内容正文:
8.4.1 平面
1.了解平面的概念,掌握平面的画法及表示方法.
2.掌握关于平面基本性质的三个基本事实.
3.会用符号表示点、直线、平面之间的位置关系.
平面的概念、画法及表示
1.几何里所说的“平面”,就是从生活中一些物体中抽象出来的.平面是向四周 无限延展 的.
2.平面的画法及表示
画法
平面水平放置
平面竖直放置
表示
①平行四边形的四个顶点:平面 ABCD ;
②对角顶点:平面 AC 或平面 BD ;
③希腊字母:平面 α ,平面 β ,平面γ
【注意】“平面”无边界,它可以向四周无限延展,这是区别“平面”与“平面图形”的依据.
平面的基本事实及推论
1.三个基本事实
基本事实
内容
图形
符号
基本事实1
过不在一条直线上的三个点,有且只有 一个平面
A,B,C三点不共线⇒存在唯一的平面α使A,B,C∈α
基本事实2
如果一条直线上的 两个点 在一个平面内,那么这条直线在 这个平面内
A∈l,B∈l,且A∈α,B∈α⇒ l⊂α
基本事实3
如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的 公共直线
P∈α且P∈β⇒α∩β=l,且P∈l
2.三个推论
推论
内容
图形
推论1
经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面
推论2
经过两条相交直线,有且只有一个平面
推论3
经过两条平行直线,有且只有一个平面
共线、共点问题
(1)证明三点共线的方法
(2)证明三线共点的步骤
题型一 平面的基本性质及辨析
1.(25-26高一下·广东·期中)如图,,,,且,直线,过三点的平面记作,则与的交线必通过( )
A.点 B.点
C.点但不过点 D.点和点
2.(25-26高二上·上海松江·月考)如图,在正方体中,平面平面______.
3.(25-26高二上·北京·期中)设A,B是两个不同的点,l是一条直线,,是两个不同的平面,下列推理错误的是( ).
A.,
B.,
C.,,,
D.,,,
4.(25-26高二上·上海·期中)“直线上有两点在平面内”是“这条直线在这个平面内”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
题型二 点(线)确定的平面数量问题
5.(25-26高一下·全国·课堂例题)以下条件能确定一个平面吗?
(1)一条直线以及直线外一点;
(2)两条相交直线;
(3)两条平行线.
6.(2026高三·全国·专题练习)经过一条直线上3个点的平面( )
A.有且仅有1个 B.有且仅有3个
C.有0个 D.有无数个
7.(25-26高二上·上海·月考)三条直线两两相交可以确定________个平面.
8.(25-26高二上·广东汕头·月考)四面体各面所在平面将空间分成几部分?( )
A.13 B.14 C.15 D.16
题型三 空间中的点(线)共面问题
9.(2026高三·全国·专题练习)(多选)如图,在正方体中,是的中点,直线交平面于点,则下列结论正确的是( )
A.,,三点共线 B.,,,四点共面
C.,,,四点共面 D.,,,四点共面
10.(25-26高一下·全国·课后作业)在正方体中,E,F分别为,的中点,,,如图.
(1)求证:D,B,E,F四点共面;
(2)作出直线与平面的交点R的位置.
11.(2026高三·全国·专题练习)在三棱锥的边,,,上分别取,,,四点,如果,则点( )
A.一定在直线上 B.一定在直线上
C.在直线或上 D.不在直线上,也不在直线上
12.(24-25高一下·江苏无锡·月考)(多选)如图,正方体中,若E,F,G分别为棱,,的中点,,分别是四边形,的中心,则( )
A.A,C,,四点共面 B.D,E,G,F四点共面
C.A,E,F,四点共面 D.G,E,,四点共面
题型四 空间中的共线、共点问题
13.(2025高三·上海·专题练习)如图,在正方体中,对角线与平面交于点O,AC与BD交于点M,E为AB的中点,F为的中点,求证:,O,M三点共线.
14.(24-25高三上·宁夏·月考)如图,空间四边形中,分别是的中点,分别在上,且.
(1)求证:四点共面;
(2)设与交于点,求证:三点共线.
15.(24-25高一下·河北邢台·期中)如图,在四棱锥中,点G在正方形ABCD内,点F在BE上,若DF与EG相交,则下列说法一定正确的是( )
A.点G在AC上 B.
C. D.直线EB,GD交于点B
16.(24-25高二·上海·课堂例题)如图,在正方体中,已知是的中点,且直线交平面于点,点的位置关系是______.
17.(25-26高二上·上海·月考)如图,已知空间四边形ABCD,E,F分别是AB,AD的中点,G,H分别是BC,CD上的点,且,.则直线FH与EG的交点一定在直线________上(注:不能填“FH”“EG”)
18.(25-26高二上·四川内江·月考)如图,在正四棱台中,分别为棱,,,的中点.
(1)判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)证明,,相交于一点.
19.(24-25高一下·吉林长春·期中)已知正方体中,,点M,N分别是线段,的中点.
(1)求三棱锥的体积;
(2)求证:直线、、三线共点.
题型五 利用平面的基本性质作截面图形
20.(2026·陕西咸阳·模拟预测)已知正方体的棱长为2,为的中点,为上靠近的四等分点,则过点,,的平面截该正方体得到的截面图形的周长为______.
21.(25-26高三下·云南昆明·月考)在正方体中,分别是的中点,,则过点的平面截该正方体所得的截面周长为( )
A. B.
C. D.
22.(25-26高二上·广东汕尾·期末)在长方体中,,现有一个动平面,且,当平面截此长方体所得截面边数最多时,截面的周长为( )
A. B. C. D.
23.(25-26高二上·上海·期末)如图,在棱长为2的正方体中,为的中点,过作正方体的截面,则截面图形的周长为__________.
1.(25-26高一下·全国·课堂例题)如图正方体中,,,分别是,,的中点.画出过,,的平面与平面的交线以及与平面的交线.
2.(25-26高一下·全国·课堂例题)现有下列命题:①桌面是平面;②个平面重叠起来要比个平面重叠起来厚;③有一个平面的长是,宽是;④平面是绝对平、无厚度、可以无限延展的抽象的数学概念.其中正确命题的个数为( )
A. B. C. D.
3.(25-26高三上·河南焦作·月考)已知平面与单位正方体相交得到一个六边形,若该六边形有3个内角是,则它的周长为( )
A.3 B. C. D.
4.(25-26高二上·上海杨浦·月考)下列关于空间中不重合的两条直线说法中错误的是( )
A.这两条直线可能既共面,又共点
B.这两条直线可能既不共面,又不共点
C.这两条直线可能共面但不共点
D.这两条直线可能共点但不共面
5.(24-25高二上·上海·月考)给出下面四个命题,其中错误的命题个数是( )
①三个不同的点确定一个平面; ②一条直线和一个点确定一个平面;
③空间两两相交的三条直线确定一个平面; ④两条平行直线确定一个平面.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
6.(24-25高一下·浙江宁波·期末)经过不在一条直线上的三个点的平面( )
A.有且仅有一个 B.有且仅有三个 C.有无数个 D.不存在
7.(24-25高一下·重庆·期末)下列说法正确的是( )
A.若空间四点共面,则其中必有三点共线
B.若空间四点中任意三点不共线,则此四点共面
C.若空间四点中任意三点不共线,则此四点不共面
D.若空间四点不共面,则任意三点不共线
8.(24-25高一下·河南洛阳·月考)如图,在正方体中,P,Q分别是棱,的中点,平面平面,则下列结论错误的是( )
A.过点B
B.不一定过点B
C.的延长线与的延长线的交点在上
D.的延长线与的延长线的交点在上
9.(24-25高二上·安徽阜阳·期末)(多选)若用一平面去截一个四棱锥,则截面的形状可能是( )
A.三角形 B.四边形
C.五边形 D.六边形
10.(2024高一下·全国·专题练习)(多选)在正方体中,点是棱上的动点,则过三点的截面图形是( )
A.等边三角形 B.矩形
C.等腰梯形 D.正方形
11.(24-25高二上·湖北随州·月考)(多选)在长方体中,直线与平面的交点为M,O为线段的中点,则下列结论正确的是( )
A.三点共线 B.M,O,,A四点共面
C.B,,O,M四点共面 D.A,O,C,M四点共面
12.(24-25高一下·黑龙江牡丹江·期中)(多选)下列正确的是( )
A.一个多面体至少有4个面
B.过空间中任意三点有且仅有一个平面
C.底面是正多边形,侧棱与底面所成的角都相等的棱锥是正棱锥
D.通过圆锥两母线的截面面积中,最大的是轴截面面积
13.(24-25高一下·全国·课后作业)(多选)空间不共线的四点可以确定平面的个数为( )
A.1 B.3 C.4 D.5
14.(24-25高二上·上海宝山·期中)有下列四个说法:
①不在同一直线上的三点确定一个平面;
②两组对边分别相等的四边形是平行四边形;
③三条直线两两相交则确定一个平面;
④两个相交平面把空间分成四个区域.
其中错误说法的序号是_____.
15.(24-25高一下·全国·课后作业)空间5点,其中有4点共面,这5个点最多可以确定_________个平面.
16.(25-26高二上·全国·期中)E、F分别为正方体ABCD-A1B1C1D1的棱CC1、C1D1的中点,则过A、E、F三点的截面的图形是______________.
17.(25-26高二上·山东潍坊·月考)如图所示正方体中棱长为1,是棱的中点,则由,,三点确定的平面与正方体相交所得截面图形的周长为____________.
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8.4.1 平面
1.了解平面的概念,掌握平面的画法及表示方法.
2.掌握关于平面基本性质的三个基本事实.
3.会用符号表示点、直线、平面之间的位置关系.
平面的概念、画法及表示
1.几何里所说的“平面”,就是从生活中一些物体中抽象出来的.平面是向四周 无限延展 的.
2.平面的画法及表示
画法
平面水平放置
平面竖直放置
表示
①平行四边形的四个顶点:平面 ABCD ;
②对角顶点:平面 AC 或平面 BD ;
③希腊字母:平面 α ,平面 β ,平面γ
【注意】“平面”无边界,它可以向四周无限延展,这是区别“平面”与“平面图形”的依据.
平面的基本事实及推论
1.三个基本事实
基本事实
内容
图形
符号
基本事实1
过不在一条直线上的三个点,有且只有 一个平面
A,B,C三点不共线⇒存在唯一的平面α使A,B,C∈α
基本事实2
如果一条直线上的 两个点 在一个平面内,那么这条直线在 这个平面内
A∈l,B∈l,且A∈α,B∈α⇒ l⊂α
基本事实3
如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的 公共直线
P∈α且P∈β⇒α∩β=l,且P∈l
2.三个推论
推论
内容
图形
推论1
经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面
推论2
经过两条相交直线,有且只有一个平面
推论3
经过两条平行直线,有且只有一个平面
共线、共点问题
(1)证明三点共线的方法
(2)证明三线共点的步骤
题型一 平面的基本性质及辨析
1.(25-26高一下·广东·期中)如图,,,,且,直线,过三点的平面记作,则与的交线必通过( )
A.点 B.点
C.点但不过点 D.点和点
【答案】D
【详解】∵直线,且,所以,由,则;
又因为且.
所以.
所以与的交线必通过点和点.
2.(25-26高二上·上海松江·月考)如图,在正方体中,平面平面______.
【答案】
【分析】利用平面基本事实推理即得.
【详解】因为平面,平面,所以平面平面;
同理平面,平面,所以平面平面.
所以平面平面.
故答案为:
3.(25-26高二上·北京·期中)设A,B是两个不同的点,l是一条直线,,是两个不同的平面,下列推理错误的是( ).
A.,
B.,
C.,,,
D.,,,
【答案】A
【分析】对于A,举例,当与相交时,可能满足,即可判断;对于B,根据常识判断即可;根据基本事实2判断C;根据基本事实3判断D.
【详解】对于A,由,则或与相交,
当与相交时,可能满足,故A错误;
对于B,由,,易得,故B正确;
对于C,根据基本事实2可知,由,,,可得,故C正确;
对于D,根据基本事实3可知,由,,,,可得,故D正确.
故选:A
4.(25-26高二上·上海·期中)“直线上有两点在平面内”是“这条直线在这个平面内”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】C
【分析】根据基本事实,结合充分、必要条件的定义判断即可.
【详解】由基本事实,直线上有两点在平面内,则这条直线在这个平面内,反之亦然.
所以“直线上有两点在平面内”是“这条直线在这个平面内”的充要条件.
故选:C
题型二 点(线)确定的平面数量问题
5.(25-26高一下·全国·课堂例题)以下条件能确定一个平面吗?
(1)一条直线以及直线外一点;
(2)两条相交直线;
(3)两条平行线.
【答案】(1)能
(2)能
(3)能
【分析】根据确定平面的公理和推论逐一判断即可得解.
【详解】(1)经过直线与直线外一点有且只有一个平面;
(2)经过两条相交直线有且只有一个平面;
(3)经过两条平行直线有且只有一个平面;
6.(2026高三·全国·专题练习)经过一条直线上3个点的平面( )
A.有且仅有1个 B.有且仅有3个
C.有0个 D.有无数个
【答案】D
【分析】利用确定平面的条件判断即可.
【详解】经过不共线3个点的平面有且只有一个,
而经过同一直线上的3个点的平面有无数个.
故选:D.
7.(25-26高二上·上海·月考)三条直线两两相交可以确定________个平面.
【答案】1或3
【分析】根据三条直线共面、三条直线不共面两种情况分类讨论即可.
【详解】(1)三条直线共面时,则确定1个平面;
(2)三条直线不共面时,则三条直线必交于一点,此时每两条直线确定1个平面,共确定3个平面.
则三条直线两两相交可以确定1个或3个平面.
故答案为:1或3
8.(25-26高二上·广东汕头·月考)四面体各面所在平面将空间分成几部分?( )
A.13 B.14 C.15 D.16
【答案】C
【分析】四面体的三个侧棱交于同一点,这就是三个平面两两相交有三条交线,且三条直线交于同一点的情形.
【详解】将四面体的各面延展成平面后,则四面体的内部是一个空间;
将平面,平面,平面延展后,在平面的下方会分割出一个空间,
也就是说平面对应一个空间,
同理,平面,平面,平面也各对应一个空间,这样的空间共有4个;
将上述三个平面延展后,在顶点A的上方,也分割出一个空间,也就是顶点A对应一个空间,
同理,顶点也各对应一个空间,这样的空间共有4个;
将四面体的各面延展后,棱对应几何体外部的一个空间,
同理,其余的5条棱也各对应一个空间,这样的空间共有6个.
因此四面体的各面延展成平面后,可将空间分成部分.
故选:C
题型三 空间中的点(线)共面问题
9.(2026高三·全国·专题练习)(多选)如图,在正方体中,是的中点,直线交平面于点,则下列结论正确的是( )
A.,,三点共线 B.,,,四点共面
C.,,,四点共面 D.,,,四点共面
【答案】AB
【分析】利用平面的基本性质,通过寻找两个平面的公共点来确定交线,从而判断点共线或共面,再结合异面直线的判定方法分析其他选项.
【详解】因为,平面,所以平面.因为,平面,
所以平面,所以是平面和平面的公共点.
同理可得,点和都是平面和平面的公共点,
所以,,三点在平面与平面的交线上,即,,三点共线,故A,B正确;
根据异面直线的判定定理可得与为异面直线,故,,,四点不共面,故C不正确;
根据异面直线的判定定理可得与为异面直线,故,,,四点不共面,故D不正确.
故选:AB.
10.(25-26高一下·全国·课后作业)在正方体中,E,F分别为,的中点,,,如图.
(1)求证:D,B,E,F四点共面;
(2)作出直线与平面的交点R的位置.
【答案】(1)证明见解析
(2)答案见解析
【分析】(1)说明,再由两条相交直线可以确定平面即可求证;
(2)利用公理2说明三点在两个平面的交线上即可.
【详解】(1)由于和在同一个平面内且不平行,故必相交.
如图,设交点为O,因为F为的中点,所以且,即是的中位线,则.
同理直线与也相交,设交点为,则,故与O重合.
由此可证得,故D,B,F,E四点共面.
(2)设平面为.由于,
所以,A,C,四点共面(设为).
因为,,所以.
又,,所以,
所以.
同理可证得,从而有.
连接,交于点R,因为,
所以与平面的交点就是与的交点.
所以与的交点R就是所求的交点.
11.(2026高三·全国·专题练习)在三棱锥的边,,,上分别取,,,四点,如果,则点( )
A.一定在直线上 B.一定在直线上
C.在直线或上 D.不在直线上,也不在直线上
【答案】B
【分析】利用平面的基本性质,先由点在两条直线上推出点分别在两个平面内,再根据两个平面的交线确定点一定在这条交线上.
【详解】
如图所示,因为平面,平面,,所以平面,平面;
又因为平面平面,所以.
故选:B.
12.(24-25高一下·江苏无锡·月考)(多选)如图,正方体中,若E,F,G分别为棱,,的中点,,分别是四边形,的中心,则( )
A.A,C,,四点共面 B.D,E,G,F四点共面
C.A,E,F,四点共面 D.G,E,,四点共面
【答案】ACD
【分析】根据平面的性质的公理及推论逐个进行判断.
【详解】对于A:因为正方体中,E,F,G分别为棱,,的中点,,分别为四边形,的中心,
所以是的中点,所以在平面内,故A正确;
对于B:因为E,G,F在平面内,D不在平面内,所以D,E,G,F四点不共面,故B错误;
对于C:因为分别为的中点,所以∥
因为∥,所以∥,所以A,E,F,四点共面,故C正确;
对于D:连接并延长,交于H,则H为的中点,连接,则∥,
因为分别为的中点,所以∥,
因为∥,所以∥,所以G,E,,四点共面,故D正确.
故选:ACD.
题型四 空间中的共线、共点问题
13.(2025高三·上海·专题练习)如图,在正方体中,对角线与平面交于点O,AC与BD交于点M,E为AB的中点,F为的中点,求证:,O,M三点共线.
【答案】证明见解析
【分析】由题意得平面,又可证平面,根据基本事实,即可得证.
【详解】由题意得平面,
又,平面,
所以平面,
由基本事实3可得,点在平面和平面的交线上,
所以三点共线.
14.(24-25高三上·宁夏·月考)如图,空间四边形中,分别是的中点,分别在上,且.
(1)求证:四点共面;
(2)设与交于点,求证:三点共线.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)证明四边形中有一对平行直线即可.
(2)要证明三点共线,可证明点在直线上,即证明点在平面与平面的交线上即可.
【详解】(1)证明:在中,∵为的中点,
∴.
在中,∵,
∴,∴,
∴四点共面.
(2)∵,,,
∴平面,平面,
又平面平面,
∴直线.∴三点共线.
15.(24-25高一下·河北邢台·期中)如图,在四棱锥中,点G在正方形ABCD内,点F在BE上,若DF与EG相交,则下列说法一定正确的是( )
A.点G在AC上 B.
C. D.直线EB,GD交于点B
【答案】D
【分析】由平面的基本性质可得出平面平面,即可得解.
【详解】因为DF与EG相交,
所以平面平面,
所以直线EB,GD交于点B,故D正确.
而由题意,可为上任意一点,故ABC错误.
故选:D
16.(24-25高二·上海·课堂例题)如图,在正方体中,已知是的中点,且直线交平面于点,点的位置关系是______.
【答案】共线
【分析】根据图示可得三点,,在平面与平面的交线上,则可得答案.
【详解】∵,平面,∴平面,
∵为中点,∴为中点,
∴,平面,∴平面.
∴是平面和平面的公共点;
同理可得,点和都是平面和平面的公共点,
∴三点,,在平面与平面的交线上,
即,,三点共线.
17.(25-26高二上·上海·月考)如图,已知空间四边形ABCD,E,F分别是AB,AD的中点,G,H分别是BC,CD上的点,且,.则直线FH与EG的交点一定在直线________上(注:不能填“FH”“EG”)
【答案】
【分析】先证明直线与直线交于,再证明过点即可.
【详解】由题意与直线不平行,但共面,∴设,则平面,平面.
∵平面平面,,∴直线共点.
故答案为:.
18.(25-26高二上·四川内江·月考)如图,在正四棱台中,分别为棱,,,的中点.
(1)判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)证明,,相交于一点.
【答案】(1)相交,理由见解析;
(2)证明见解析.
【分析】(1)利用中位线和棱台的结构特征,证明,可得以E,F,G,H四点共面,进而得出为梯形,则与必相交;
(2)由为梯形,则与必相交,证明交点在上即可.
【详解】(1)证明:连接,,如图所示,
因为为正四棱台,所以,
又E,F,G,H分别为棱,,,的中点,所以,,
则,所以E,F,G,H四点共面,因为,所以,
所以为梯形,则与必相交.
(2)因为为梯形,则与必相交.
设,因为平面,所以平面,
因为平面,所以平面,
又平面平面,
所以,则,,交于一点.
19.(24-25高一下·吉林长春·期中)已知正方体中,,点M,N分别是线段,的中点.
(1)求三棱锥的体积;
(2)求证:直线、、三线共点.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由等体积法结合棱锥的体积公式计算可得;(2)先证明直线相交,设交于,同理可得直线相交于点,再由可得三线共点.
【详解】(1)
(2)由于且,故直线相交,设交于,
则,
同理可得直线相交于点,则,
故与重合,故直线三线相交于点O,
故直线三线交于一点.
题型五 利用平面的基本性质作截面图形
20.(2026·陕西咸阳·模拟预测)已知正方体的棱长为2,为的中点,为上靠近的四等分点,则过点,,的平面截该正方体得到的截面图形的周长为______.
【答案】
【分析】由平面性质,作出该平面,然后求解即可.
【详解】如图,延长至,使得,
连接交于,连接交于,连接,
取的中点,上一点,使,
连接,,,
因为且,且,
所以且,
所以四边形是平行四边形,
则.
由,,
得,
则为的中点,
则,
所以.
所以平面即为所求平面,
又,,
故,,
所以,,
则在中,;
在中,;
在中,;
在中,;
在中,,
所以过点,,的平面截正方体得到的截面图形的周长为:
.
21.(25-26高三下·云南昆明·月考)在正方体中,分别是的中点,,则过点的平面截该正方体所得的截面周长为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先确定四点共面,进而计算结果即可.
【详解】取线段的中点为,的中点为,,如图,
因为正方体中,分别是棱的中点,
所以,所以四点共面.
由正方体的棱长为2,可得,,
所得截面周长为,
故选:B.
22.(25-26高二上·广东汕尾·期末)在长方体中,,现有一个动平面,且,当平面截此长方体所得截面边数最多时,截面的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由面面平行得出线面平行,设出比例,根据相似表示出边长,最后求得周长.
【详解】如图,截面,由于,
则,
设,则,
,,
则,
则周长为,
故选:A.
23.(25-26高二上·上海·期末)如图,在棱长为2的正方体中,为的中点,过作正方体的截面,则截面图形的周长为__________.
【答案】
【分析】根据平面的性质及线线平行的关系可直接作出截面,再计算各边可得周长.
【详解】如图:取棱的中点,连接,则多边形为截面图形.
因为且,所以四边形为平行四边形,所以.
又因为分别是的中点,由中位线定理得,再由,
所以,即四点共面,而平面是过的截面,且三点不共线,
所以四边形为截面图形,且截面为等腰梯形,由棱长为2,
所以,所以截面的周长为.
故答案为:.
1.(25-26高一下·全国·课堂例题)如图正方体中,,,分别是,,的中点.画出过,,的平面与平面的交线以及与平面的交线.
【答案】作图见解析
【分析】连接并延长交的延长线于一点,设为,连接,设,连接即得.
【详解】设,,三点确定的平面为,则与平面交于.
连接并延长交的延长线于一点,设为,连接,则为平面与平面的交线.
设,则是与平面的交线,如下图所示.
2.(25-26高一下·全国·课堂例题)现有下列命题:①桌面是平面;②个平面重叠起来要比个平面重叠起来厚;③有一个平面的长是,宽是;④平面是绝对平、无厚度、可以无限延展的抽象的数学概念.其中正确命题的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据平面的概念和特征判断即可.
【详解】由平面的概念和特征知,平面是平滑、无厚度、可无限延展的,可以判定命题④正确.
其余的命题都不符合平面的概念和特征,所以命题①②③都不正确.
故选:A.
3.(25-26高三上·河南焦作·月考)已知平面与单位正方体相交得到一个六边形,若该六边形有3个内角是,则它的周长为( )
A.3 B. C. D.
【答案】B
【分析】根据正方体的性质可得截面,进而根据三线共点,结合勾股定理,即可求解.
【详解】设单位正方体为正方体,截面为六边形EFGHIJ.
因为这六点共面,而正方体的对面相平行,所以有.
因此.
又由于六边形有3个内角是,
所以其所有内角均为.
设,因为平面,而平面,
,所以,即三线共点,同理可得相交于,相交于点.
因为,所以,
同理,.
进而,.
所以六边形的周长为.
故选:B
4.(25-26高二上·上海杨浦·月考)下列关于空间中不重合的两条直线说法中错误的是( )
A.这两条直线可能既共面,又共点
B.这两条直线可能既不共面,又不共点
C.这两条直线可能共面但不共点
D.这两条直线可能共点但不共面
【答案】D
【分析】根据空间点线面面位置关系、基本事实一及推论判断即可.
【详解】设是空间中不重合的两条直线,
对于A,若直线相交于一点,则这两条直线可能既共面,又共点,故A说法正确;
对于B,若直线是异面直线,则这两条直线既不共面,又不共点,故B说法正确;
对于C,若直线是平行直线,这两条直线共面但不共点,故C说法正确;
对于D,若直线相交于一点,则直线一定共面,故D说法错误.
故选:D
5.(24-25高二上·上海·月考)给出下面四个命题,其中错误的命题个数是( )
①三个不同的点确定一个平面; ②一条直线和一个点确定一个平面;
③空间两两相交的三条直线确定一个平面; ④两条平行直线确定一个平面.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】利用平面公理及推论即可判断.
【详解】由三个不在同一直线不同的点确定一个平面,故①错误;
一条直线和直线外一个点确定一个平面,故②错误;
空间两两相交的三条不能交于同一点的直线确定一个平面,故③错误;
两条平行直线确定一个平面,故④正确.
故选:C
6.(24-25高一下·浙江宁波·期末)经过不在一条直线上的三个点的平面( )
A.有且仅有一个 B.有且仅有三个 C.有无数个 D.不存在
【答案】A
【分析】根据平面的性质即可求解.
【详解】由公理:经过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面,故A项正确.
故选:A.
7.(24-25高一下·重庆·期末)下列说法正确的是( )
A.若空间四点共面,则其中必有三点共线
B.若空间四点中任意三点不共线,则此四点共面
C.若空间四点中任意三点不共线,则此四点不共面
D.若空间四点不共面,则任意三点不共线
【答案】D
【分析】对四个命题利用空间四个点的位置关系分别分析解答.
【详解】对于A,空间四点共面,如平面四边形,其中任何三点不共线;故A错误;
对于B,空间四点中任意三点不共线,三棱锥的四个顶点,得到此四点不共面;故B错误;
对于C,空间四点中任何三点不共线,则此四点可能共面,如平面四边形;故C错误;
对于D,空间四点不共面,如果任意三点有共线的,那么此四个点就共面,与已知矛盾.故D正确,
故选:D.
8.(24-25高一下·河南洛阳·月考)如图,在正方体中,P,Q分别是棱,的中点,平面平面,则下列结论错误的是( )
A.过点B
B.不一定过点B
C.的延长线与的延长线的交点在上
D.的延长线与的延长线的交点在上
【答案】B
【分析】作出辅助线,得到,P,B,Q四点共面,即平面,又平面,所以;作出辅助线,得到平面,平面,故,同理D正确.
【详解】连接,,如图,
因为P,Q分别是棱,的中点,
由勾股定理得,
所以四边形是菱形,
所以,P,B,Q四点共面,即平面.
又平面,所以,故A结论正确,B结论错误.
如图,延长与的延长线交于点F,延长与的延长线交于点E.
因为平面,所以平面,
因为平面,所以平面,所以,
同理,故C,D正确.
故选:B
9.(24-25高二上·安徽阜阳·期末)(多选)若用一平面去截一个四棱锥,则截面的形状可能是( )
A.三角形 B.四边形
C.五边形 D.六边形
【答案】ABC
【分析】根据四棱锥的几何特点解题即可.
【详解】如下图
(1)截面为三角形
(2)截面为四边形
(3)截面为五边形
而四棱锥共5个面,故截面的形状不可能是六边形.
故选:ABC
10.(2024高一下·全国·专题练习)(多选)在正方体中,点是棱上的动点,则过三点的截面图形是( )
A.等边三角形 B.矩形
C.等腰梯形 D.正方形
【答案】ABC
【分析】分点与点,重合及点不与点重合,分别作出平面,即可得答案.
【详解】解:当点与点重合时,截面图形为等边三角形,如图(1);
当点与点重合时,截面图形为矩形,如图(2);
当点不与点重合时,当分别为的中点,
则截面图形为等腰梯形,不可能为正方形,如图(3).
故选:ABC.
11.(24-25高二上·湖北随州·月考)(多选)在长方体中,直线与平面的交点为M,O为线段的中点,则下列结论正确的是( )
A.三点共线 B.M,O,,A四点共面
C.B,,O,M四点共面 D.A,O,C,M四点共面
【答案】ABD
【分析】由长方体性质易知四点共面且是异面直线,再根据与、平面、平面的位置关系知在平面与平面的交线上,同理判断共线,即可判断各选项的正误.
【详解】因为,则四点共面.因为,则平面,
又平面,则点在平面与平面的交线上,
同理,也在平面与平面的交线上,
所以三点共线,M,O,,A四点共面,故选项A、B正确;
三点均在平面内,而点A不在平面内,
所以直线AO与平面相交且点O是交点,所以点M不在平面内,
即四点不共面,故选项C错误;
点M在直线上,点O在直线上,所以A,O,C,M四点都在平面,
所以A,O,C,M四点共面,故选项D正确.
故选:ABD
12.(24-25高一下·黑龙江牡丹江·期中)(多选)下列正确的是( )
A.一个多面体至少有4个面
B.过空间中任意三点有且仅有一个平面
C.底面是正多边形,侧棱与底面所成的角都相等的棱锥是正棱锥
D.通过圆锥两母线的截面面积中,最大的是轴截面面积
【答案】AC
【分析】由点线面的关系,结合平面的基本性质判断A、B的真假,根据正棱锥的定义判断C;根据圆锥的性质及三角形面积公式知:面积最大的截面为母线夹角最大,即知D的真假.
【详解】A:一个多面体至少有4个面,A选项正确;
B:过空间中不共线的三点有且仅有一个平面,若三点共线则有无数个平面,错误;
对于C:根据正棱锥的定义:底面是正多边形,顶点在底面的射影是底面正多边形的中心.
所以底面是正多边形且侧棱和底面成等角的棱锥是正棱锥,符合定义,是正棱锥,故C正确.
D:通过圆锥两母线的截面中,若轴截面顶角为直角或锐角,要使截面面积最大,即母线夹角最大,此时截面为轴截面,
若轴截面顶角为钝角,则顶角为直角的截面面积最大,即面积最大的截面不一定是轴截面,错误;
故选:AC.
13.(24-25高一下·全国·课后作业)(多选)空间不共线的四点可以确定平面的个数为( )
A.1 B.3 C.4 D.5
【答案】AC
【分析】根据平面的性质求解.
【详解】若四点共面,则可确定1个平面;若四点不共面,则可确定4个平面.
故选:AC
14.(24-25高二上·上海宝山·期中)有下列四个说法:
①不在同一直线上的三点确定一个平面;
②两组对边分别相等的四边形是平行四边形;
③三条直线两两相交则确定一个平面;
④两个相交平面把空间分成四个区域.
其中错误说法的序号是_____.
【答案】②③
【分析】根据平面的基本性质和推论分析各个说法即可.
【详解】①:由基本事实可知说法正确;
②:四边形可能是空间四边形,所以说法错误;
③:三条直线两两相交可能确定一个平面也可能确定三个平面,
若三条直线在同一平面内两两相交,则确定一个平面;
若三条直线不在同一平面内,例如在三棱锥中,可确定出平面,平面,平面,
所以说法错误;
④:平面可以无限延展,如图所示,两个相交平面可将空间分为四个区域,所以说法正确;
故答案为:②③.
15.(24-25高一下·全国·课后作业)空间5点,其中有4点共面,这5个点最多可以确定_________个平面.
【答案】7
【分析】同一平面的四个点一定能两两连线,最多可连6条线,由三点确定一平面知任意一条线加上第五个点都会形成一个面,因此有6个面,再加上4点确定的面总共是7个面.
【详解】由题意空间中有五个点,其中有四个点在同一平面内,要使确定的平面最多,则没有任何三点共线,
同一平面的四个点一定能两两连线,最多可连6条线,
由三点确定一平面知任意一条线加上第五个点都会形成一个面,因此有6个面,
再加上4点确定的面总共是7个面.
故答案为:7.
16.(25-26高二上·全国·期中)E、F分别为正方体ABCD-A1B1C1D1的棱CC1、C1D1的中点,则过A、E、F三点的截面的图形是______________.
【答案】五边形
【分析】由平面的基本性质作出截面图形即可判断.
【详解】作直线EF分别与直线DC、DD1相交于P、Q,
连接AP交BC于M,连接AQ交A1D1于N,连接NF、ME,
则五边形AMEFN即为过A、E、F三点的截面;
故答案为:五边形.
17.(25-26高二上·山东潍坊·月考)如图所示正方体中棱长为1,是棱的中点,则由,,三点确定的平面与正方体相交所得截面图形的周长为____________.
【答案】
【分析】根据平面的性质与公理找出截面,进行求解即可.
【详解】延长相交于点,连接交于点,连接,
则四边形即为所求截面图形,如图,
因为为的中点,由相似比可知为的中点,
则,因为,分别为,中点,
所以,
所以,,
同理,,
所以周长为.
故答案为:.
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