内容正文:
1.已知直线n在平面α内,直线m不在平面α内,则“m∥n”是“m∥α”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
解析:选A.因为直线n在平面α内,直线m不在平面α内,m∥n,所以m∥α,
所以“m∥n”是“m∥α”的充分条件.
因为直线n在平面α内,直线m不在平面α内,m∥α,所以m∥n或者m,n异面,
所以“m∥n”是“m∥α”的不必要条件.综上,“m∥n”是“m∥α”的充分不必要条件.故选A.
2.直线a,b为异面直线,过直线a与直线b平行的平面( )
A.有且只有一个
B.有无数多个
C.有且只有一个或不存在
D.不存在
解析:选A.在a上任取一点A,则过A与b平行的直线有且只有一条,设为b′,又a∩b′=A,所以a与b′确定一个平面α,即为过a与b平行的平面,可知它是唯一的.故选A.
3.如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F,G,H分别为所在棱的中点,在下列各直线中,不与平面ACD1平行的是( )
A.直线EF B.直线GH
C.直线EH D.直线A1B
解析:选C.连接AB1,A1C1,A1B,EF,EH,GH(图略).
对于A,因为E,F分别为棱AA1,CC1的中点,所以易得EF∥AC,又EF⊄平面ACD1,AC⊂平面ACD1,所以EF∥平面ACD1;
对于B,易得GH∥A1C1∥AC,因为GH⊄平面ACD1,AC⊂平面ACD1,所以GH∥平面ACD1;
对于C,易得EH∥AB1,因为AB1与平面ACD1相交,所以EH与平面ACD1相交;
对于D,易得A1B∥CD1,因为A1B⊄平面ACD1,CD1⊂平面ACD1,所以A1B∥平面ACD1.故选C.
4.(多选)下列命题错误的是( )
A.a∥b,b⊂α⇒a∥α
B.a∥α,b⊂α⇒a∥b
C.a∥α,a∥b⇒b∥α
D.a⊄α,a∥b,b⊂α⇒a∥α
解析:选ABC.对于A,还可能是a⊂α,故A错误;对于B,还可能a,b异面,故B错误;对于C,还可能是b⊂α,故C错误;对于D,由线面平行的判定定理知D正确.故选ABC.
5.(多选)如图所示,P为矩形ABCD所在平面外一点,矩形ABCD的对角线的交点为O,M为PB的中点,则( )
A.OM∥PD B.OM∥平面PAC
C.OM∥平面PDA D.OM∥平面PDC
解析:选ACD.因为矩形ABCD的对角线的交点为O,所以O是BD的中点,又M为PB的中点,所以OM∥PD.因为OM⊄平面PDA,PD⊂平面PDA,所以OM∥平面PDA.因为OM⊄平面PDC,PD⊂平面PDC,所以OM∥平面PDC,故A,C,D正确.OM与平面PAC有公共点O,故B错误.
6.(多选)如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,M,N分别为棱AA1,BB1的中点,过MN作一平面分别交底面三角形ABC的边BC,AC于点E,F(异于A,B,C),则( )
A.MF∥NE
B.四边形MNEF为梯形
C.四边形MNEF为平行四边形
D.A1B1∥EF
解析:选BD.易得MN∥AB∥A1B1,MN=AB.因为MN⊄平面ABC,AB⊂平面ABC,
所以MN∥平面ABC.
又MN⊂平面MNEF,平面MNEF∩平面ABC=EF,所以MN∥EF,所以EF∥AB,所以A1B1∥EF.
显然在△ABC中,EF≠AB,所以EF≠MN,
所以四边形MNEF为梯形,所以MF与NE不平行.故选BD.
7.在长方体ABCD-A1B1C1D1所有的棱所在的直线中,与平面A1BCD1平行的直线是________.
解析:
由题意知AD∥BC,
B1C1∥BC,
AD⊄平面A1BCD1,
B1C1⊄平面A1BCD1,
BC⊂平面A1BCD1,所以AD,B1C1均平行于平面A1BCD1.
答案:AD,B1C1
8.(2025·上饶月考)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,若E是PA上一点,则当点E满足条件:______________时,PC∥平面EBD.
解析:
如图,取PA的中点E,连接EB,ED,AC,设AC与BD交于点O,连接EO,易知EO∥PC.因为EO⊂平面EBD,PC⊄平面EBD,所以PC∥平面EBD.即当E为PA的中点时,PC∥平面EBD.
答案:E为PA的中点
9.如图,E是棱长为1的正方体ABCDA1B1C1D1的棱C1D1上的一点,且BD1∥平面B1CE,则线段CE的长度为________.
解析:如图,
连接BC1,交B1C于O,则O为BC1的中点,连接EO,因为BD1∥平面B1CE,BD1⊂平面D1BC1,平面D1BC1∩平面B1CE=OE,
所以OE∥BD1,故E为D1C1的中点,
所以EC1=,在Rt△EC1C中,CE===.
答案:
10.(13分)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,AC与BD交于点H,E,F分别为AD,CD的中点,G为PD上靠近D的四等分点,O为EF的中点,判断OG与平面PAB的位置关系,并说明理由.
解:OG∥平面PAB,理由如下:因为底面ABCD为平行四边形,所以DH=DB,
因为E,F,O分别为AD,CD,EF的中点,
所以DO=DH,即DO=DB,
又因为G为PD上靠近D的四等分点,
即DG=PD,所以OG∥BP,
因为BP⊂平面PAB,OG⊄平面PAB,
所以OG∥平面PAB.
11.(2025·阜阳期末)如图,在三棱台ABC-A1B1C1中,从A,B,C,A1,B1,C1中取3个点确定平面α,若平面α∩平面A1B1C1=m,且m∥AB,则所取的这3个点可以是( )
A.A1,B,C B.A1,B,C1
C.A,B,C1 D.A,B1,C1
解析:选C.由于几何体ABCA1B1C1是三棱台,则AB∥A1B1,又AB⊄平面A1B1C1,A1B1⊂平面A1B1C1,所以AB∥平面A1B1C1,
当AB⊂平面α,平面α∩平面A1B1C1=m时,由直线与平面平行的性质定理可知m∥AB,选项C符合要求.
12.(多选)如图,在正方体 ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G分别是棱BB1,B1C1,C1D1的中点,则( )
A.FG∥平面AED1
B.BC1∥平面AED1
C.点C1在平面AED1内
D.点F在平面AED1内
解析:选BD.连接EF,B1D1,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,AB∥C1D1且AB=C1D1,
所以四边形ABC1D1是平行四边形,所以AD1∥BC1,又因为AD1⊂平面AED1,BC1⊄平面AED1,所以BC1∥平面AED1,故B正确;又EF∥BC1,所以EF∥AD1,所以E,F,D1,A四点共面,即点F在平面AED1内,故D正确;
再连接FD1,显然点G不在平面AEFD1内,所以FG与平面AED1不平行,故A错误;
由BC1∥平面AED1,可知点C1不在平面AED1内,故C错误.故选BD.
13.如图,已知A,B,C,D四点不共面,且AB∥平面α,CD∥平面α,AC∩平面α=E,AD∩平面α=F,BD∩平面α=H,BC∩平面α=G,则四边形EFHG的形状是__________.
解析:因为AB∥平面α,平面ABC∩平面α=EG,AB⊂平面ABC,所以EG∥AB.
同理FH∥AB,所以EG∥FH.
又CD∥平面α,平面BCD∩平面α=GH,CD⊂平面BCD,所以GH∥CD.
同理EF∥CD,所以GH∥EF,
所以四边形EFHG是平行四边形.
答案:平行四边形
14.
(13分)如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,点E,F分别是棱CC1,BB1上的点,点M是线段AC上的动点,EC=2FB=2,若MB∥平面AEF,试判断点M的位置.
解:M是AC的中点.
若MB∥平面AEF,过F,B,M作平面FBMN交AE于点N,连接MN,NF,如图所示.
因为BF∥平面AA1C1C,BF⊂平面FBMN,平面FBMN∩平面AA1C1C=MN,
所以BF∥MN.
又MB∥平面AEF,MB⊂平面FBMN,
平面FBMN∩平面AEF=FN,
所以MB∥FN,
所以四边形FBMN是平行四边形,
所以MN∥BF,MN=BF=1.
而EC∥FB,EC=2FB=2,所以MN∥EC,MN=EC=1,故MN是△ACE的中位线.
所以M是AC的中点时,MB∥平面AEF.
15.(15分)(2025·南昌期末)
如图,正四棱锥PABCD的侧棱长和底面边长均为13,M为侧棱PA上的点,且PM∶MA=5∶8.
(1)在线段BD上是否存在一点N,使MN∥平面PBC?如果存在,求出BN∶ND的值,如果不存在,请说明理由;(7分)
(2)假设存在满足条件(1)的点N,求线段MN的长.(8分)
解:(1)存在,BN∶ND=5∶8.理由如下:
假设在线段BD上存在一点N,使MN∥平面PBC,连接AN并延长,交BC于点E,连接PE.
因为MN∥平面PBC,MN⊂平面APE,
平面APE∩平面PBC=PE,
所以MN∥PE,则==,
因为在正方形ABCD中,AD∥BC,所以==,假设成立.
此时BN∶ND=5∶8.
(2)由(1)得BE∶AD=5∶8,所以BE=.
在△PBE中,PE2=PB2+BE2-2PB·BE cos 60°=132+-2×13××=,
所以PE=.
因为MN∥PE,所以MN∶PE=8∶13,
所以MN=×=7.
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