内容正文:
专题11 空间几何体的基本元素和平面的基本事实与推论
考点一 异面直线的判定
考点二 图形中的线面、面面关系的判断
考点三 平面的基本性质及辨析
考点四 平面分空间的区域数量
考点五 点(线)确定的平面数量问题
考点六 空间中的共点、共线、共面的问题
考点一 异面直线的判定
1.如图所示,在正方体中,点为线段上的动点,则下列直线中,始终与直线异面的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据异面直线的定义一一判断即可.
【详解】由正方体的性质易知当为的中点时,为的中点,
而,所以共面,则、在平面上,故A不符题意;
因为,即共面,
易知平面,而平面,,,
故与异面,故B符合题意;
当、重合时,易知,
则四边形是平行四边形,则此时,故C不符合题意;
当、重合时,显然,相交,故D不符合题意.
故选:B.
2.(多选)正方体中,与棱异面的棱有( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【分析】先作出符合题意的正方体,再利用正方体的性质求解即可.
【详解】如图,我们作出符合题意的正方体,
由正方体的性质得与棱异面的棱有,,,,共4条,
而本题中符合题意的有和,故C,D正确.
故选:CD
3.在正方体中,是的中点,则在下列直线中,与直线相交的是( ).
A.直线 B.直线 C.直线 D.直线
【答案】C
【分析】根据异面直线的特征判断即可.
【详解】对于,因为,平面,平面,
所以平面,所以直线与直线不相交,故错误;
对于,因为平面,平面,所以平面,
又平面,且,所以直线与直线不相交,故错误;
对于,因为平面,平面,所以平面,
又平面,且,所以直线与直线不相交,故错误;
因为直线都在平面内且不平行,所以直线相交,正确.
故选:.
4.如图,在正方体中,直线与的位置关系是( )
A.异面 B.平行 C.垂直且相交 D.相交
【答案】A
【分析】由异面直线的定义判断即可.
【详解】体对角线与面对角线不在同一个平面内,且不平行,
故体对角线与面对角线的位置关系一定是异面.
故选:A.
考点二 图形中的线面、面面关系的判断
5.在长方体中,直线与平面的位置关系用符号表示为________.
【答案】平面
【详解】由长方体的性质可得直线与平面平行,
用符号可表示为平面.
6.如图所示,用符号语言可表达为( )
A.,, B.,,
C.,,, D.,,,
【答案】A
【分析】结合图形及点、线、面关系的表示方法判断即可.
【详解】如图所示,两个平面与相交于直线,直线在平面内,直线和直线相交于点,
故用符号语言可表达为,,,
故选:A
7.在长方体的六个面中,与平面平行的面有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】A
【分析】先明确平面在长方体中的位置,再根据长方体相对面平行的性质,找出与它相对的面.
【详解】根据长方体的结构性质,长方体中相对的两个不同平面互相平行,共三组平行对面,
平面是长方体的一个侧面,仅它的对面与它平行,
余四个面都和平面相交(存在公共交线),不平行.
符合要求的面只有1个.
8.在正方体中,判断下列直线、平面间的位置关系:
①与________; ②与________;
③与平面________; ④与平面________;
⑤平面与平面_________; ⑥平面与平面________.
【答案】 平行 异面 平行 相交 平行 垂直
【解析】根据图形可得答案.
【详解】由图可知,四边形是平行四边形,所以与平行;
与异面;
因为,平面,平面,所以与平面平行;
与平面相交;
平面与平面平行;
平面与平面垂直.
故答案为:平行,异面,平行,相交,平行,垂直.
【点睛】本题考查的是空间中点、线、面的位置关系,较简单.
9.在长方体中,下列结论错误的是( )
A.直线AB与平面平行 B.直线与平面垂直
C.平面与平面平行 D.平面与平面垂直
【答案】B
【分析】对于A,根据线面平行的判定判断即可;对于B,根据线面垂直的判定判断即可;对于C,根据面面平行的判定判断即可;对于D,根据长方体的特征判断即可.
【详解】对于A,在长方体中,,
因为平面,平面,
所以平面,故A正确;
对于B,若矩形不是正方形,则与不垂直,
直线与平面也不可能垂直,故B错误;
对于C,在长方体中,,
因为平面,平面,所以平面,
因为平面,平面,所以平面,
又,且平面,
所以平面平面,故C正确;
对于D,在长方体中,平面平面,故D正确.
故选:B.
10.已知直线与平面相交,则下列命题中,正确的是( )
A.平面内的所有直线均与直线异面;
B.平面内存在与直线垂直的直线;
C.平面内存在直线与直线平行;
D.平面内所有直线均与直线相交.
【答案】B
【分析】根据直线与平面的位置关系,逐项验证即可求解.
【详解】由题意有:直线与平面相交,则平面内的直线与直线的关系有:相交或异面
因此内存在与直线垂直的直线,即B正确.
故选:B.
考点三 平面的基本性质及辨析
11.下列条件一定能确定一个平面的是( )
A.空间三个点 B.两条相交的直线
C.两条相互垂直的直线 D.空间一条直线和一个点
【答案】B
【详解】若三点共线,可以确定无数个平面,故不一定能确定一个平面,故A错误;
根据平面基本性质,两条相交直线有且只有一个公共点,能确定一个平面,故B正确;
空间中存在无数异面且互相垂直的两条直线,而异面直线无法确定一个平面,故C错误;
若该点在直线上,则可以确定无数个平面,不能确定唯一平面,故D错误.
12.下列命题中为真命题的是__________.(请写出全部真命题的序号)
①若空间四点共面,则其中必有三点共线;
②若空间四点中有三点共线,则此四点必共面;
③若空间四点中任何三点不共线,则此四点不共面;
④若空间四点不共面,则其中任意三点不共线.
【答案】②④
【分析】利用平面的基本性质及空间想象判断各项的正误即可.
【详解】①空间四点共面,如平面四边形,其中任何三点不共线,错误;
②空间四点中有三点共线,若第四个点在直线上,则必四点共面,
若第四个点不在直线上,由直线与其外一点确定一个平面,此四点也必共面,正确;
③空间四点中任何三点不共线,此四点可能共面,如平面四边形,错误;
④空间四点不共面,假设任意三点有共线的,同②分析此四个点必共面,与已知矛盾,正确.
13.如图所示,在空间四边形ABCD中,点E,H分别是边AB,AD的中点,点F,G分别是边BC,CD上的点,且,则( )
A.EF与GH平行 B.EF与GH异面
C.EF与GH的交点一定在直线AC上 D.EF与GH的交点可能在直线AC上,也可能不在直线AC上
【答案】C
【分析】连接,根据题意,证得且,设和相交于点,得到平面且平面,进而得到答案.
【详解】如图所示,连接,因为分别是上的点,且,
所以,且,
又因为点分别是边的中点,所以,且,
所以且,所以和相交,
设和相交于点,则平面且平面,
因为平面平面,所以点在直线上.
14.下列条件一定能确定一个平面的是( )
A.空间三个点 B.空间一条直线和一个点
C.两条相互垂直的直线 D.两条相交的直线
【答案】D
【详解】对于A,如果三点共线,则无法确定一个平面,所以A错误;
对于B,如果点在直线上,则无法确定一个平面,所以B错误;
对于C,如果两条直线是异面垂直,则无法确定一个平面,所以C错误;
对于D,由平面的基本性质,两条相交直线可以确定唯一的一个平面,所以D正确.
15.(多选)下列命题正确的有( )
A.三棱台的各侧棱所在直线必交于一点 B.正棱锥的侧面是全等的等腰三角形
C.一条直线和一个点确定一个平面 D.四边形可以确定一个平面
【答案】AB
【详解】对A,根据棱台的定义知三棱台的各侧棱所在直线必交于一点,故A正确;
对B,根据正棱锥的特点知:正棱锥的侧面是全等的等腰三角形,故B正确;
对C,当点在直线上时,不能确定平面,故C错误;
对D,空间四边形不在一个平面内,故D错误.
16.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;
③两条相交直线确定一个平面; 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】B
【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上的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;
两条相交直线确定一个平面,故③正确;
两条平行直线确定一个平面,故④正确.
17.判断下列命题是否正确,正确的是( )
A.书桌面是平面.
B.平面与平面相交,它们只有有限个公共点.
C.如果两个平面有三个不共线的公共点,那么这两个平面重合.
D.圆心和圆上两点确定一个平面
【答案】C
【详解】根据平面的基本性质逐一判断:
选项A:数学中的平面是无限延展、无边界的,书桌面有固定大小,只是平面的一部分,不是平面本身,A错误;
选项B:两个平面相交,会得到一条公共直线,因此有无数个公共点,不是有限个,B错误;
选项C:根据平面公理:不共线的三点确定唯一的一个平面.若两个平面都经过三个不共线的公共点,则两个平面必然重合,C正确;
选项D:若圆上两点是直径的端点,此时圆心和圆上两点共线,共线的三点不能唯一确定一个平面,D错误;
考点四 平面分空间的区域数量
18.(多选)三个平面将空间分成个部分,则可能是( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】BCD
【分析】通过三个平面不同位置关系逐个判断即可.
【详解】三个平面两两平行,分成4个部分,如图1
三个平面中有2个平行,另一个与它们相交,分成6个部分,如图2
三个平面两两相交于同一直线,分成6个部分,如图3
三个平面两两相交,三条交线两两平行,这时把空间分成7个部分,如图4
三个平面两两相交,三条交线共点,这时把空间分成8个部分,如图5
综上可知,可能是4,6,7,8.A错误,BCD正确.
19.四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
20.三个平面把空间分成m部分,m的所有可能取值组成集合Q,则Q中所有元素之和为( )
A.18 B.19 C.25 D.30
【答案】C
【分析】分情况讨论三个平面的位置关系,从而确定空间被分成的部分数,进而得到集合,继而即可求解.
【详解】当3个平面互相平行时:空间被分成4部分,即,
当2个平面互相平行时:第3个平面与这2个平面相交,
此时空间被分成6部分,即,
当3个平面相交于同一条直线时:空间被分成6部分,即,
当3个平面相交于3条直线时:这3条交线互相平行,
此时空间被分成7部分,即,
当3个平面相交于1点时:此时空间被分成8部分,即,
所以,
所以Q中所有元素之和为.
故选:.
21.空间的1个,2个,3个,4个平面最多可将空间分别分成2个,4个,8个,15个区域,则空间的5个平面最多可将空间分成的区域个数是( ).
A.25 B.26 C.28 D.30
【答案】B
【分析】利用特殊到特殊,通过简单情况的理解,逐步到复杂情况的分析,即可得解.
【详解】
先研究直线分一个平面:
1条直线分一个平面为2部分,2条直线分一个平面为4部分,
3条直线分一个平面为7部分,这个,
4条直线分一个平面为11部分,这个,
5条直线分一个平面为16部分,这个,
由于空间的1个,2个,3个平面最多可将空间分别分成2个,4个,8个区域,
当第4平面与前面3个平面最多有3条交线,这3条交线把第4个平面分成7个区域,
所以4个平面最多可将空间分成个区域,
当第5平面与前面4个平面最多有4条交线,这4条交线把第5个平面分成11个区域,
所以5个平面最多可将空间分成个区域,
故选:B
22.以下四个命题正确的是______.
①三个平面最多可以把空间分成八部分
②已知四个点不共面,则其中任意三点不共线
③若,直线平面,直线平面,且,则
④若n条直线中任意两条共面,则它们共面
【答案】①②③
【分析】逐个分析四个命题,利用基本事实和推论,来判断命题是否正确.
【详解】命题①,一个平面将空间分成两部分;
再加一个平面,若第二个平面与第一个平面平行,则将空间分成三部分,若两个平面相交,则将空间分成四部分,所以两个平面最多将空间分成四部分;
若想将空间分成尽量多的部分,前两个平面必相交,第三个平面与前两者也均相交,当三个平面交于同一条直线时空间被分成六部分,当三个平面两两相交,有三条交线时,若三条交线平行则空间被分成七部分,若三条交线均不互相平行则空间被分成八部分,所以三个平面最多可以将空间分成八部分,①正确;
命题②,四点不共面,则这四点一定不共线,由基本事实可知,直线和直线外一点有且只有一个平面,若有三点共线,则这三点与第四点必然共面,故这四点中必然任意三点都不共线,②正确;
命题③,因为,所以且,因为,,所以,,因为,所以,③正确;
命题④,若这条直线是棱柱的侧棱,它们均平行,因为平行直线能确定一个平面,所以任意两条都共面,但这条直线并不共面.
考点五 点(线)确定的平面数量问题
23.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.
24.(多选)下列结论错误的有( )
A.两两相交的三条直线最多可以确定三个平面.
B.两个平面α,β有一个公共点A,就说α,β相交于过A点的任意一条直线.
C.如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.
D.没有公共点的两条直线是异面直线.
【答案】BCD
【分析】通过分情况并画图分析可判断A正确;由基本事实3可判断B错误;由两个相交的平面有无数个公共点可判断C错误;根据空间两直线的位置关系可判断D错误.
【详解】对于A,当两两相交的三条直线不经过同一点,如图1,根据推论,这三条直线可以确定一个平面;
当两两相交的三条直线经过同一点且不共面,如图2,则确定一个平面,
确定一个平面,确定一个平面.共确定3个平面.
所以两两相交的三条直线最多可确定3个平面.故A正确;
对于B,由基本事实3,两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过A点的公共直线,而不是任意一条过点的直线都是两平面的交线,故B错误;
对于C,若这三个公共点共线,两平面可能相交,但不一定重合,故C错误;
对于D,没有公共点的两条直线可能平行也可能异面.故D错误
故选:BCD.
25.在空间中,三条直线最多可确定________个平面.
【答案】3
【分析】根据平面的基本性质及推论即可得解.
【详解】由平面的基本性质,当三条直线相交于一点且不共面时,可确定3个平面;
当三条直线两两平行且不共面时,也可以确定3个平面,
所以在空间中,三条直线最多可确定3个平面.
故答案为:3
26.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
27.下列命题错误的是( )
A.直线及直线外一点,确定一个平面
B.两条平行直线,确定一个平面
C.两条相交直线,确定一个平面
D.三条相交直线两两相交,确定一个平面
【答案】D
【分析】根据基本事实二、三逐项判断即可.
【详解】由基本事实二知直线及直线外一点,确定一个平面,故A正确;
由基本事实三知两条平行直线,确定一个平面,故B正确;
由基本事实三知两条相交直线,确定一个平面,故C正确;
三条相交直线两两相交,确定一个或三个平面,故D错误.
故选:D.
28.(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
考点六 空间中的共点、共线、共面的问题
29.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)利用三角形中位线定理,以及由比例式可证,进而可得,可得结论;
(2)证明平面,平面,利用基本事实,即可证得结论.
【详解】(1),分别为,的中点,.
在中,,,.
,,,四点共面.
(2),,平面,平面.
同理平面.
为平面与平面的公共点.
又平面平面,
,,,三点共线.
30.如果空间四点,,,不共面,那么下列判断正确的是( )
A.直线与平行 B.直线与相交
C.,,,四点中可以有三点共线 D.,,,四点中不存在三点共线
【答案】D
【分析】根据平面的基本性质逐项分析判断即可.
【详解】若直线与平行,则空间四点A,B,C,D共面,故A不正确;
若直线与相交,则空间四点A,B,C,D共面,故B不正确;
若A,B,C,D四点中有三点共线,则空间四点A,B,C,D共面,与题设矛盾,故C错误,D正确.
31.如图,在正方体中,设线段与平面交于点,则三点的位置关系是_____________.
【答案】共线
【分析】连接,根据基本事实2、基本事实3可得答案.
【详解】如图,连接,,
显然平面,平面,
平面.
同理,平面,
∴平面平面.
平面,
平面.
又平面,平面.
在平面与平面的交线上,即,
,,三点共线.
故答案为:共线.
32.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.
33.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.
34.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:.
1.下列说法正确的是( )
A.三点确定一个平面 B.三条平行直线确定一个平面
C.梯形的四个顶点确定一个平面 D.两两相交的三条直线确定一个平面
【答案】C
【分析】对于AC:根据平行的基本事实以及推论分析判断;对于BD:举反例说明即可.
【详解】对于选项A:不在同一条直线上三点确定一个平面,故A错误;
对于选项B:三条平行直线不一定能确定一个平面,
例如三棱柱的三条侧棱所在的直线,这三条直线就不共面,故B错误;
对于选项C:因为梯形有两边是平行的,且两条平行直线是共面直线,
所以梯形的四个顶点确定一个平面,故C正确;
对于选项D:两两相交的三条直线不一定能确定一个平面,
例如三棱锥的三条侧棱所在直线,这三条直线就不共面,故D错误.
2.经过两条不同直线的平面个数可能为( )
A.1 B.2 C.0或1 D.1或2
【答案】C
【详解】若两条直线平行或相交,则有且仅有1个平面经过两条不同直线;
若两条直线异面,则不存在经过两条不同直线的平面,即0个.
3.空间中四点可确定的平面有( )
A.1个 B.4个 C.1个或4个 D.1个或4个或无数个
【答案】D
【分析】根据确定平面的公理,结合平面图形以及三棱锥的几何性质,可得答案.
【详解】当四个点为平面四边形的四个端点时,只能确定唯一平面;
当四个点为三棱锥的四个端点时,可以确定四个不同的平面;
当四个点共线时,可以有无数个平面过这四个点.
故选:D.
4.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.
5.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
6.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
7.(多选)下列关于平面的说法正确的是( )
A.平面面积可以为 B.
C.三点确定一个平面 D.两条平行直线只能确定一个平面
【答案】BD
【分析】根据平面的定义判断A,根据基本事实2判断B,举反例判断C,根据基本事实一的推论判断D.
【详解】根据平面的定义,平面是向四周无限延展的,故无法确定平面面积,A错误;
由基本事实2,如果一条直线上的两个点在一个平面上,那么这条直线在这个平面内,可得若,则,B正确;
当三点共线时,过此三点的平面有无数个,C错误;
由推论,经过两条平行直线,有且仅有一个平面可得D正确;
故选:BD.
8.(多选)下列命题正确的有( )
A.一条直线和一个点确定一个平面 B.正棱锥的侧面是全等的等腰三角形
C.三棱台的各侧棱所在直线必交于一点 D.底面是平行四边形的四棱柱是平行六面体
【答案】BCD
【分析】根据平面、棱锥、棱台、棱柱的性质分别判断各选项.
【详解】A选项:当点在直线外时,直线与该点可确定一个平面,当点在直线上时,直线与该点不能确定一个平面,A选项错误;
B选项:由正棱锥的性质可知正棱锥的各侧面为全等的等腰三角形,B选项正确;
C选项:由棱台的性质可知三棱台的各侧棱所在直线相交于一点,C选项正确;
D选项:由平行六面体的定义可知,底面是平行四边形的四棱柱是平行六面体,D选项正确;
故选:BCD.
9.(多选)下列命题中,正确的是( )
A.一条直线和一个点确定一个平面
B.不共线3点确定一个平面
C.过一条直线的平面有无数多个
D.两个平面的公共点组成的集合,可能是一条线段
【答案】BC
【分析】根据平面的公理,一一判断各选项,即得答案.
【详解】对于A,当点在直线上时,这个点和这条直线不能确定一个平面,A错误;
对于B,不共线3点确定一个平面,正确;
对于C,过一条直线的平面有无数多个,正确;
对于D,两个平面的公共点组成的集合,是一条直线,D错误,
故选:BC
10.(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.
11.(多选)在如图所示的正方体中,棱长为6,O为BD中点,直线平面,则下列选项正确的是( )
A.与MO是异面直线 B.,M,O三点共线
C.三棱锥的体积为12 D.平面
【答案】BC
【分析】对于A连接,由异面直线的定义即可判断,对于B利用公理即可判断,对于C由得,即求出即可判断,对于D利用公理即可判断.
【详解】对于A:连接,由平面,平面,所以与共面,故A错误;
对于B:由平面,平面,平面,平面,
又平面平面,所以,即,M,O三点共线,故B正确;
对于C:由,所以,
所以,故C正确;
对于D:平面平面,又,所以平面,故D错误.
故选:BC.
12.(多选)如图,在三棱柱中,分别为的中点,则下列说法正确的是( )
A.四点共面 B.
C.三线不共点 D.
【答案】AB
【分析】连接,证得且,可得判定A正确、B正确;延长相交于点,结合平面的性质,可判定C不正确;由和时,得到,可判定D错误.
【详解】对于A、B中,如图所示,连接,
因为是的中位线,所以,且,
又因为,且,所以四边形是平行四边形,
所以,所以,且,所以为梯形,
所以四点共面,所以A、B正确;
对于C中,如图所示,延长相交于点,
因为平面,所以平面,
因为平面,所以平面,
因为平面平面,所以,
所以三线共点,所以C不正确;
对于D中,因为,当时,,
又,则,所以D错误.
故选:AB
13.在空间四边形的边上分别取点,如果相交于一点,那么一定在直线________上.
【答案】BD
【分析】根据题意,直线分别为平面、平面内的直线,所以直线的交点一定在平面与平面的交线上,故得解.
【详解】由题意,且,
因为点分别在上,而是平面内的直线,
所以平面,平面,
所以直线平面,
所以平面
因为点分别在上,而是平面内的直线,
所以平面,平面,
所以直线平面,
所以平面,
因此,直线与的公共点在平面与平面的交线上,
因为平面平面,
所以点直线.
故答案为:BD.
14.A、B、C是直线l上的三点,点D、E不在l上,那么由A、B、C、D、E五点,最多可确定______个平面.
【答案】5
【分析】由基本事实1及平面性质即可确定平面的个数.
【详解】由基本事实1可知不共线三点确定唯一平面,
故由题意,A、B、C、D、E五点可形成平面,平面,平面,平面,
平面,共5个平面.
故答案为:5
15.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.
16.两个平面把空间最多分成_____________个部分.
【答案】4
【分析】两个平面分平行、相交两种情况讨论,从而可得结果.
【详解】空间中两个平面的位置关系是平行或相交,
若两个平面平行,则可将空间分成3部分,
若两个平面相交,可将空间分成4部分,
所以两个平面可以将空间最多分成 4个部分.
故答案为:4.
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
$专题11空间几何体的基本元素和平面的基本事实与推论
考点汇总
考点一异面直线的判定
考点二图形中的线面、面面关系的判断
考点三平面的基本性质及辨析
考点四
平面分空间的区域数量
考点五点(线)确定的平面数量问题
考点六空间中的共点、共线、共面的问题
考点突破
考点一异面直线的判定
1.如图所示,在正方体
BCD-AB,CD中,点P为线段
G上的动点,则下列直线中,始终与直线BP异面的是
D
C
B
A
DD
B.AC
C.4D
D BC
2.(多选)正方体ABCD-A'B'CD'中,与棱AB异面的棱有()
A.BC'
B.CD
C.DD'
D.A'D'
ABCD-ABCD
DM
3.在正方体
中,M是B的中点,则在下列直线中,与直线相交的是(),
1/11
D
D
B
A直线14
B.直线
AC
C.直线
D.直线AD
ABCD-ABC D
AC CB
4.如图,在正方体
中,直线
与的位置关系是()
D
C
A、
B
D
A.异面
B.平行
C.垂直且相交
D.相交
考点二图形中的线面、面面关系的判断
5.在长方体
BCD-4BCD中,直线8C与平面4B,CD
的位置关系用符号表示为,
6.如图所示,用符号语言可表达为()
A.anB=m,nca,mnn=A
B.a∩B=m,nea,m∩n=A
C.a∩B=m,nc,Acm,AcnD.a∩B=m,n∈a,A∈m,A∈n
ABCD-ABC D
AADD
7.在长方体
的六个面中,与平面
平行的面有()
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
ABCD-ABC D
8.在正方体
中,判断下列直线、平面间的位置关系:
2/11
D
B
D
AB DC
①
与
②4BBC
与
DD
BCCB
AB
BCC
③
与平面
④
与平面
⑤平面
B8与平面
DCC
⑥平面
B8与平面
DA
9.在长方体
BCD-4B,CD中,下列结论错误的是()
BDD B
A.直线AB与平
ABCD平行
B.直线4G与平面
垂直
BCC B
C.平面
BDC平行
AB,D与平面
ABB,A与平面
D.平
垂直
10.已知直线I与平面相交,则下列命题中,正确的是()
A,平面a内的所有直线均与直线l异面;
B.平面内存在与直线I垂直的直线:
C.平面a内存在直线与直线I平行:
D.平面内所有直线均与直线l相交
考点三平面的基本性质及辨析
11.下列条件一定能确定一个平面的是()
A.空间三个点
B.两条相交的直线
C.两条相互垂直的直线
D.空间一条直线和一个点
12.下列命题中为真命题的是
(请写出全部真命题的序号)
①若空间四点共面,则其中必有三点共线:
②若空间四点中有三点共线,则此四点必共面:
③若空间四点中任何三点不共线,则此四点不共面
④若空间四点不共面,则其中任意三点不共线。
13.如图所示,在空间四边形ABCD中,点E,H分别是边AB,AD的中点,点F,G分别是边BC,CD上的点,
3/11
CF CG 2
且CBCD3,则()
A
H
E
D以G
A.EF与GH平行
B.EF与GH异面
C.EF与GH的交点一定在直线AC上D.EF与GH的交点可能在直线AC上,也可能不在直线AC上
14.下列条件一定能确定一个平面的是()
A.空间三个点
B.空间一条直线和一个点
C.两条相互垂直的直线
D.两条相交的直线
15.(多选)下列命题正确的有()
A,三棱台的各侧棱所在直线必交于一点B.正棱锥的侧面是全等的等腰三角形
C.一条直线和一个点确定一个平面
D.四边形可以确定一个平面
16.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:
③两条相交直线确定一个平面;
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
17.判断下列命题是否正确,正确的是()
A.书桌面是平面
B.平面与平面P相交,它们只有有限个公共点,
C.如果两个平面有三个不共线的公共点,那么这两个平面重合
D.圆心和圆上两点确定一个平面
考点四平面分空间的区域数量
18.(多选)三个平面将空间分成n个部分,则n可能是()
A.5
B.6
C.7
D.8
19.四面体各面所在平面将空间分成几部分?()
A.13
B.14
C.15
D.16
4/11
20.三个平面把空间分成m部分,m的所有可能取值组成集合Q,则Q中所有元素之和为()
A.18
B.19
C.25
D.30
21.空间的1个,2个,3个,4个平面最多可将空间分别分成2个,4个,8个,15个区域,则空间的5个平面最
多可将空间分成的区域个数是()·
A.25
B.26
C.28
D.30
22.以下四个命题正确的是」
①三个平面最多可以把空间分成八部分
②已知四个点不共面,则其中任意三点不共线
③若a∩B=I,直线ac平面a,直线bc平面B,且a∩b=P,则P∈l
④若条直线中任意两条共面,则它们共面
考点五点(线)确定的平面数量问题
23.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
24.(多选)下列结论错误的有()
A,两两相交的三条直线最多可以确定三个平面.
B.两个平面a,B有一个公共点A,就说a,B相交于过A点的任意一条直线,
C.如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.
D.没有公共点的两条直线是异面直线。
25.在空间中,三条直线最多可确定
一个平面
26.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
27.下列命题错误的是()
A.直线及直线外一点,确定一个平面
B.两条平行直线,确定一个平面
C.两条相交直线,确定一个平面
D.三条相交直线两两相交,确定一个平面
28.(多选)空间不共线的四点可以确定平面的个数为()
5/11
A.1
B.3
C.4
D.5
考点六空间中的共点、共线、共面的问题
29.如图,空间四边形ABCD中,E,F分别是AB,AD的中点,G,H分别在BC,CD上,且
BG:GC=DH:HC=1:2」
D
(I)求证:E,F,G,H四点共面:
(2)设EG与FH交于点P,求证:P,A,C三点共线
30.如果空间四点A,B,C,D不共面,那么下列判断正确的是()
A.直线AB与CD平行
B.直线AB与CD相交
C.A,B,C,D四点中可以有三点共线D.A,B,C,D四点中不存在三点共线
31.如图,在正方
ABCD-ABCD中,设线
4C与平面48c0交于点0,则B0.
三点的位置关系是
D
角
⊙
D
C
B
32.如图,在正方
ABCD-ABCD中,对角线
C与平面BDC交于点0,4C与BD交于点MB为AB的中点,
AA
C
F为的中点,求证:,O,M三点共线。
6/11
D
C
B
A
B
33.在正方
ABCD-ABCD中,B,F分别为
G,aC的中点,MCn8D=P,ACOEF=
,如图。
E
C
O F
A
B
(I)求证:D,B,E,F四点共面:
AC
(2)作出直线与平面BDEF
的交点R的位置
34.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CG=
BC,
3
CH=DC.
3
则直线FH与EG的交点一定在直线
上(注:不能填“FH“EG)
D
、G
A
E
B
强化训练
1,下列说法正确的是()
A,三点确定一个平面
B.三条平行直线确定一个平面
C.梯形的四个顶点确定一个平面
D.两两相交的三条直线确定一个平面
2.经过两条不同直线的平面个数可能为()
7/11
A.1
B.2
C.0或1
D.1或2
3.空间中四点可确定的平面有()
A.1个
B.4个
C.1个或4个
D.1个或4个或无数个
4.在三棱锥A-BCD的边AB,BC,CD,DA上分别取E,F,G,H四点,如果EF∩HG=P,则点P
()
A.一定在直线BD上
B.一定在直线AC上
C.在直线AC或BD上
D.不在直线AC上,也不在直线BD上
B
>D
如图所示,
因为
平面
平面
,所以
平面
G
EFC ABC HGC ACD EFHG=P PE
ABC
P∈平面ACD:
又因为平面ABC∩平面ACD=AC,所以P∈AC.
故选:B
5.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
ABCD-ABCD中,P,Q分别是校,
,CC的中点,平面
DPon
6.如图,在正方
「平面ABCD=,则下列
结论错误的是()
D
A16
B
C
B
A.I过点B
B.I不一定过点B
8/11
C DP
的延长线与DA的延长线的交点在'上
D.DQ的延长线与DC的延长线的交点在I上
7.(多选)下列关于平面的说法正确的是()
A.平面面积可以为4cm2
B.A∈a,B∈a,A∈a,B∈a→acu
C.三点确定一个平面
D.两条平行直线只能确定一个平面
8.(多选)下列命题正确的有()
A.一条直线和一个点确定一个平面
B.正棱锥的侧面是全等的等腰三角形
C.三棱台的各侧棱所在直线必交于一点D.底面是平行四边形的四棱柱是平行六面体
9.(多选)下列命题中,正确的是()
A.一条直线和一个点确定一个平面
B.不共线3点确定一个平面
C.过一条直线的平面有无数多个
D.两个平面的公共点组成的集合,可能是一条线段
BCD-4BGD中,O是DB的中点,直线4C交平面CD于点M,则下列结论
AC
CBD
10.(多选)如图,在正方体
正确的是()
D
DK---
A
CM,O三点共线
B
CM0.C四点共面
C.
C0,B,B四点共面
D,
DD0.M四点共面
AC∩CBD=M
11.(多选)在如图所示的正方体中,棱长为6,O为BD中点,直线
平面
,则下列选项正确的是
()
9/11
D
C
By
A
D
M
O
AA
A.
与MO是异面直线
B.
G,M,0三点共线
C.三棱锥M-BCD
BDD B
体积为12
D.M∈平面
12.(多选)如图,在三棱柱
BC-4BG中,EFG,H分别为B8,CC,A8,4C的中点,则下列说法正确的是
分别为
B
C
A
E
B
G
C
H
A.
E,F,G,H四点共面
B.EF//GH
EG,FH,AA
三线不共点
∠EGB,=∠FHC
C
D
13.
在空间四边形ABCD的边AB,BC,CD,DA上分别取点E,F,G,H,如果EH,FG相交于一点M,那么M一定在
直线
上.
E
D
14.A、B、C是直线1上的三点,点D、E不在I上,那么由A、B、C、D、E五点,最多可确定_个平面
15.如图,在正方体
BCD-A8CD中,已知°是D的中点.月百线1C交平国CD于点M.点GAM,0
的位
置关系是
10/11
C
A
⊙
×、M
D
0
B
16.两个平面把空间最多分成
个部分
11/11