内容正文:
13.2.2 空间两条直线的位置关系
第1课时 平行直线
A层 基础达标练
1.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
2.若∠AOB=∠A1O1B1且OA∥O1A1,OA与O1A1的方向相同,则下列结论中正确的是( )
A.OB∥O1B1且方向相同
B.OB∥O1B1
C.OB与O1B1一定不平行
D.OB与O1B1不一定平行
3. (多选题)如图,这是一个正方体的平面展开图,若将其还原成正方体,则下列直线中与直线AD平行的直线是( )
A.FG B.EH C.EF D.BC
4. 如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,BD和B1D1分别是正方形ABCD和A1B1C1D1的对角线,
(1)∠DBC的两边与 的两边分别平行且方向相同;
(2)∠DBC的两边与 的两边分别平行且方向相反.
5.在棱长为4的正方体ABCD-A1B1C1D1中,若E为B1C1的中点,则过B,D,E三点的平面截正方体ABCD-A1B1C1D1所得截面的面积为 .
6.在长方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为棱AA1,CC1的中点.求证:
(1)D1E∥BF;
(2)∠B1BF=∠A1ED1.
B层 能力提升练
7.若直线a,b与直线l所成的角相等,则a,b的位置关系是( )
A.异面 B.平行
C.相交 D.相交、平行、异面均可能
8.(多选题) 如图,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面是梯形,AB∥CD,则所有与∠A1AB相等的角是( )
A.∠D1DC B.∠D1C1C
C.∠A1B1B D.∠C1CD
9. (多选题)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,l⊂平面A1B1C1D1,且l与B1C1不平行,则下列说法可能成立的是( )
A.l与AD平行 B.l与AD相交
C.l与AC平行 D.l与BD平行
10.如图,在四面体ABCD中,M,N,P,Q,E分别是AB,BC,CD,AD,AC的中点,则下列说法中不正确的是( )
A.M,N,P,Q四点共面
B.∠QME=∠DBC
C.△BCD∽△MEQ
D.四边形MNPQ为梯形
11.(多选题)如图,在四棱锥A-BCDE中,底面四边形BCDE为梯形,BC∥DE.设CD,BE,AE,AD的中点分别为M,N,P,Q,则( )
A.PQ=MN
B.PQ∥MN
C.M,N,P,Q四点共面
D.四边形MNPQ是梯形
12.如图,点P,Q,R,S分别在正方体的四条棱上,且分别是所在棱的中点,则直线PQ与RS是平行直线的图是 (填序号).
①
②
③
④
13.如图,在空间四边形ABCD中,E,H分别是AB,AD的中点,F,G分别是CB,CD上的点,且,若BD=6 cm,梯形EFGH的面积为28 cm2,求平行线EH,FG间的距离.
C层 拓展探究练
14.已知 a,b,c 是空间三条直线,下列说法正确的是( )
A.若 a∥b,b∥c,则 a∥c
B.若 a⊥b,b⊥c,则 a∥c
C.若 a,b 异面,b,c 异面,则 a,c 异面
D.若 a,b 相交,b,c 相交,则 a,c 必相交
15.如图,A是△BCD所在平面外一点.M,N分别是△ABC和△ACD的重心.
(1)求证:MN∥BD;
(2)若BD=6,求MN的长.
参考答案
1.D 如图,在长方体ABCD-A'B'C'D'中,A'D'所在直线为a,AB所在直线为b,已知a和b是异面直线,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',CC',DD'.故a和c可以平行、相交或异面.故选D.
2.D 如图所示, 当∠AOB=∠A1O1B1,且OA∥O1A1,OA与O1A1的方向相同时,OB与O1B1不一定平行.故选D.
3.ABD 由平面展开图得到该正方体的直观图如图所示,AD∥BC∥EH∥FG.故选ABD.
4.(1)∠D1B1C1 (2)∠B1D1A1 (1)因为B1D1∥BD,B1C1∥BC且方向相同,所以∠DBC的两边与∠D1B1C1的两边分别平行且方向相同.
(2)B1D1∥BD,D1A1∥BC且方向相反,所以∠DBC的两边与∠B1D1A1的两边分别平行且方向相反.
5.18 如图,取C1D1的中点F,连接EF,DF,B1D1.因为E为B1C1的中点,所以EF∥B1D1,且EF=B1D1.因为BD∥B1D1,BD=B1D1,所以EF∥BD,且EF=BD,所以B,D,E,F四点共面,即过B,D,E三点的截面为等腰梯形BDFE.
因为正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为4,可得EF=2,BD=4,BE=DF==2,所以等腰梯形BDFE的高为=3,所以等腰梯形BDFE的面积为(2+4)×3=18.
6.证明
(1)如图,取BB1的中点M,连接EM,C1M.
在矩形ABB1A1中,易得EMA1B1.
因为A1B1C1D1,所以EMC1D1,
所以四边形EMC1D1为平行四边形,
所以ED1MC1.
在矩形BCC1B1中,易得MBC1F,
所以四边形MBFC1为平行四边形,
所以BF∥MC1,所以D1E∥BF.
(2)因为D1E∥BF,BB1∥EA1,且∠B1BF与∠A1ED1的对应边方向相同,所以∠B1BF=∠A1ED1.
7.D 若a∥b,显然直线a,b与直线l所成的角相等;
若a,b相交,则a,b确定平面α,若直线l⊥α,则l⊥a,l⊥b,此时直线a,b与直线l所成的角相等;
当直线a,b异面时,同样存在直线l与a,b都垂直,此时直线a,b与直线l所成的角相等.故选D.
8.ABC 因为在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1∥DD1,又AB∥CD,所以∠A1AB与∠D1DC相等.又因为四边形A1ABB1,四边形D1DCC1为平行四边形,所以∠A1AB与∠A1B1B,∠D1C1C也相等.故选ABC.
9.CD 假设l∥AD,则由AD∥BC∥B1C1,知l∥B1C1,这与l与B1C1不平行矛盾,所以l与AD不平行.又l在上底面中,AD在下底面中,所以l与AD无公共点,故l与AD不相交,故AB不成立.当l与A1C1重合时,l∥AC,且l与B1C1不平行,满足题意.故C成立.当l与B1D1重合时,l∥BD,且l与B1C1不平行,满足题意.故D成立.故选CD.
10.D 由中位线定理,易知MQ∥BD,ME∥BC,QE∥CD,NP∥BD.对于A,因为MQ∥NP,所以由基本事实4可得M,N,P,Q四点共面,故A中的说法正确;对于B,根据“等角”定理,可得∠QME=∠DBC,故B中的说法正确;对于C,由“等角”定理,知∠QME=∠DBC,∠MEQ=∠BCD,∠MQE=∠BDC,所以△BCD∽△MEQ,故C中的说法正确;
由三角形的中位线定理知MQBD,NPBD,所以MQNP,所以四边形MNPQ为平行四边形,故D中的说法不正确.故选D.
11.BCD 由题意知PQ=DE,且DE≠MN,所以PQMN,故A不正确;因为M,N,P,Q分别为CD,BE,AE,AD的中点,所以PQ∥DE,DE∥MN,所以PQ∥MN,又PQ≠MN,所以M,N,P,Q四点共面,且四边形MNPQ是梯形,故选项B,C,D正确.故选BCD.
12.①② ①②均是平行直线,④中RS和PQ相交,③是异面直线.故答案为①②.
13.解 在△BCD中,因为,∠GCF=∠DCB,
所以△CGF∽△CDB.
所以GF∥BD,,所以FG=4 cm.
在△ABD中,因为E,H分别是AB,AD的中点,
所以EHBD且EH=BD=3 cm.
设EH,FG间的距离为d cm,
则(EH+FG)·d=(4+3)d=28,解得d=8(cm),
即平行线EH,FG间的距离为8 cm.
14.A 因为空间平行线传递性(公理 4):平行于同一条直线的两条直线互相平行;已知a∥b,b∥c,所以可推出 a∥c,故选A.
15.(1)证明 ∵M,N分别是△ABC和△ACD的重心,如图,连接AM交BC于点E,连接AN交CD于点F,连接EF,则E,F分别为BC,CD的中点,且,∴MN∥EF,又E,F分别为BC,CD的中点,∴EFBD,∴MN∥BD.
(2)解 若BD=6,由(1)知EF=3,
由重心性质知,∴MN=2.
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