内容正文:
专题四 立体几何
第2讲 空间点、线、面的位置关系
1.(2017·全国卷Ⅰ)如图,在下列四个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,Q为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ不平行的是( )
解析:法一 A项,作如图①所示的辅助线,其中D为BC的中点,则QD∥AB.因为QD∩平面MNQ=Q,所以QD与平面MNQ相交,
所以直线AB与平面MNQ相交.
B项,作如图②所示的辅助线,则AB∥CD,CD∥MQ,
所以AB∥MQ.又AB⊄平面MNQ,MQ⊂平面MNQ,
所以AB∥平面MNQ.
C项,作如图③所示的辅助线,则AB∥CD,CD∥MQ,
所以AB∥MQ.又AB⊄平面MNQ,MQ⊂平面MNQ,
所以AB∥平面MNQ.
D项,作如图④所示的辅助线,则AB∥CD,CD∥NQ,
所以AB∥NQ.又AB⊄平面MNQ,NQ⊂平面MNQ,
所以AB∥平面MNQ.故选A.
答案:A
2.(2018·全国卷Ⅰ)已知正方体的棱长为1,每条棱所在直线与平面α所成的角都相等,则α截此正方体所得截面面积的最大值为( )
A.eq \f(3\r(3),4) B.eq \f(2\r(3),3) C.eq \f(3\r(2),4) D.eq \f(\r(3),2)
解析:如图所示,在正方体ABCDA1B1C1D1
中,平面AB1D1与棱A1A,A1B1,A1D1所成的角
都相等,又正方体的其余棱都分别与A1A,A1B1,
A1D1平行,
故正方体ABCDA1B1C1D1的每条棱所在直线与平面AB1D1所成的角都相等.如图所示,取棱AB,BB1,B1C1,C1D1,DD1,AD的中点E,F,G,H,M,N,则正六边形EFGHMN所在平面与平面AB1D1平行且面积最大,此截面面积为S正六边形EFGHMN=6×eq \f(1,2)×eq \f(\r(2),2)×eq \f(\r(2),2)sin 60°=eq \f(3\r(3),4).故选A.
答案:A
3.(2017·全国卷Ⅰ)如图,在四棱锥PABCD中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90°.
(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;
(2)若PA=PD=AB=DC,∠APD=90°,且四棱锥PABCD的体积为eq \f(8,3),求该四棱锥的侧面积.
(1)证明:因为∠BAP=∠CDP=9