内容正文:
1.经过平面外的两点作该平面的平行平面可以作( )
A.0个 B.1个
C.0个或1个 D.1个或2个
解析:选C.连接平面外的两点的直线,当该直线与平面平行时,过该直线的平行平面有1个,当该直线与平面相交时,过该直线的平行平面有0个.
2.设α,β表示两个不同平面,m表示一条直线,下列命题正确的是( )
A.若m∥α,α∥β,则m∥β
B.若m∥α,m∥β,则α∥β
C.若m⊂α,α∥β,则m∥β
D.若m⊂α,m∥β,则α∥β
解析:选C.若m∥α,α∥β,则m∥β或m⊂β,A不正确;若m∥α,m∥β,则α∥β或α,β相交,B不正确;若m⊂α,α∥β,可得m,β没有公共点,即m∥β,C正确;若m⊂α,m∥β,则α∥β或α,β相交,D不正确,故选C.
3.如果平面α∥平面β,夹在α和β间的两条线段相等,那么这两条线段所在直线的位置关系是( )
A.平行 B.相交
C.异面 D.平行、相交或异面
解析:选D.如图所示,在正方体ABCDA1B1C1D1中,易知平面ABCD∥平面A1B1C1D1.
对于AA1=BB1,此时AA1∥BB1;
对于A1D=A1B,此时A1D∩A1B=A1;
对于AD1=A1B,此时AD1与A1B是异面直线.
4.(2025·吉安月考)已知P为△ABC所在平面外一点,平面α∥平面ABC,且α交线段PA,PB,PC分别于点A′,B′,C′,若PA′∶AA′=2∶3,则S△A′B′C′∶S△ABC=( )
A.2∶3 B.2∶5 C.4∶9 D.4∶25
解析:选D.因为平面α∥平面ABC,平面PAB∩平面α=A′B′,平面PAB∩平面ABC=AB,
所以A′B′∥AB,
同理可得A′C′∥AC,B′C′∥BC,
又PA′∶AA′=2∶3,所以PA′∶PA=2∶5,
所以S△A′B′C′∶S△ABC=4∶25.
5.(多选)在三棱柱ABCA1B1C1中,E,F,G分别为线段AB,A1B1,AA1的中点,下列说法正确的是( )
A.平面AC1F∥平面B1CE
B.直线FG∥平面B1CE
C.直线CG与BF异面
D.直线C1F与平面CGE相交
解析:选AC.对于A,在三棱柱ABCA1B1C1中,E,F,G分别为线段AB,A1B1,AA1的中点,所以B1E∥AF,又AF⊂平面AC1F,B1E⊄平面AC1F,所以B1E∥平面AC1F,同理可证CE∥平面AC1F,又B1E∩CE=E,B1E,CE⊂平面B1CE,所以平面AC1F∥平面B1CE,所以A正确;对于B,因为F,G分别是线段A1B1,AA1的中点,所以FG∥AB1,AB1∩B1E=B1,所以FG与B1E相交,所以直线FG与平面B1CE相交,所以B错误;对于C,CG与BF不同在任何一个平面内,所以CG与BF是异面直线,所以C正确;对于D,因为CE∥C1F,CE⊂平面CGE,C1F⊄平面CGE,所以直线C1F∥平面CGE,所以D错误.故选AC.
6.(多选)如图,在长方体ABCDA1B1C1D1中,若E,F,G,H分别是棱A1B1,BB1,CC1,C1D1的中点,则必有( )
A.BD1∥GH
B.BD∥EF
C.BD1∥平面EFGH
D.平面EFGH∥平面A1BCD1
解析:选CD.
连接A1B,CD1.易知GH∥D1C,因为过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行,所以BD1,GH不可能互相平行,故A错误;易知EF∥A1B,与A同理,可判断B错误;对于C,D,由于E,F,G,H分别是棱A1B1,BB1,CC1,C1D1的中点,
得出EF∥A1B,EH∥A1D1,因为A1B⊂平面A1BCD1,EF⊄平面A1BCD1,
所以EF∥平面A1BCD1,同理可得EH∥平面A1BCD1,又EF∩EH=E,且EF,EH⊂平面EFGH,所以平面EFGH∥平面A1BCD1,
而BD1⊂平面A1BCD1,所以BD1∥平面EFGH,故C,D正确.故选CD.
7.如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,写出满足条件的一个平面.
(1)与平面ADD1A1平行的平面为______________________________;
(2)与平面ABB1A1平行的平面为______________________;
(3)与平面A1DC1平行的平面为________________________.
解析:因为ABCD-A1B1C1D1为长方体,所以平面ADD1A1∥平面BCC1B1,平面ABB1A1∥平面DCC1D1,连接AB1,B1C,AC(图略),则A1C1∥AC,DC1∥AB1,又因为AC,AB1⊄平面A1DC1,A1C1,DC1⊂平面A1DC1,所以AC∥平面A1DC1,AB1∥平面A1DC1,因为AC∩AB1=A,AC,AB1⊂平面AB1C,所以平面A1DC1∥平面AB1C.
答案:(1)平面BCC1B1 (2)平面DCC1D1
(3)平面AB1C
8.如图,平面四边形ABCD所在的平面与平面α平行,且四边形ABCD在平面α内的平行投影A1B1C1D1是一个平行四边形,则四边形ABCD的形状一定是______________.
解析:由于平面ABCD∥平面α,平面AA1B1B∩α=A1B1,平面AA1B1B∩平面ABCD=AB,
所以AB∥A1B1,同理可证CD∥C1D1,
又A1B1∥C1D1,所以AB∥CD,同理可证AD∥BC,所以四边形ABCD是平行四边形.
答案:平行四边形
9.如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,过BB1的中点E作一个与平面ACB1平行的平面交AB于M,交BC于N,则=________.
解析:由平面MNE∥平面ACB1,及面面平行的性质定理可得EN∥B1C,EM∥B1A,又因为E为BB1的中点,所以M,N分别为AB,BC的中点,所以MN=AC,即=.
答案:
10.(13分)如图,在四棱柱ABCDA1B1C1D1中,四边形ABCD为梯形,AD∥BC,平面A1DCE与B1B交于点E.求证:EC∥A1D.
证明:因为BE∥AA1,AA1⊂平面AA1D,BE⊄平面AA1D,所以BE∥平面AA1D.
因为BC∥AD,AD⊂平面AA1D,BC⊄平面AA1D,所以BC∥平面AA1D.
又BE∩BC=B,BE,BC⊂平面BCE,
所以平面BCE∥平面AA1D.
又平面A1DCE∩平面BCE=EC,
平面A1DCE∩平面AA1D=A1D,
所以EC∥A1D.
11.在三棱台A1B1C1ABC中,点D在A1B1上,且AA1∥BD,点M是△A1B1C1内(含边界)的一个动点,且有平面BDM∥平面A1ACC1,则动点M的轨迹是( )
A.△A1B1C1边界的一部分
B.一个点
C.线段的一部分
D.圆的一部分
解析:选C.
如图,过D作DE∥A1C1交B1C1于点E,连接BE,BD,因为BD∥AA1,BD⊄平面A1ACC1,AA1⊂平面A1ACC1,
所以BD∥平面A1ACC1,同理DE∥平面A1ACC1,
又BD∩DE=D,BD,DE⊂平面BDE,
所以平面BDE∥平面A1ACC1,所以M∈线段DE(M不与D重合,否则没有平面BDM),故选C.
12.(多选)(2025·郑州期末)如图是四棱锥的平面展开图,其中四边形ABCD为正方形,E,F,G,H分别为PA,PB,PC,PD的中点,在此几何体中,下列结论正确的是( )
A.平面EFGH∥平面ABCD
B.平面PAD∥BC
C.平面PCD∥AB
D.平面PAD∥平面PAB
解析:选ABC.
如图所示,把平面展开图还原为四棱锥,
对于A,易知EF∥AB,因为EF⊄平面ABCD,AB⊂平面ABCD,所以EF∥平面ABCD,
又EH∥AD,同理可证EH∥平面ABCD,又EF∩EH=E,EF,EH⊂平面EFGH,
所以平面EFGH∥平面ABCD,故A正确;
对于B, 因为BC∥AD,BC⊄平面PAD,AD⊂平面PAD,所以平面PAD∥BC,故B正确;
对于C,因为AB∥CD,AB⊄平面PCD,CD⊂平面PCD,所以平面PCD∥AB,故C正确;
对于D,由平面PAD∩平面PAB=PA,故平面PAD与平面PAB不平行,故D不正确.
13.(15分)(2025·亳州月考)如图,在正三棱柱ABCA1B1C1中,E,F,G,H分别是AB,AC,A1B1,A1C1的中点.求证:
(1)B,C,H,G四点共面;(7分)
(2)平面BCHG∥平面A1EF.(8分)
证明:(1)因为G,H分别是A1B1,A1C1的中点,所以GH∥B1C1,
又在三棱柱ABCA1B1C1中,B1C1∥BC,所以GH∥BC,所以B,C,H,G四点共面.
(2)因为在三棱柱ABCA1B1C1中,A1B1∥AB,A1B1=AB,又G,E分别为A1B1,AB的中点,所以A1G∥EB,A1G=A1B1=AB=EB,所以四边形A1EBG是平行四边形,所以A1E∥BG.
因为A1E⊂平面A1EF,BG⊄平面A1EF,所以BG∥平面A1EF.
又E,F分别是AB,AC的中点,所以EF∥BC,
因为EF⊂平面A1EF,BC⊄平面A1EF,所以BC∥平面A1EF.
又BG∩BC=B,BG,BC⊂平面BCHG,
所以平面BCHG∥平面A1EF.
14.(15分)如图,四棱锥P-ABCD中,AB∥CD,AB=2CD,E为PB的中点.
(1)求证:CE∥平面PAD;(7分)
(2)过D点是否存在一个与PA,AB相交,且与平面PBC平行的平面?若存在,指出交点位置,并证明你的结论;若不存在,请说明理由.(8分)
解:(1)证明:如图,取PA的中点F,连接EF,DF,因为E为PB的中点,F为PA的中点,所以EF∥AB,EF=AB,又AB∥CD,AB=2CD,
所以EF∥CD,EF=CD,
因此四边形CDFE为平行四边形,
所以CE∥DF,又DF⊂平面PAD,CE⊄平面PAD,
所以CE∥平面PAD.
(2)存在,交点为PA的中点F和AB的中点H.
理由如下:取AB的中点H,连接FH,DH,
由(1)得CE∥DF,又DF⊂平面DFH,CE⊄平面DFH,所以CE∥平面DFH,
因为F为PA的中点,H为AB的中点,
所以FH∥PB,又FH⊂平面DFH,PB⊄平面DFH,所以PB∥平面DFH,又PB∩CE=E,PB,CE⊂平面PBC,所以平面PBC∥平面DFH.
15.如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,M,N分别为棱BB1,C1D1的中点,过点A1,M,N作正方体的截面α交CC1于点Q,则=__________.
解析:由题意知平面A1MQN即为过点A1,M,N的正方体的截面α,
因为平面ABB1A1∥平面DCC1D1,且平面ABB1A1∩α=A1M,平面DCC1D1∩α=NQ,
故A1M∥NQ,又NC1∥A1B1,且∠C1NQ,∠B1A1M的对应两边的射线方向一致,
故∠C1NQ=∠B1A1M,
而∠NC1Q=∠A1B1M=90°,
故△NC1Q∽△A1B1M,故==,而B1M=BB1=CC1,
故=,则=.
答案:
学科网(北京)股份有限公司
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