交于三点共线的直线,故A错误;对于B,若点在直线上,则两个平面可能相交于这条直线,故B错误;对于C,若无数个点共线,则两个平面可能相交于无数个点共线的直线,故C错误;对于D,因为过不在一条直线上的三个点,有且只有一个平面,所以它们的公共部分中有两条平行线时一定存在不共线的三点,故D正确.故选D.
3.如图,平面α∩平面β=l,A,B∈α,A,B∉l,C∈β,C∉l,直线AB∩l=D,过A,B,C三点确定的平面为γ,则平面γ,β的交线必过( )
A.点A B.点B
C.点C,但不过点D D.点C和点D
解析:选D.根据基本事实3判定点C和点D既在平面β内又在平面γ内,故点C,D在β与γ的交线上.故选D.
4.如图,四棱锥PABCD的底面ABCD是梯形,AB∥CD,若平面PAD∩平面PBC=l,则( )
A.l∥CD B.l∥BC
C.l与直线AB相交 D.l与直线DA相交
解析:选D.两个平面若有一个交点,那么必然有无数个交点,而且这些交点在同一条直线上,那么DA与BC的交点必在直线l上,故直线l与直线DA相交.故选D.
5.如果空间四点A,B,C,D不共面,那么下列判断中正确的是( )
A.A,B,C,D四点中必有三点共线
B.A,B,C,D四点中不存在三点共线
C.直线AB与CD相交
D.直线AB与CD平行
解析:选B.两条平行直线、两条相交直线、一条直线及这条直线外一点都分别确定一个平面.
6.(多选)已知α,β为两个不重合的平面,A,B,M,N为四个不同的点,a为直线,下列推理正确的是( )
A.A∈a,A∈β,B∈a,B∈β⇒a⊂β
B.M∈α,M∈β,N∈α,N∈β⇒α∩β=MN
C.A∈α,A∈β⇒α∩β=A
D.A,B,M∈α,A,B,M∈β,且A,B,M不共线⇒α,β重合
解析:选ABD.对于A,由基本事实2可知,a⊂β,A正确.对于B,由基本事实2可知,直线MN⊂α,MN⊂β,所以α∩β=MN,B正确.对于C,因为A∈α,A∈β,所以A∈α∩β,由基本事实3可知α∩β为经过点A的一条直线而不是点A,故α∩β=A的写法错误,C错误.对于D,因为A,B,M不共线,所以由基本事实1可知,过A,B,M有且只有一个平面,故α,β重合,故D正确.
7.一个三棱柱各面所在的平面将空间分成______部分.
解析:三棱柱三个侧面将空间分成7部分,三棱柱两个平行的底面又在这个基础上将空间分成3大部分,故三棱柱各面所在的平面将空间分成3×7=21部分.
答案:21
8.如图,已知D,E分别是△ABC的边AC,BC上的点,平面α经过D,E两点,若直线AB与平面α的交点是P,则点P与直线DE的位置关系是________.
解析:因为P∈AB,AB⊂平面ABC,所以P∈平面ABC.
又P∈α,平面ABC∩平面α=DE,所以P∈直线DE.
答案:P∈直线DE
9.(2025·九江月考)如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中回答下列问题:
(1)平面AA1B1B∩平面A1B1C1D1=____________;
(2)平面A1C1CA∩平面ABCD=__________.
解析:由题图可知,(1)平面AA1B1B∩平面A1B1C1D1=A1B1;
(2)平面A1C1CA∩平面ABCD=AC.
答案:(1)A1B1 (2)AC
10.(13分)如图,在正四棱柱ABCDA1B1C1D1中,AB=2,AA1=4,E为A1D1的中点,经过BE的截面与棱DD1,A1B1分别交于点F,G,直线BG与EF不平行.证明:直线BG,EF,AA1共点.
证明:因为B,F,E,G四点共面,BG不平行于EF,设BG∩EF=P,又因为BG⊂平面ABB1A1,EF⊂平面ADD1A1,所以P为平面ABB1A1与平面ADD1A1的公共点,
因为平面ABB1A1∩平面ADD1A1=AA1,
所以根据基本事实3可得P∈AA1,
所以直线BG,EF,AA1共点.
11.(多选)如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,E,F分别为棱A1B1和A1C1上的点(不包括端点),且BE∩CF=P,则下列结论正确的是( )
A.B,C,E,F四点共面
B.P∈平面ABB1A1
C.平面AEF与平面BB1C1C不相交
D.P,A1,A三点共线
解析:选ABD.对于A,因为BE∩CF=P,所以BE,CF共面,即B,C,E,F四点共面,故A正确.对于B,P∈BE,BE⊂平面ABB1A1,所以P∈平面ABB1A1,故B正确.对于C,直线AE与直线BB1相交,AE⊂平面AEF,BB1⊂平面BB1C1C,则平面AEF与平面BB1C1C相交,故C错误.对于D,因为P∈CF,CF⊂平面ACC1A1,所以P∈平面ACC1A1,由B知P∈平面ABB1A1,又平面ABB1A1∩平面ACC1A1=AA1,所以P∈AA1,故D正确.
12.如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,E,F分别是BB1,A1C1的中点,平面AEF与线段B1C1交于点G,则=______.
解析:如图,延长AF,CC1交于点D,连接DE交B1C1于一点,易知该点为点G,因为F是A1C1的中点,AC∥A1C1,
所以C1是DC的中点,因为E是BB1的中点,所以B1E∥CC1,B1E=CC1,
因此有B1E∥DC1,B1E=DC1,于是有==.
答案:
13.(13分)如图所示,E,F分别为正方体ABCDA1B1C1D1的棱CC1和AA1的中点,画出平面BED1F与平面ABCD的交线.
解:
如图所示,在平面AA1D1D内,D1F与DA不平行,分别延长D1F与DA,则D1F与DA必相交,设交点为M.
因为M∈D1F,M∈DA,D1F⊂平面BED1F,DA⊂平面ABCD,
所以M∈(平面BED1F∩平面ABCD).
又B∈(平面BED1F∩平面ABCD),
连接MB,则MB=平面BED1F∩平面ABCD.
即直线MB为所求作的两平面的交线.
14.(15分)(2025·焦作月考)如图所示,已知△ABC所在的平面和△A1B1C1所在平面相交,直线AA1,BB1,CC1相交于一点O,AB和A1B1,BC和B1C1,AC和A1C1分别相交于点P,Q,R三点,求证:
(1)AB和A1B1,BC和B1C1,AC和A1C1分别在同一平面内;(7分)
(2)P,Q,R三点在同一条直线上.(8分)
证明:(1)因为AA1∩BB1=O,
所以AA1,BB1确定平面ABO,
故A,A1,B,B1都在平面ABO内,
所以AB⊂平面ABO,A1B1⊂平面ABO,
因为AA1∩CC1=O,
所以AA1,CC1确定平面ACO,
故A,A1,C,C1都在平面ACO内,
所以AC⊂平面ACO,A1C1⊂平面ACO,
因为CC1∩BB1=O,
所以CC1,BB1确定平面CBO,
故C,C1,B,B1都在平面CBO内,
所以BC⊂平面CBO,B1C1⊂平面CBO.
(2)因为A1B1∩AB=P,所以P∈A1B1,
P∈AB,因为AB⊂平面ABC,
A1B1⊂平面A1B1C1,
所以点P在平面ABC与平面A1B1C1的交线上;
因为B1C1∩BC=Q,所以Q∈B1C1,Q∈BC,
因为BC⊂平面ABC,B1C1⊂平面A1B1C1,
所以点Q在平面ABC与平面A1B1C1的交线上;
因为A1C1∩AC=R,所以R∈A1C1,R∈AC,
因为AC⊂平面ABC,A1C1⊂平面A1B1C1,
所以点R在平面ABC与平面A1B1C1的交线上.
所以P,R,Q三点在同一条直线上.
15.已知四面体ABCD的所有棱长都是3,点M,N,P分别在棱AB,AD,CD上,AM=2MB,
AN=ND,CP=2PD,平面MNP交BC于点Q,则BQ的长为( )
A. B.
C. D.1
解析:选C.
因为四面体ABCD的所有棱长都是3,AM=2MB,AN=ND,CP=2PD,所以AM=2,BM=1,AN=1,ND=2,CP=2,PD=1,延长NM交DB的延长线于点T,连接TP交BC于点Q,过N作NE∥BD交AB于点E,因为△AEN为边长为1的等边三角形,M为EB的中点,所以△ENM≌△BTM,所以EN=BT=1,所以DT=BT+BD=4,过P作PF∥BC交BD于点F,所以△PDF为边长为1的等边三角形,所以PF=DF=1,所以TF=3,BF=2,因为PF∥BC,所以=,即=,所以BQ=.故选C.
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