直线与平面平行测试题1
人教A版必修2第二章2.2.1《直线与平面的判定》精选题高频考点(含答案)-1

人教A 版必修2第二章2.2.1《直线与平面的判定》精选题高频考点(含答案)-1学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.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( )A .B .C .D .2.如图,在长方体1111ABCD A B C D -中,E 、F 分别是棱1AA 和1BB 的中点,过EF 的平面EFGH 分别交BC 和AD 于点G 、H ,则GH 与AB 的位置关系是( )A .平行B .相交C .异面D .平行或异面 3.若空间四边形ABCD 的两条对角线AC ,BD 的长分别是8,12,过AB 的中点E 且平行于BD ,AC 的截面四边形的周长为( )A .10B .20C .8D .44.在长方体1111ABCD A B C D -中,11AD DD ==,AB =E ,F ,G 分别是AB ,BC ,1CC 棱的中点,P 是底面ABCD 内一个动点,若直线1D P 与平面EFG 平行,则1BB P V 面积最小值为( )A B .1 C D .125.如图,正方体1111ABCD A B C D 中,E ,F ,G ,H 分别为所在棱的中点,则下列各直线中,不与平面1ACD 平行的是( )A .直线EFB .直线GHC .直线EHD .直线1A B 6.如图,正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1的棱长为3,线段B 1D 1上有两个动点E ,F 且EF =1,则当E ,F 移动时,下列结论中错误的是( )A .AE ∥平面C 1BDB .四面体ACEF 的体积不为定值C .三棱锥A ﹣BEF 的体积为定值D .四面体ACDF 的体积为定值7.下列四个正方体图形中,A B ,为正方体的两个顶点,M N P ,,分别为其所在棱的中点,能得出AB ∥平面MNP 的图形的序号是( )A .①③B .②④C .②③D .①④ 8.已知直线m 与平面α,则下列结论成立的是A .若直线m 垂直于α内的两条直线,则m α⊥B .若直线m 垂直于α内的无数条直线,则m α⊥C .若直线m 平行于α内的一条直线,则//m αD .若直线m 与平面α无公共点,则//m α9.如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,M ,N 分别是11,BC CD 的中点,则下列说法错误的是( )A .MN ∥平面ABCDB .MN ∥ABC .MN ⊥ACD .MN ⊥CC 1 10.如图,在四面体ABCD 中,点P ,Q ,M ,N 分别是棱AB ,BC ,CD ,AD 的中点,截面PQMN 是正方形,则下列结论错误的为( )A .AC ⊥BDB .AC ∥截面PQMNC .AC =CDD .异面直线PM 与BD 所成的角为45°11.设l 为直线,α,β是两个不同的平面,下列命题中正确的是( )A .若l ∥α,l ∥β,则α∥βB .若l ⊥α,l ⊥β,则α∥βC .若l ⊥α,l ∥β,则α∥βD .若α⊥β,l ∥α,则l ⊥β12.已知m ,n 是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,给出下列命题: ①若αβ∥,m α⊂,n β⊂,则m n P ;②若m αP ,m n P ,则n αP ;③若m ,n 是异面直线,则存在α,β,使m α⊂,n β⊂,且αβ∥;④若α,β不垂直,则不存在m α⊂,使m β⊥.其中正确的命题有( ).A .1个B .2个C .3个D .4个 13.设平面αβ∥,A α∈,B β∈,C 是AB 的中点,当点,A B 分别在平面,αβ内运动时,则所有的动点C ( )A .不共面B .当且仅当,A B 分别在两条直线上移动时才共面C .当且仅当,A B 分别在两条给定的异面直线上移动时才共面D .不论,A B 如何移动,都共面14.一正方体表面沿着几条棱裁开放平得到如图所示的展开图,则在原正方体中( )A .AB CD ∥ B .AB CD 平面∥C .CD GH ∥ D .AB GH ∥ 15.如图所示,在三棱台111ABC A B C -中,点D 在11A B 上,且1AA BD ∥,点M 是111A B C △内(含边界)的一个动点,且有平面BDM P 平面1A C ,则动点M 的轨迹是( )A .平面B .直线C .线段,但只含1个端点D .圆16.以下命题中真命题的个数是( )①若直线l 平行于平面α内的无数条直线,则直线l αP ;②若直线a 在平面α外,则a P α;③若直线,a b b α⊂∥,则a P α;④若直线,a b b α⊂∥,则a 平行于平面α内的无数条直线.A .1B .2C .3D .4 17.如图,已知正方体1111ABCD A B C D -,E 、F 分别是1BC 、BD 的中点,则至少过正方体3个顶点的截面中与EF 平行的截面个数为( ).A .2B .3C .4D .5 18.已知直线l ,m ,平面α,β,γ,则下列条件能推出l ∥m 的是( ) A .l ⊂α,m ⊂β,α∥βB .α∥β,α∩γ=l ,β∩γ=mC .l ∥α,m ⊂αD .l ⊂α,α∩β=m19.如图,透明塑料制成的长方体容器ABCD -A 1B 1C 1D 1内灌进一些水,固定容器底面一边BC 于地面上,再将容器倾斜,随着倾斜度的不同,有下面四个命题:①没有水的部分始终呈棱柱形;②水面EFGH 所在四边形的面积为定值;③棱A 1D 1始终与水面所在平面平行;④当容器倾斜如图所示时,BE ·BF 是定值.其中正确的个数是( )A .1B .2C .3D .420.如图,几何体111A B C ABC -是一个三棱台,在1A 、1B 、1C 、A 、B 、6C 个顶点中取3 个点确定平面α,αI 平面111A B C m =,且//m AB ,则所取的这3个点可以是( )A .1A 、B 、CB .1A 、B 、1C C .A 、B 、1CD .A 、1B 、1C二、填空题 21.判断下列命题是否正确,正确的在括号内画“√”,错误的画“×”.(1)如果直线//a b ,那么a 平行于经过b 的任何平面.(______)(2)如果直线a 与平面α满足//a α,那么a 与α内的任何直线平行.(______) (3)如果直线a b ,和平面α满足//a α,//b α,那么//a b .(______)(4)如果直线a b ,和平面α满足//a b ,//a α,b α⊄,那么//b α.(______) 22.如图,透明塑料制成的长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1内灌进一些水,固定容器底面一边BC 于水平地面上,再将容器倾斜,随着倾斜度不同,有下面五个命题: ①有水的部分始终呈棱柱形;②没有水的部分始终呈棱柱形;③水面EFGH 所在四边形的面积为定值;④棱A 1D 1始终与水面所在平面平行;⑤当容器倾斜如图(3)所示时,BE•BF 是定值.其中所有正确命题的序号是 ____.23.如图,已知在长方体1111ABCD A B C D -中,1 3, 4,5AB AD AA ===,点E 为1CC 上的一个动点,平面1BED 与棱1AA 交于点F ,给出下列命题:①四棱锥11B BED F -的体积为20;②存在唯一的点E ,使截面四边形1BED F 的周长取得最小值;③当E 点不与C ,1C 重合时,在棱AD 上均存在点G ,使得CG P 平面1BED ④存在唯一一点E ,使得1B D ⊥平面1BED ,且165CE = 其中正确的命题是_____________(填写所有正确的序号)24.α,β为两个不同的平面,m ,n 为两条不同的直线,下列命题中正确的是________(填上所有正确命题的序号).①若α∥β,m ⊂α,则m ∥β; ②若m ∥α,n ⊂α,则m ∥n ; ③若α⊥β,α∩β=n ,m ⊥n ,则m ⊥β; ④若n ⊥α,n ⊥β,m ⊥α,则m ⊥β. 25.如图,正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1的棱长为1,线段B 1D 1上有两个动点E 、F ,且EF =12,则下列结论中正确的序号是_____.①AC ⊥BE ②EF ∥平面ABCD ③△AEF 的面积与△BEF 的面积相等.④三棱锥A ﹣BEF 的体积为定值26.如图,底面是平行四边形的四棱锥P ABCD -中,E PD ∈,F PC ∈,且:5:2PE ED =,若//BF 平面AEC ,则PF FC=______.27.如图,在矩形ABCD 中,4AB =,2AD =,E 为边AB 的中点.将三角形ADE 沿DE 翻折,得到四棱锥1A DEBC -.设线段1A C 的中点为M ,在翻折过程中,有下列三个命题: ①总有//BM 平面1A DE ;②三棱锥1C A DE -体积的最大值为3; ③存在某个位置,使DE 与1A C 所成的角为90o .其中正确的命题是______.(写出所有..正确命题的序号)28.如图,P 是平行四边形ABCD 所在平面外一点,E 为PB 的中点,O 为AC ,BD 的交点,则图中与EO 平行的平面有______.29.如图在四面体ABCD 中,若截面PQMN 是正方形,则在下列命题中正确的有______.(填上所有正确命题的序号)①,⊥AC BD②,AC BD=③截面PQMN,//AC④异面直线PM与BD所成的角为45o.30.如图,正方体的底面与正四面体的底面在同一平面α上,且AB//CD,则直线EF与正方体的六个面所在的平面相交的平面个数为.M N Q为所在棱的31.如图,在下列四个正方体中,A、B为正方体的两个顶点,,,中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ平行的是________.①②③④.32.以下四个正方体中,点M为四等分点,其余各点为顶点或者中点,其中四点共面的有____.①②③④33.已知l 、m 是两条直线,α是平面,若要得到“l ∥α”,则需要在条件“m ⊂α,l ∥m ”中另外添加的一个条件是______.34.如图,DC ⊥平面ABC ,EB ∥DC ,EB =2DC ,P ,Q 分别为AE ,AB 的中点.则直线DP 与平面ABC 的位置关系是________.35.正方体1111ABCD A B C D -中,2AB =,点E 为AD 的中点,点F 在1CC 上,若//EF 平面1AB C ,则EF =_____.36.如图,1111ABCD-A B C D 为正方体,下面结论中正确的是_______.(把你认为正确的结论都填上)①11A C ⊥平面1BD ;②1BD ⊥平面1ACB ;③1BD 与底面11BCC B ;④过点1A 与异面直线AD 与1CB 成60︒角的直线有2条.37.如图所示,正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1,,M N 为线段BC ,1CC 上的动点,过点1,,A M N 的平面截该正方体的截面记为S ,则下列命题正确的是______①当0BM =且0CN 1<<时,S 为等腰梯形;②当,M N 分别为BC ,1CC 的中点时,几何体11A D MN 的体积为112; ③当M 为BC 中点且34CN =时,S 与11C D 的交点为R ,满足116C R =; ④当M 为BC 中点且01CN 剟时,S 为五边形;⑤当13BM =且1CN =时,S 的面积3. 38.如图所示,在几何体ABCDE 中,四边形ABCD 是平行四边形,G F ,分别是BE DC ,的中点,则GF ___________平面ADE .39.如图(1)所示,已知正方形ABCD 中,E F ,分别是AB ,CD 的中点,将ADE V 沿DE 折起,如图(2)所示,则BF 与平面ADE 的位置关系是________.40.下列三个命题在“_______”处都缺少同一个条件,补上这个条件使其构成真命题(其中,l m 为直线,,αβ为平面),则此条件是__________.①____l m m α⎫⎪⎬⎪⎭P P l α⇒P ;②____m l m α⊂⎫⎪⎬⎪⎭P l α⇒P ;③____l m m α⊥⎫⎪⊥⎬⎪⎭l α⇒P三、解答题41.如图,三棱锥P −ABC ,侧棱PA =2,底面三角形ABC 为正三角形,边长为2,顶点P 在平面ABC 上的射影为D ,有AD ⊥DB ,且DB =1.(1)求证:AC//平面PDB ;(2)求二面角P −AB −C 的余弦值;(3)线段PC 上是否存在点E 使得PC ⊥平面ABE ,如果存在,求CE CP 的值;如果不存在,请说明理由.42.如图几何体中,底面ABCD 为正方形,PD ⊥平面ABCD ,//EC PD ,且22PD AD EC ===.(1)求证://BE 平面PDA ;(2)求PA 与平面PBD 所成角的大小.43.如图所示,PA ⊥平面ABCD ,ABCD 为正方形,PA AB a ==,E 、F 、G 分别为PA 、PD 、CD 的中点.(1)求证:直线//PB 平面FEG ;(2)求直线PB 与直线EG 所成角余弦值的大小.44.在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为直角梯形,//AD BC ,AB BC ⊥,侧面PAB ⊥底面ABCD ,1PA AD AB ===,2BC =.()1若PB 的中点为E ,求证://AE 平面PCD ;()2若90PAB ∠=︒,求二面角B PD C --的余弦值.45.如图,在多面体ABCDEF 中,已知ABCD 是边长为2的正方形,BCF ∆为正三角形,4EF =且//EF AB ,EF FB ⊥,G ,H 分别为BC ,EF 的中点.(1)求证://GH 平面EAD ;(2)求三棱锥F BCH -的体积.46.已知四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD ,2PA PD AD ===,点E ,F 分别是PD ,AB 的中点.(1)求证://AE 平面PFC ;(2)若CF 与平面PCD AB 的长. 47.如图所示,AE ⊥平面ABCD ,四边形AEFB 为矩形,//BC AD ,BA AD ⊥,224AE AD AB BC ====.(1)求证://CF 平面ADE ;(2)求平面CDF 与平面AEFB 所成锐二面角的余弦值.48.如图所示,在四棱锥P ABCD -中,//AD BC ,90ADC PAB ︒∠=∠=,12BC CD AD ==.在平面P AD 内找一点M ,使得直线//CM 平面P AB ,并说明理由.49.如图,在平行六面体1111ABCD A B C D -中,1AA AB =,111AB B C ⊥.求证://AB 平面11A B C ;50.如图,直三棱柱ABC﹣A′B′C′,∠BAC=90°,AB=AC=λAA′,点M,N分别为A′B 和B′C′的中点.(1)证明:MN∥平面A′ACC′;(2)若二面角A′﹣MN﹣C为直二面角,求λ的值.参考答案1.A2.A3.B4.A5.C6.B7.D8.D9.B10.C11.B12.B13.D14.C15.C16.A17.D18.B19.C20.C21.× × × √22.①②④⑤23.①②④24.①④25.①②④26.3 227.①②28.平面P AD、平面PCD29.①③④30.431.②③④32.②33.l α⊄34.平行3536.①②④37.①②38.平行.39.平行40.l α⊄41.(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)−√217;(Ⅲ)见解析. 42.(1)见解析(2)6π43.(1)见证明(2)344.()1证明见解析;()12.345.(1)见解析;(2)346.(1)证明见解析,(2)2a =47.(1)见解析(2)2348.AD 的中点M (M ∈平面P AD )为所求的一个点,详见解析 49.证明见解析50.(1)见解析(2)λ=。
最新北师大版七年级下册数学第二章相交线和平行线第1章节两条直线的位置关系知识点+测试试题以及答案

七年级下册第二章 第一小节两条直线的位置关系测试试题1、在同一平面内,两条直线的位置关系分为相交和平行两种。
平行线:在同一平面内,不相交的两条直线叫做平行线。
若两条直线只有一个公共点,我们称这两条直线为相交线。
2、一个角的两边分别是另一个角的两边的反向延长线,这两个角叫做对顶角。
3、对顶角的性质:对顶角相等。
5、对顶角是从位置上定义的,对顶角一定相等,但相等的角不一定是对顶角。
6、如果两个角的和是直角,那么称这两个角互为余角,简称为互余,称其中一个角是另一个角的余角。
7、如果两个角的和是平角,那么称这两个角互为补角,简称为互补,称其中一个角是另一个角的补角。
8、互余和互补是指两角和为直角或两角和为平角,它们只与角的度数有关,与角的位置无关。
9、余角和补角的性质:同角或等角的余角相等,同角或等角的补角相等。
10、余角和补角的性质用数学语言可表示为:(1)则(同角的余角(或补角)相等)。
00001290(180),1390(180),∠+∠=∠+∠=23∠=∠(2)且则(等角的余角(或补角)相等)。
1、下列说法正确的是 。
A 、不相交的两条直线是平行线 B 、同一个平面内,不相交的两条射线叫平行线C 、同一平面内,两条直线不相交就重合 D 、同一平面内,没有公共点的两条直线是平行线2、如图所示,直线a ,b ,c 两两相交,∠1=2∠3,∠2=68°,则∠1= ,∠4= 。
(2题) (3题)3、下面四个图形中,∠1与∠2是对顶角的图形有( )A .0个B .1个C .2个D .3个 4、如图所示,已知O 是直线AB 上一点,∠1=40°,OD 平分∠BOC,则∠2= 。
.(4题) (8题) (9题)5、下面角的图示中,能与30°角互补的是 。
A .B .C .D .6、下列语句错误的有( )个.00001290(180),3490(180),∠+∠=∠+∠=14,∠=∠23∠=∠(1)两个角的两边分别在同一条直线上,这两个角互为对顶角(2)有公共顶点并且相等的两个角是对顶角(3)如果两个角相等,那么这两个角互补(4)如果两个角不相等,那么这两个角不是对顶角A.1 B.2 C.3 D.47、小明做了四道练习题:①有公共顶点的两个角是对顶角②两个直角互为补角③一个三角板中两个锐角互为余角④一个角的两边与另一个角的两边分别在同一直线上,这两个角是对顶角,其中正确的有。
人教A版必修2第二章2.2.3《直线与平面平行的性质》精选题高频考点(含答案)-1

人教A 版必修2第二章2.2.3《直线与平面平行的性质》精选题高频考点(含答案)-1学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.如图,在长方体1111ABCD A B C D -中,E 、F 分别是棱1AA 和1BB 的中点,过EF 的平面EFGH 分别交BC 和AD 于点G 、H ,则GH 与AB 的位置关系是( )A .平行B .相交C .异面D .平行或异面 2.如图所示,在四棱锥P ABCD -中,M N ,分别为AC PC ,上的点,且MN ∥平面PAD ,则( )A .MN PD PB .MN PA ∥C .MN AD P D .以上均有可能 3.如图,P 为平行四边形ABCD 所在平面外一点,E 为AD 上一点,且13AE ED =,F 为PC 上一点,当//PA 平面EBF 时,PF FC=( )A .23B .14C .13D .12 4.如图所示,在长方体1111ABCD A B C D -中,121AB BC AA ,===,则1BC 与平面11BB D D 所成角的正弦值为( )A.3 BC.5 D.5 5.在正方体1111ABCD A B C D -中,E 为棱CD 上一点,且2CE DE =,F 为棱1AA 的中点,且平面BEF 与1DD 交于点G ,与1AC 交于点H ,则( )A .115DG DD =B .113AH HC = C .114DG DD = D .138AH HC = 6.如图,1111ABCD A B C D -是正方体,E 为棱1BB 上的动点(不含端点),平面11AC E 与底面ABCD 的交线为l ,则l 与AC 的位置关系是( )A .异面B .平行C .相交D .与E 点位置有关 7.已知m ,n 是不同的直线,α,β是不重合的平面,下列命题中正确的有( ) ①若m α⊥,m β⊥,则//αβ②若//m α,m β⊂,n αβ=I ,则//m n③若//m α,//m β,则//αβ④若αβ⊥,m α⊂,n β⊂,则m n ⊥A .①②B .①③C .②④D .③④ 8.已知//,a b αα⊂,则直线a 与直线b 的位置关系是( )A .平行B .相交或异面C .异面D .平行或异面 9.已知棱长为3的正方体1111ABCD A B C D -,点E 是棱AB 的中点,12CF FC =u u u r u u u u r ,动点P 在正方形11AA DD (包括边界)内运动,且1PB P 面DEF ,则PC 的长度范围为( )A .B .5⎡⎢⎣C .5⎡⎢⎣D .5⎡⎢⎣10.如图,各棱长均为a 的正三棱柱111ABC A B C -,M 、N 分别为线段1A B 、1B C 上的动点,且MN ∥平面11ACC A ,M ,N 中点S 111ABC A B C -的体积为( )A B C .3 D .11.点E ,F 分别是棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中棱BC ,1CC 的中点,动点P 在正方形11BCC B (包括边界)内运动,且1PA ∥面AEF ,则1PA 的长度范围为( )A .1,2⎡⎢⎣⎦B .42⎡⎢⎣⎦C .342⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .31,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦12.如图,在正四棱锥S -ABCD 中,E ,M ,N 分别是BC ,CD ,SC 的中点,动点P在线段MN 上运动时,下列四个结论:①EP ⊥AC ;②EP ∥BD ;③EP ∥平面SBD ;④EP ⊥平面SAC ,其中恒成立的为( )A .①③B .③④C .①②D .②③④13.一条直线若同时平行于两个相交平面,那么这条直线与这两个平面交线的位置关系是( )A .异面B .相交C .不能确定D .平行 14.如图所示,a P α,A 是α的另一侧的点,B C D a ∈,,,线段AB AC AD ,,分别交α于点EFG ,,,若445BD CF AF ===,,,则EG =( )A .169B .209C .94D .5415.如图,已知四棱锥P ABCD -的底面是平行四边形,AC 交BD 于点O ,E 为AD 中点,F 在PA 上,AP AF λ=,//PC 平面BEF ,则λ的值为( )A .1B .32C .2D .3 16.给出下列关于互不相同的直线,,l m n 和平面,,αβγ的三个命题:①若l 与m 为异面直线,,l m αβ⊂⊂,则//αβ;②若//,,l m αβαβ⊂⊂,则//l m ;③若,,,//l m n l αββγγαγ===I I I ,则//m n .其中正确的个数为( )A .0B .1C .2D .317.如图,P 为平行四边形ABCD 所在平面外一点,E 为AD 的中点,F 为PC 上一点,当P A ∥平面EBF 时,PF FC=( )A .23B .14C .13D .12 18.如果直线m//直线n ,且m//平面α,那么n 与α的位置关系是() A .相交 B .n//α C .n ⊂α D .n//α或n ⊂α 19.若直线a 平行于平面α,则下列结论错误的是( )A .直线a 上的点到平面α的距离相等B .直线a 平行于平面α内的所有直线C .平面α内有无数条直线与直线a 平行D .平面α内存在无数条直线与直线a 所成的角为90o20.已知l ,m 为两条不同直线,α,β为两个不同平面.则下列命题正确的是( ) A .若l αP ,m α⊂,则l m PB .若l αP ,m αP ,则l m PC .若l α⊂,m β⊂,αβ∥,则l m PD .若l αP ,l β∥,m αβ=I ,则l m P二、填空题21.如图,正方体1111ABCD A B C D -中, AB =点E 为11A D 的中点,点F 在11C D 上,若//EF 平面1ACB ,则EF =________.22.在正方体1111ABCD A B C D -中,E 为棱CD 上一点,且2CE DE =,F 为棱1AA 的中点,且平面BEF 与1DD 交于点G ,与1AC 交于点H ,则1DG DD =______,1AH HC =______. 23.如图所示,a ∥α,A 是α的另一侧的点,B 、C 、D ∈a ,线段AB 、AC 、AD 交α于E 、F 、G ,若BD =4,CF =4,AF =5,则EG =________.24.如图,E 是棱长为1正方体1111ABCD A B C D -的棱11C D 上的一点,且1//BD 平面1B CE ,则线段CE 的长度为___________.25.如图所示,四面体ABCD 被一平面所截,截面EFGH 是一个矩形.则直线CD 与平面EFGH 的关系是______.26.如图在四面体ABCD 中,若截面PQMN 是正方形,则在下列命题中正确的有______.(填上所有正确命题的序号)AC BD ⊥①,AC BD =②,//AC ③截面PQMN ,④异面直线PM 与BD 所成的角为45o .27.在三棱锥S ABC -中,ABC ∆是边长为4的正三角形,10SA SB SC ===,平面DEFH 分别与AB ,BC ,SC ,SA 交于D ,E ,F ,H 且D ,E 分别是AB ,BC 的中点,如果直线SB P 平面DEFH ,那么四边形DEFH 的面积为______.28.已知l 、m 是两条直线,α是平面,若要得到“l ∥α”,则需要在条件“m ⊂α,l ∥m ”中另外添加的一个条件是______.29.如图,DC ⊥平面ABC ,EB ∥DC ,EB =2DC ,P ,Q 分别为AE ,AB 的中点.则直线DP 与平面ABC 的位置关系是________.30.正方体1111ABCD A B C D -中,2AB =,点E 为AD 的中点,点F 在1CC 上,若//EF 平面1AB C ,则EF =_____.31.如图所示,在三棱柱111ABC A B C -中,过11A B C ,,的平面与平面ABC 的交线为l ,则l 与直线11A C 的位置关系为________.32.如图所示,长方体1111ABCD A B C D -的底面ABCD 是正方形,其侧面展开图是边长为8的正方形,E F ,分别是侧棱11AA CC ,上的动点,且8AE CF +=,P 在棱1AA 上,且2AP =,若EF P 平面PBD ,则CF =________.33.如图所示,在三棱柱111ABC A B C 中,E F G H ,,,分别是1111AB AC A B A C ,,,的中点,则与平面BCHG 平行的平面为________.34.如图(1)所示,已知正方形ABCD 中,E F ,分别是AB ,CD 的中点,将ADE V 沿DE 折起,如图(2)所示,则BF 与平面ADE 的位置关系是________.35.已知A 、B 、C 、D 四点不共面,且AB ∥平面α,CD ∥α,AC ∩α=E ,AD ∩α=F ,BD ∩α=H ,BC ∩α=G ,则四边形EFHG 是_______四边形.36.如图,棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -中,M 是棱AA 1的中点,过C ,M ,D 1作正方体的截面,则截面的面积是________.37.如图所示,在长方体1111ABCD A B C D -中,111BB B D =,点E 是棱1CC 上的一个动点,若平面1BED 交棱1AA 于点F ,给出下列命题:.① 四棱锥11B BED F -的体积恒为定值;②存在点E ,使得1B D ⊥平面1BD E ;③存在唯一的点E ,使得截面四边形1BED F 的周长取得最小值;④存在无数个点E ,在棱AD 上均有相应的点G ,使得CG P 平面1EBD ,也存在无数个点E ,对棱AD 上任意的点G , 直线CG 与平面1EBD 均相交.其中真命题的是____________.(填出所有正确答案的序号)38.已正知方体ABCD-A 1B 1C 1D 1的棱长为2,点P 是平面AA 1D 1D 的中心,点Q 是B 1D 1上一点,且PQ ∥平面AB 1D ,则线段PQ 长为______.39.设,a b 是平面M 外两条直线,且//a M ,那么//a b 是//b M 的________条件.40. 已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,点P 是平面AA 1D 1D 的中心,点Q 是平面A 1B 1C 1D 1的对角线B 1D 1上一点,且PQ ∥平面AA 1B 1B ,则线段PQ 的长为________.三、解答题41.如图,四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为矩形,侧面PAD 为正三角形,2AD =,3AB =,平面PAD ⊥平面ABCD ,E 为棱PB 上一点(不与P 、B 重合),平面ADE 交棱PC 于点F .(1)求证:AD EF P ;(2)若二面角––B AC E ,求点B 到平面AEC 的距离. 42.如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是梯形,且//BC AD ,2AD BC =,点Q 是线段AD 的中点,过BQ 的平面BQMN 交平面PCD 于MN ,且PQ AB ⊥,AP PD =,且120APD ∠=︒,24BD AB ==,30ADB ∠=︒.(1)求证://BQ MN ;(2)求直线PA 与平面PCD 所成角的余弦值.43.如图所示的一块木料中,棱BC 平行于面A C ''.(1)要经过面A C ''内的一点P 和棱BC 将木料锯开,在木料表面应该怎样画线? (2)所画的线与平面AC 是什么位置关系?44.如图,已知E ,F 分别是正方体1111ABCD A B C D -的棱1AA ,1CC 上的点,且1AE C F =.求证:四边形1EBFD 是平行四边形.45.如图所示,P 是平行四边形ABCD 所在平面外一点,E 是PD 的中点、若M 是CD 上异于C ,D 的点,连接PM 交CE 于点G ,连接BM 交AC 于点H ,连接GH ,求证:GH //PB .46.已知如图,斜三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,点D 、D 1分别为AC 、A 1C 1上的点. (1)当1111A D D C 等于何值时,BC 1∥平面AB 1D 1? (2)若平面BC 1D ∥平面AB 1D 1,求AD DC的值.47.如图所示,已知三棱柱ABC-A'B'C'中,D 是BC 的中点,D'是B'C'的中点,设平面A'D'B∩平面ABC=a ,平面ADC'∩平面A'B'C'=b ,判断直线a ,b 的位置关系,并证明.48.如图,四棱锥P ABCD -的底面ABCD 为直角梯形,//AD BC ,且112BC AD ==,BC DC ⊥,60BAD ∠=︒,平面PAD ⊥底面ABCD ,E 为AD 的中点,PAD ∆为等边三角形,M 是棱PC 上的一点,设PM k MC=(M 与C 不重合).(1)当1k =时,求三棱锥M BCE -的体积;(2)若//PA 平面BME ,求k 的值.49.如图,E ,F ,G ,H 分别是空间四边形ABCD 各边上的点,且::AE EB AH HD m ==,::CF FB CG GD n ==.(1)证明:E ,F ,G ,H 四点共面.(2)m ,n 满足什么条件时,四边形EFGH 是平行四边形?50.如图,在四校锥P ABCD -中,底面ABCD 为正方形,平面PAD ⊥平面ABCD ,点M 在线段PB 上,//PD 平面MAC ,PA PD ==4AB =.求证:M 为PB 的中点.参考答案1.A2.B3.B4.D5.D6.B7.A8.D9.B10.D11.B12.A13.D14.B15.D16.B17.D18.D19.B20.D21.222.163823.20 92425.平行26.①③④27.10 28.lα⊄29.平行3031.平行. 32.2. 33.平面1A EF 34.平行35.平行【答案】9 237.①②③④3839.充分不必要40.241.(1)证明见解析;(2.42.(1)证明见解析(243.(1)见解析(2)直线EF与平面AC平行直线,BE CF与平面AC相交. 44.证明见解析45.证明见解析46.(1)1;(2)1.47.直线a,b的位置关系是平行,证明见试题解析.48.(1)14;(2)1.49.(1)见解析(2)当m n时,四边形EFGH是平行四边形. 50.证明见解析。
新高考数学一轮复习考点知识专题讲解与练习 34 空间直线、平面的平行

新高考数学一轮复习考点知识专题讲解与练习考点知识总结34 空间直线、平面的平行高考概览高考中本考点各种题型都有考查,分值为5分或10分,中等难度考纲研读1.以立体几何的定义、基本事实和定理为出发点,认识和理解空间中线面平行的有关性质与判定定理2.能运用基本事实、定理和已获得的结论证明一些有关空间图形的平行关系的简单命题一、基础小题1.两条直线a,b满足a∥b,b⊂α,则a与平面α的位置关系是()A.a∥αB.a⊂αC.a与α相交D.a与α不相交答案D解析由于b⊂α且a∥b,则a∥α或a⊂α.故a与α不相交.故选D.2.如图所示的三棱柱ABC-A1B1C1中,过A1B1的平面与平面ABC交于DE,则DE与AB的位置关系是()A.异面B.平行C.相交D.以上均有可能答案B解析在三棱柱ABC-A1B1C1中,AB∥A1B1,∵AB⊂平面ABC,A1B1⊄平面ABC,∴A1B1∥平面ABC,∵过A1B1的平面与平面ABC交于DE,∴DE∥A1B1,∴DE∥AB.3.下列命题中错误的是()A.平面内一个三角形各边所在的直线都与另一个平面平行,则这两个平面平行B.平行于同一个平面的两个平面平行C.若两个平面平行,则位于这两个平面内的直线也互相平行D.若两个平面平行,则其中一个平面内的直线平行于另一个平面答案C解析由面面平行的判定定理和性质知A,B,D正确.对于C,位于两个平行平面内的直线也可能异面,故C错误.4.若直线l不平行于平面α,且l⊄α,则()A.α内的所有直线与l异面B.α内不存在与l平行的直线C.α内存在唯一的直线与l平行D.α内的直线与l都相交答案B解析因为l⊄α,若在平面α内存在与直线l平行的直线,则l∥α,这与题意矛盾.故选B.5.给出下面结论:①过不在平面内的一点,有且只有一个平面与这个平面平行;②过不在平面内的一条直线,有且只有一个平面与这个平面平行;③过不在直线上的一点,有且只有一条直线与这条直线平行;④过不在直线上的一点,有且只有一个平面与这条直线平行.其中正确结论的序号为()A.①②B.③④ C.①③D.②④答案C解析对于①,过不在平面内的一点,有且只有一个平面与这个平面平行,正确;对于②,当已知直线与平面相交时,不存在平面与已知平面平行,错误;对于③,过不在直线上的一点,有且只有一条直线与这条直线平行,正确;对于④,过不在直线上的一点,有无数个平面与已知直线平行,错误.故选C.6. 在三棱锥A-BCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA上的点,当BD ∥平面EFGH时,下面结论正确的是()A.E,F,G,H一定是各边的中点B.G,H一定是CD,DA的中点C.BE∶EA=BF∶FC,且DH∶HA=DG∶GCD.AE∶EB=AH∶HD,且BF∶FC=DG∶GC答案D解析由BD∥平面EFGH,得BD∥EH,BD∥FG,则AE∶EB=AH∶HD,且BF∶FC=DG∶GC.故选D.7.设a,b是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则α∥β的一个充分条件是()A.存在一条直线a,a∥α,a∥βB.存在一条直线a,a⊂α,a∥βC.存在两条平行直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥αD.存在两条异面直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α答案D解析若存在一条直线a,a∥α,a∥β,则α∥β或α与β相交;若α∥β,则存在一条直线a,使得a∥α,a∥β,所以A是α∥β的一个必要条件;同理,B,C也是α∥β的一个必要条件而不是充分条件;可以通过平移把两条异面直线平移到一个平面内,成为相交直线,则有α∥β,所以D是α∥β的一个充分条件.故选D.8. (多选)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G分别是A1B1,B1C1,BB1的中点,下列四个推断中正确的是()A.FG∥平面AA1D1D B.EF∥平面BC1D1C.FG∥平面BC1D1D.平面EFG∥平面BC1D1答案AC解析∵在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G分别是A1B1,B1C1,BB1的中点,∴FG∥BC1,∵BC1∥AD1,∴FG∥AD1,∵FG⊄平面AA1D1D,AD1⊂平面AA1D1D,∴FG∥平面AA1D1D,故A正确;∵EF∥A1C1,A1C1与平面BC1D1相交,∴EF与平面BC1D1相交,故B错误;∵FG∥BC1,FG⊄平面BC1D1,BC1⊂平面BC1D1,∴FG∥平面BC1D1,故C正确;∵EF与平面BC1D1相交,∴平面EFG与平面BC1D1相交,故D 错误.二、高考小题9.(2022·浙江高考) 如图,已知正方体ABCD-A1B1C1D1,M,N分别是A1D,D1B 的中点,则()A.直线A1D与直线D1B垂直,直线MN∥平面ABCDB.直线A1D与直线D1B平行,直线MN⊥平面BDD1B1C .直线A 1D 与直线D 1B 相交,直线MN ∥平面ABCDD .直线A 1D 与直线D 1B 异面,直线MN ⊥平面BDD 1B 1答案 A解析 解法一:连接AD 1,则易得点M 在AD 1上,且AD 1⊥A 1D .因为AB ⊥平面AA 1D 1D ,所以AB ⊥A 1D ,所以A 1D ⊥平面ABD 1,所以A 1D 与D 1B 异面且垂直.在△ABD 1中,由中位线定理可得MN ∥AB ,所以MN ∥平面ABCD .易知直线AB 与平面BDD 1B 1成45°角,所以MN 与平面BDD 1B 1不垂直,所以A 正确,B ,C ,D 错误.故选A.解法二:以点D 为坐标原点,DA ,DC ,DD 1所在直线分别为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系.设AB =2,则A 1(2,0,2),D (0,0,0),D 1(0,0,2),B (2,2,0),所以M (1,0,1),N (1,1,1),所以A 1D →=(-2,0,-2),D 1B →=(2,2,-2),MN →=(0,1,0),所以A 1D →·D 1B →=-4+0+4=0,所以A 1D ⊥D 1B .又由图易知直线A 1D 与直线D 1B 是异面直线,所以直线A 1D与直线D 1B 异面且垂直.因为平面ABCD 的一个法向量为n =(0,0,1),MN →·n =0,所以MN ∥平面ABCD .设直线MN 与平面BDD 1B 1所成的角为θ,因为平面BDD 1B 1的一个法向量为a =(-1,1,0),所以sin θ=|cos 〈MN →,a 〉|=|MN →·a ||MN→||a |=12=22,所以直线MN 与平面BDD 1B 1不垂直.故选A.10.(2022·全国Ⅱ卷)设α,β为两个平面,则α∥β的充要条件是( )A .α内有无数条直线与β平行B .α内有两条相交直线与β平行C .α,β平行于同一条直线D.α,β垂直于同一平面答案B解析若α∥β,则α内有无数条直线与β平行,反之则不成立;若α,β平行于同一条直线,则α与β可以平行也可以相交;若α,β垂直于同一个平面,则α与β可以平行也可以相交,故A,C,D中条件均不是α∥β的充要条件.根据平面与平面平行的判定定理知,若一个平面内有两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行,反之也成立.因此,B中条件是α∥β的充要条件.故选B.11.(2022·浙江高考)已知平面α,直线m,n满足m⊄α,n⊂α,则“m∥n”是“m ∥α”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件答案A解析∵m⊄α,n⊂α,m∥n,∴m∥α,故充分性成立.而由m∥α,n⊂α,得m∥n 或m与n异面,故必要性不成立.故选A.12.(2022·全国Ⅰ卷)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()答案A解析A项,作如图①所示的辅助线,其中D为BC的中点,则QD∥AB.∵QD与平面MNQ交于点Q,∴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,∴AB∥MQ.又AB⊄平面MNQ,MQ⊂平面MNQ,∴AB∥平面MNQ.C项,作如图③所示的辅助线,则AB∥CD,CD∥MQ,∴AB∥MQ.又AB⊄平面MNQ,MQ⊂平面MNQ,∴AB∥平面MNQ.D项,作如图④所示的辅助线,则AB∥CD,CD∥NQ,∴AB∥NQ.又AB⊄平面MNQ,NQ⊂平面MNQ,∴AB∥平面MNQ.故选A.13.(2016·全国Ⅱ卷)α,β是两个平面,m,n是两条直线,有下列四个命题:①如果m⊥n,m⊥α,n∥β,那么α⊥β;②如果m⊥α,n∥α,那么m⊥n;③如果α∥β,m⊂α,那么m∥β;④如果m∥n,α∥β,那么m与α所成的角和n与β所成的角相等.其中正确的命题有________(填写所有正确命题的编号).答案②③④解析由m⊥n,m⊥α,可得n∥α或n在α内,当n∥β时,α与β可能相交,也可能平行,故①错误.易知②③④都正确.三、模拟小题14.(2022·辽宁铁岭六校高三模拟)已知m,n是两条不同的直线,α,β,γ是三个不同平面,则下列命题中正确的是()A.若m∥α,n∥α,则m∥nB.若α⊥γ,β⊥γ,则α∥βC.若m∥α,m∥β,则α∥βD.若m⊥α,n⊥α,则m∥n答案D解析若m∥α,n∥α,则m,n平行、相交或异面,故A错误;若α⊥γ,β⊥γ,则α,β平行或相交,故B错误;若m∥α,m∥β,则α,β平行或相交,故C错误;若m⊥α,n⊥α,由线面垂直的性质定理得m∥n,故D正确.故选D.15.(2022·江苏如皋市模拟)四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,Q为AD的中点,点M在线段PC上,PM=tPC,P A∥平面MQB,则实数t的值为()A.15 B .14 C.13 D .12答案 C解析 四棱锥P -ABCD 中,连接AC 分别交BQ ,BD 于点N ,O .因为底面ABCD 为平行四边形,所以O 是AC 中点,也是BD 中点,而点Q 是AD 中点,于是得点N 是△ABD 的重心,从而得AN =23AO =13AC .连接MN ,如图.因为P A ∥平面MQB ,P A ⊂平面P AC ,平面P AC ∩平面MQB =MN ,所以P A ∥MN ,所以t =PM PC =AN AC =13.所以实数t 的值为13.故选C.16.(2022·河北石家庄期中)已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F 分别是它们所在线段的中点,则满足A 1F ∥平面BD 1E 的图形的个数为( )A .0B .1 C.2 D .3答案 B解析 ①中,平移A 1F 至D 1F ′,可知D 1F ′与平面BD 1E 只有一个交点D 1,则A 1F 与平面BD 1E 不平行;②中,由于A 1F ∥D 1E ,而A 1F ⊄平面BD 1E ,D 1E ⊂平面BD 1E ,故A1F∥平面BD1E;③中,平移A1F至D1F′,可知D1F′与平面BD1E只有一个交点D1,则A1F与平面BD1E不平行.故选B.17. (2022·福建宁德高三三模)如图,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,BC⊥CD,AB ∥CD,BC=3,AA1=AB=AD=2,点P,Q,R分别在棱BB1,CC1,DD1上,若A,P,Q,R四点共面,则下列结论错误的是()A.任意点P,都有AP∥QRB.任意点P,四边形APQR不可能为平行四边形C.存在点P,使得△APR为等腰直角三角形D.存在点P,使得BC∥平面APQR答案C解析对于A,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,因为AB∥CD,BB1∥CC1,所以平面ABB1A1∥平面DCC1D1,又因为平面APQR∩平面ABB1A1=AP,平面APQR∩平面DCC1D1=QR,所以AP∥QR,故A正确;对于B,若四边形APQR为平行四边形,则AR∥QP,而AD与BC不平行,即平面ADD1A1与平面BCC1B1不平行,又平面APQR∩平面BCC1B1=QP,平面APQR∩平面ADD1A1=AR,所以直线QP与直线AR不平行,与AR∥QP矛盾,所以四边形APQR不可能是平行四边形,故B正确;对于C,假设存在点P,使得△APR为等腰直角三角形,令BP=x,过点D作DE⊥AB,则DE=BC=3,在线段DR上取一点M使得DM=BP=x,连接BD,PM,则四边形BDMP为矩形,所以MP=BD=2,则PR=PM2+MR2=4+(DR-x)2,AP=BP2+AB2=x2+4,AR=DR2+AD2=4+DR2,显然AR≠PR,若由AP=PR,得x=DR2,则AP=PR=4+DR24,由AR=2AP,即4+DR2=2·4+DR24,得DR=22>2,故舍去,若由AP=AR,则BP=DR=x且BP∥DR⇒四边形BPRD为平行四边形,所以RP=BC2+CD2=2=2AP=8+2BP2=2x2+8,无解,故C错误;对于D,当BP=CQ,且DR=12CQ时,满足BC∥平面APQR,故D 正确.故选C.18. (2022·湖北省襄阳市第四中学高三最后一模)如图,在棱长为2的正方体ABCD -A1B1C1D1中,E,F,G分别是棱AB,BC,CC1的中点,P是底面ABCD内一动点,若直线D1P与平面EFG不存在公共点,则△PBB1的面积的最小值为()A.22B.1 C.2D.2答案C解析延展平面EFG,可得截面EFGHQR,其中H,Q,R分别是所在棱的中点,直线D1P与平面EFG不存在公共点,所以D1P∥平面EFGHQR,由中位线定理可得AC∥EF,EF⊂平面EFGHQR,AC⊄平面EFGHQR,所以AC∥平面EFGHQR,因为Q,R分别是A1D1,AA1的中点,所以QR∥AD1,又AD1⊄平面EFGHQR,QR⊂平面EFGHQR,则AD1∥平面EFGHQR.又AC∩AD1=A,AC⊂平面AD1C,AD1⊂平面AD1C,所以平面AD1C∥平面EFGHQR,又D1P∥平面EFGHQR,所以点P在AC上,因为BO与AC垂直,所以P与O重合时BP最小,此时△PBB1的面积最小,最小值为12×2×2= 2.故选C.19. (多选)(2022·河北衡水中学高三模拟预测)如图,一张矩形白纸ABCD,AB=10,AD=102,E,F分别为AD,BC的中点,BE交AC于点G,DF交AC于点H.现分别将△ABE,△CDF沿BE,DF折起,且点A,C在平面BFDE同侧,则下列命题为真命题的是()A.当平面ABE∥平面CDF时,AC∥平面BFDEB.当平面ABE∥平面CDF时,AE∥CDC.当A,C重合于点P时,PG⊥PDD.当A,C重合于点P时,三棱锥P-DEF的外接球的表面积为150π答案AD解析当平面ABE∥平面CDF时,如图,由已知矩形ABCD中,AB=10,AD=102,E,F分别为AD,BC的中点,可得AC⊥BE,AC⊥DF,且求得AG=GH=CH=1033.则BE⊥平面AGH,DF⊥平面CHG,由BE∥DF,可得平面AGH与平面CHG重合,即四边形AGHC为平面四边形,∵平面ABE∥平面CDF,∴AG∥CH,又AG=CH,可得四边形AGHC为平行四边形,则AC∥GH,可得AC∥平面BFDE,故A正确;假设AE∥CD,则四边形AEDC为平面图形,而GH∥AC,可得GH∥平面AEDC,又由GH⊂平面BFDE,平面BFDE∩平面AEDC=DE,则GH∥DE,即四边形GHDE为平行四边形,可得GH=DE,与GH≠DE矛盾,∴假设错误,故B 错误;当A ,C 重合于点P 时,如图,连接GD ,PG =1033,PD =GD =10,不满足PG 2+PD 2=GD 2,∴PG 与PD 不垂直,故C 错误;在三棱锥P -DEF 中,PE =PF =52,EF =10,∴△EPF 为直角三角形,PE =DE =52,PD =10,∴△PED 为直角三角形,而△FPD 为直角三角形,∴由补形法可知,三棱锥P -DEF 外接球的直径为PF 2+PE 2+DE 2=150,则三棱锥P -DEF 的外接球的表面积为4π×⎝ ⎛⎭⎪⎫15022=150π,故D 正确.故选AD. 20.(多选)(2022·河北唐山高三开学摸底考试)在直四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB ∥CD ,AB ⊥AD ,AB =2AD =2DC =2DD 1=4.则( )A .在棱AB 上存在点P ,使得D 1P ∥平面A 1BC 1B .在棱BC 上存在点P ,使得D 1P ∥平面A 1BC 1C .若P 在棱AB 上移动,则A 1D ⊥D 1PD .在棱A 1B 1上存在点P ,使得DP ⊥平面A 1BC 1答案 ABC解析 对于A ,当P 是AB 的中点时,依题意可知D 1C 1∥DC ∥PB ,D 1C 1=DC =PB ,所以四边形D 1PBC 1是平行四边形,所以D 1P ∥C 1B ,由于D 1P ⊄平面A 1BC 1,C 1B ⊂平面A 1BC 1,所以D 1P ∥平面A 1BC 1,A 正确;对于B ,设E 是AB 的中点,P 是BC 的中点,由上述分析可知D 1E ∥平面A 1BC 1.由于PE ∥AC ∥A 1C 1,PE ⊄平面A 1BC 1,A 1C 1⊂平面A 1BC 1,所以PE ∥平面A 1BC 1.由于D 1E ∩PE =E ,所以平面D 1PE ∥平面A 1BC 1,所以D 1P ∥平面A 1BC 1,B 正确;对于C ,根据已知条件可知四边形ADD 1A 1是正方形,所以A 1D ⊥D 1A ,由于AB ⊥AD ,AB ⊥AA 1,AD ∩AA 1=A ,所以AB ⊥平面ADD 1A 1,所以AB ⊥A 1D .由于D 1A ∩AB =A ,所以A 1D ⊥平面AD 1P ,所以A 1D ⊥D 1P ,C 正确;对于D ,建立如图所示的空间直角坐标系,则A 1(2,0,2),B (2,4,0),C 1(0,2,2),A 1B →=(0,4,-2),A 1C 1→=(-2,2,0).设P (2,t,2),t ∈[0,4].⎩⎪⎨⎪⎧ DP →·A 1B →=4t -4=0,DP →·A 1C 1→=-4+2t =0,此方程组无解,所以在棱A 1B 1上不存在点P ,使得DP ⊥平面A 1BC 1,D 错误.故选ABC.一、高考大题1.(2022·天津高考) 如图,在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为棱BC 的中点,F为棱CD的中点.(1)求证:D1F∥平面A1EC1;(2)求直线AC1与平面A1EC1所成角的正弦值;(3)求二面角A-A1C1-E的正弦值.解(1)证法一:以A为原点,AB,AD,AA1所在直线分别为x,y,z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,则A(0,0,0),A1(0,0,2),B(2,0,0),C(2,2,0),D(0,2,0),C1(2,2,2),D1(0,2,2),因为E 为棱BC 的中点,F 为棱CD 的中点,所以E (2,1,0),F (1,2,0),所以D 1F →=(1,0,-2),A 1C 1→=(2,2,0),A 1E →=(2,1,-2),设平面A 1EC 1的法向量为m =(x 1,y 1,z 1),则⎩⎪⎨⎪⎧ m ·A 1C 1→=2x 1+2y 1=0,m ·A 1E →=2x 1+y 1-2z 1=0,令x 1=2,则m =(2,-2,1)为平面A 1EC 1的一个法向量,因为D 1F →·m =2-2=0,所以D 1F →⊥m ,因为D 1F ⊄平面A 1EC 1,所以D 1F ∥平面A 1EC 1.证法二:连接B 1D 1与A 1C 1交于点G ,连接EF ,EG ,BD .则GD 1=12B 1D 1=12BD ,GD 1∥BD .又E ,F 分别为BC ,CD 的中点,可知EF ∥BD ,且EF =12BD ,所以EF =GD 1,且EF ∥GD 1.所以四边形GEFD 1为平行四边形.所以D 1F ∥GE .又GE ⊂平面A 1EC 1,D 1F ⊄平面A 1EC 1,所以D 1F ∥平面A 1EC 1.(2)由(1)得,AC 1→=(2,2,2), 设直线AC 1与平面A 1EC 1所成的角为θ,则sin θ=|cos 〈m ,AC 1→〉|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪m ·AC 1→|m ||AC 1→|=23×23=39. (3)如图,连接DB .由正方体的特征可得,平面AA 1C 1的一个法向量为DB →=(2,-2,0),则cos 〈DB →,m 〉=DB →·m |DB→||m |=822×3=223, 所以二面角A -A 1C 1-E 的正弦值为1-cos 2〈DB →,m 〉=13. 2.(2022·北京高考) 如图,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E 为BB 1的中点.(1)求证:BC 1∥平面AD 1E ;(2)求直线AA 1与平面AD 1E 所成角的正弦值. 解 (1)证明:在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB ∥A 1B 1且AB =A 1B 1,A 1B 1∥C 1D 1且A 1B 1=C 1D 1,∴AB ∥C 1D 1且AB =C 1D 1,∴四边形ABC 1D 1为平行四边形,∴BC 1∥AD 1.∵BC 1⊄平面AD 1E ,AD 1⊂平面AD 1E ,∴BC 1∥平面AD 1E .(2)以点A 为坐标原点,AD ,AB ,AA 1所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系Axyz ,设正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为2,则A (0,0,0),A 1(0,0,2),D 1(2,0,2),E (0,2,1),AA 1→=(0,0,2),AD 1→=(2,0,2),AE →=(0,2,1). 设平面AD 1E 的法向量为n =(x ,y ,z ),由⎩⎪⎨⎪⎧ n ·AD 1→=0,n ·AE →=0,得⎩⎨⎧2x +2z =0,2y +z =0, 令z =-2,则x =2,y =1,则n =(2,1,-2)为平面AD 1E 的一个法向量.设直线AA 1与平面AD 1E 所成的角为θ,则sin θ=|cos 〈n ,AA 1→〉|=|n ·AA 1→||n ||AA 1→|=43×2=23.因此,直线AA 1与平面AD 1E 所成角的正弦值为23.3. (2022·全国Ⅱ卷)如图,已知三棱柱ABC -A 1B 1C 1的底面是正三角形,侧面BB 1C 1C 是矩形,M ,N 分别为BC ,B 1C 1的中点,P 为AM 上一点,过B 1C 1和P 的平面交AB 于E ,交AC 于F .(1)证明:AA1∥MN,且平面A1AMN⊥平面EB1C1F;(2)设O为△A1B1C1的中心,若AO∥平面EB1C1F,且AO=AB,求直线B1E与平面A1AMN所成角的正弦值.解(1)证明:∵M,N分别为BC,B1C1的中点,∴MN∥BB1.又AA1∥BB1,∴AA1∥MN.∵△A1B1C1为等边三角形,N为B1C1的中点,∴A1N⊥B1C1.又侧面BB1C1C为矩形,∴B1C1⊥BB1.∵MN∥BB1,∴MN⊥B1C1.又MN∩A1N=N,MN,A1N⊂平面A1AMN,∴B1C1⊥平面A1AMN.又B1C1⊂平面EB1C1F,∴平面A1AMN⊥平面EB1C1F.(2)解法一:连接NP,∵AO∥平面EB1C1F,平面AONP∩平面EB1C1F=NP,∴AO ∥NP .∵三棱柱上下底面平行,平面A 1AMN ∩平面ABC =AM ,平面A 1AMN ∩平面A 1B 1C 1=A 1N , ∴ON ∥AP .∴四边形ONP A 是平行四边形. ∴ON =AP ,AO =NP . 设△ABC 边长是6m (m >0), 则NP =AO =AB =6m .∵O 为△A 1B 1C 1的中心,且△A 1B 1C 1的边长为6m , ∴ON =13×6m ×sin60°=3m . ∴AP =ON =3m .∵BC ∥B 1C 1,B 1C 1⊂平面EB 1C 1F ,BC ⊄平面EB 1C 1F , ∴BC ∥平面EB 1C 1F .又BC ⊂平面ABC ,平面ABC ∩平面EB 1C 1F =EF , ∴EF ∥BC ,∴AP AM =EP BM ,∴3m 33m =EP3m,解得EP=m.在B1C1截取B1Q=EP=m,连接PQ,故QN=2m.∵B1Q=EP且B1Q∥EP,∴四边形B1QPE是平行四边形,∴B1E∥PQ.由(1)可知B1C1⊥平面A1AMN,故∠QPN为直线B1E与平面A1AMN所成的角.在Rt△QPN中,根据勾股定理可得PQ=QN2+NP2=(2m)2+(6m)2=210m,∴sin∠QPN=QNPQ =2m210m=1010.∴直线B1E与平面A1AMN所成角的正弦值为1010.解法二:由(1)知B1C1⊥平面A1AMN,又BC∥B1C1,∴BC⊥平面A1AMN,∴平面A1AMN⊥平面ABC,作NQ⊥AM,垂足为Q,则NQ⊥平面ABC.由已知得AM⊥BC,以Q为坐标原点,QA→的方向为x轴正方向,QN→的方向为z轴正方向,|MB →|为单位长,建立如图所示的空间直角坐标系Qxyz ,则AB =2,AM = 3.设M (-a,0,0).连接NP ,则四边形AONP 为平行四边形, ∴NP =AO =AB =2, ∴PQ =⎪⎪⎪⎪⎪⎪233-a, NQ =NP 2-PQ 2=4-⎝ ⎛⎭⎪⎫233-a 2, ∴B 1⎝⎛⎭⎪⎫0,1,4-⎝ ⎛⎭⎪⎫233-a 2,E ⎝ ⎛⎭⎪⎫233-a ,13,0, 故B 1E →=⎝ ⎛⎭⎪⎫233-a ,-23,-4-⎝ ⎛⎭⎪⎫233-a 2,|B 1E →|=2103.又n =(0,-1,0)是平面A 1AMN 的一个法向量, 设直线B 1E 与平面A 1AMN 所成的角为θ, ∴sin θ=|cos 〈n ,B 1E →〉|=|n ·B 1E →||n ||B 1E →|=1010. ∴直线B 1E 与平面A 1AMN 所成角的正弦值为1010.4. (2022·全国Ⅰ卷)如图,直四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1的底面是菱形,AA 1=4,AB =2,∠BAD =60°,E ,M ,N 分别是BC ,BB 1,A 1D 的中点.(1)证明:MN∥平面C1DE;(2)求二面角A-MA1-N的正弦值.解(1)证明:如图,连接B1C,ME.因为M,E分别为BB1,BC的中点,所以ME∥B1C,且ME=12B1C.又因为N为A1D的中点,所以ND=12A1D.由题设知A1B1綊DC,可得B1C綊A1D,故ME綊ND,因此四边形MNDE为平行四边形,所以MN∥ED.又MN⊄平面C1DE,ED⊂平面C1DE,所以MN∥平面C1DE.(2)由已知可得DE ⊥DA ,以D 为坐标原点,DA→的方向为x 轴正方向,DE →的方向为y 轴正方向,DD 1→的方向为z 轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系Dxyz ,则A (2,0,0),A 1(2,0,4),M (1,3,2),N (1,0,2),A 1A →=(0,0,-4),A 1M →=(-1,3,-2),A 1N →=(-1,0,-2),MN →=(0,-3,0).设m =(x ,y ,z )为平面A 1MA 的法向量, 则⎩⎪⎨⎪⎧m ·A 1M →=0,m ·A 1A →=0,所以⎩⎨⎧-x +3y -2z =0,-4z =0,可取m =(3,1,0).设n =(p ,q ,r )为平面A 1MN 的法向量, 则⎩⎪⎨⎪⎧n ·MN →=0,n ·A 1N →=0,所以⎩⎨⎧-3q =0,-p -2r =0,可取n =(2,0,-1).于是cos 〈m ,n 〉=m ·n |m ||n |=232×5=155,sin 〈m ,n 〉=1-⎝⎛⎭⎪⎫1552=105, 所以二面角A -MA 1-N 的正弦值为105.5. (2022·天津高考)如图,AE ⊥平面ABCD ,CF ∥AE ,AD ∥BC ,AD ⊥AB ,AB =AD =1,AE =BC =2.(1)求证:BF ∥平面ADE ;(2)求直线CE 与平面BDE 所成角的正弦值;(3)若二面角E -BD -F 的余弦值为13,求线段CF 的长.解 (1)证明:以A 为坐标原点,AB 所在的直线为x 轴,AD 所在的直线为y 轴,AE 所在的直线为z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系.则A (0,0,0),B (1,0,0),设F (1,2,h ).依题意,AB→=(1,0,0)是平面ADE 的一个法向量,又BF →=(0,2,h ),可得BF →·AB→=0, 又因为直线BF ⊄平面ADE ,所以BF ∥平面ADE .(2)依题意,D (0,1,0),E (0,0,2),C (1,2,0),则BD →=(-1,1,0),BE →=(-1,0,2),CE →=(-1,-2,2).设n =(x ,y ,z )为平面BDE 的法向量,则⎩⎪⎨⎪⎧n ·BD →=0,n ·BE →=0,即⎩⎨⎧-x +y =0,-x +2z =0,不妨令z =1,可得n =(2,2,1)为平面BDE 的一个法向量. 设直线CE 与平面BDE 所成的角为θ,则sin θ=|cos 〈CE →,n 〉|=|CE →·n ||CE →||n |=49.所以直线CE 与平面BDE 所成角的正弦值为49. (3)设m =(x 1,y 1,z 1)为平面BDF 的法向量, 则⎩⎪⎨⎪⎧m ·BD →=0,m ·BF →=0,即⎩⎨⎧-x 1+y 1=0,2y 1+hz 1=0, 不妨令y 1=1,可得m =⎝ ⎛⎭⎪⎫1,1,-2h 为平面BDF 的一个法向量.由题意,有|cos 〈m ,n 〉|=|m ·n ||m ||n |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪4-2h 32+4h 2=13,解得h =87.经检验,符合题意. 所以线段CF 的长为87. 二、模拟大题6. (2022·浙江省名校协作体高三上学期开学考试)如图所示,在三棱柱BCD -B 1C 1D 1与四棱锥A -BB 1D 1D 的组合体中,已知BB 1⊥平面BCD ,四边形ABCD 是菱形,∠BCD =60°,AB =2,BB 1=1.(1)设O是线段BD的中点,求证:C1O∥平面AB1D1;(2)求直线B1C与平面AB1D1所成角的正弦值.解(1)证明:取B1D1的中点为E,连接C1E,OA,AE,易知C1E=OA且C1E∥OA,所以四边形C1EAO为平行四边形,所以C1O∥EA,又C1O⊄平面AB1D1,AE⊂平面AB1D1,所以C1O∥平面AB1D1.(2)解法一:过点C作平面AB1D1的垂线,垂足为G,连接B1G(图略),则∠CB1G 就是直线B1C与平面AB1D1所成的角.又CG是点O到平面AB1D1的距离的2倍,连接EO,由B1D1⊥EC1,B1D1⊥EO,知B1D1⊥平面AEO,所以平面AEO⊥平面AB1D1,在△AEO中,作OH⊥AE,垂足为H,即OH⊥平面AB1D1.由题可得AO=3,B1C=5,AE=2,所以在Rt△AEO中,OH=AO·OEAE =32,所以点C 到平面AB 1D 1的距离为3, 所以sin ∠CB 1G =CG B 1C =155.解法二:如图所示,以O 为坐标原点,OA ,OB ,OE 所在的直线分别为x ,y ,z 轴,建立空间直角坐标系Oxyz ,得A (3,0,0),B 1(0,1,1),D 1(0,-1,1),C (-3,0,0),所以AB 1→=(-3,1,1),D 1B 1→=(0,2,0),B 1C →=(-3,-1,-1), 设平面AB 1D 1的法向量为n =(x ,y ,z ), 则⎩⎪⎨⎪⎧n ·AB 1→=0,n ·D 1B 1→=0,得⎩⎨⎧-3x +y +z =0,2y =0,令x =1,有y =0,z =3,所以n =(1,0,3)为平面AB 1D 1的一个法向量. 记α为直线B 1C 与平面AB 1D 1所成的角, 则sin α=|n ·B 1C →||n ||B 1C →|=155.7. (2022·河北张家口第一次模拟)如图,四边形ABCD 是正方形,P A ⊥平面ABCD ,P A ∥EB ,且P A =AB =3.(1)求证:CE∥平面P AD;(2)若BE=13P A,求直线PD与平面PCE所成角的正弦值.解(1)证明:因为四边形ABCD是正方形,所以BC∥AD.又AD⊂平面P AD,BC⊄平面P AD,所以BC∥平面P AD.因为P A∥EB,P A⊂平面P AD,EB⊄平面P AD,所以EB∥平面P AD,又BC∩EB=B,所以平面EBC∥平面P AD,又因为CE⊂平面EBC,所以CE∥平面P AD.(2) 以A为坐标原点,AD,AB,AP所在直线分别为x,y,z轴建立如图所示的空间直角坐标系.因为P A=AB=3,所以BE=13P A=1,则P(0,0,3),D(3,0,0),C(3,3,0),E(0,3,1),则PD→=(3,0,-3),PC→=(3,3,-3),PE→=(0,3,-2).设平面PCE的法向量为m=(x,y,z),则由⎩⎪⎨⎪⎧ m ·PC →=(x ,y ,z )·(3,3,-3)=3x +3y -3z =0,m ·PE →=(x ,y ,z )·(0,3,-2)=3y -2z =0, 得⎩⎪⎨⎪⎧ x =z 3,y =2z 3,令z =3,得平面PCE 的一个法向量为m =(1,2,3),设直线PD 与平面PCE 所成角为θ,则sin θ=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪PD →·m |PD →||m |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪(3,0,-3)·(1,2,3)32×14=77. 所以直线PD 与平面PCE 所成角的正弦值为77.8. (2022·湖南省汨罗市二中高三入学考试)如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为边长为2的菱形,∠DAB =60°,∠ADP =90°,平面ADP ⊥平面ABCD ,点F 为棱PD 的中点.(1)在棱AB 上是否存在一点E ,使得AF ∥平面PCE ?并说明理由;(2)当二面角D -FC -B 的余弦值为24时,求直线PB 与平面ABCD 所成的角.解 (1)在棱AB 上存在点E ,使得AF ∥平面PCE ,点E 为棱AB 的中点.理由如下: 取PC 的中点Q ,连接EQ ,FQ ,由题意,FQ ∥CD 且FQ =12CD ,AE ∥CD 且AE =12CD ,则AE ∥FQ 且AE =FQ .所以四边形AEQF 为平行四边形.所以AF ∥EQ ,又EQ ⊂平面PCE ,AF ⊄平面PCE ,所以AF ∥平面PCE .(2)由题意,知△ABD 为正三角形,所以ED ⊥AB ,亦即ED ⊥CD ,又∠ADP =90°,所以PD ⊥AD ,且平面ADP ⊥平面ABCD ,平面ADP ∩平面ABCD =AD ,所以PD ⊥平面ABCD ,故以D 为坐标原点建立如图所示的空间直角坐标系, 设FD =a (a >0),则由题意知D (0,0,0),F (0,0,a ),C (0,2,0),B (3,1,0), FC→=(0,2,-a ),CB →=(3,-1,0), 设平面FBC 的法向量为m =(x ,y ,z ),则由⎩⎪⎨⎪⎧ m ·FC →=0,m ·CB →=0,得⎩⎨⎧2y -az =0,3x -y =0, 令x =1,则y =3,z =23a , 所以取m =⎝⎛⎭⎪⎫1,3,23a ,显然可取平面DFC 的一个法向量n =(1,0,0),由题意知24=|cos〈m,n〉|=11+3+12a2,所以a= 3.由于PD⊥平面ABCD,所以PB在平面ABCD内的射影为BD,所以∠PBD即为直线PB与平面ABCD所成的角,易知在Rt△PBD中,tan∠PBD=PDBD=a=3,从而∠PBD=60°,所以直线PB与平面ABCD所成的角为60°.。
高中数学必修二2.2-直线、平面平行的判定及其性质课堂练习及答案

2.2.直线、平面平行的判定及其性质2.2.1 直线与平面平行的判定●知识梳理1、直线与平面平行的判定定理:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行。
简记为:线线平行,则线面平行。
符号表示:a αb β => a∥αa∥b●知能训练一.选择题1.已知m,n是两条不同直线,α,β,γ是三个不同平面,下列命题中正确的是()A.若m∥α,n∥α,则m∥n B.若α⊥γ,β⊥γ,则α∥βC.若m∥α,m∥β,则α∥βD.若m⊥α,n⊥α,则m∥n2.若直线l不平行于平面α,且l⊄α,则()A.α内存在直线与l异面B.α内存在与l平行的直线C.α内存在唯一的直线与l平行D.α内的直线与l都相交3.如图,M是正方体ABCD-A1B1C1D1的棱DD1的中点,给出下列命题①过M点有且只有一条直线与直线AB、B1C1都相交;②过M点有且只有一条直线与直线AB、B1C1都垂直;③过M点有且只有一个平面与直线AB、B1C1都相交;④过M点有且只有一个平面与直线AB、B1C1都平行.其中真命题是()A.②③④B.①③④C.①②④D.①②③4.正方体ABCD-A1B1C1D1中M,N,Q分别是棱D1C1,A1D1,BC的中点.P在对角线BD1上,且BP=BD1,给出下面四个命题:(1)MN∥面APC;(2)C1Q∥面APC;(3)A,P,M三点共线;(4)面MNQ∥面APC.正确的序号为()A.(1)(2)B.(1)(4)C.(2)(3)D.(3)(4)5.在正方体ABCD-A1B1C1D1的各个顶点与各棱中点共20个点中,任取两点连成直线,所连的直线中与A1BC1平行的直线共有()A.12条B.18条C.21条D.24条6.直线a∥平面α,P∈α,那么过P且平行于a的直线()A.只有一条,不在平面α内B.有无数条,不一定在平面α内C.只有一条,且在平面α内D.有无数条,一定在平面α内7.如果直线a∥平面α,那么直线a与平面α内的()A.一条直线不相交B.两条直线不相交C.无数条直线不相交D.任意一条直线不相交8.如图在正方体ABCD-A1B1C1D1中,与平面AB1C平行的直线是()A.DD1B.A1D1C.C1D1D.A1D9.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,点D为AC的中点,点D1是A1C1上的一点,若BC1∥平面AB1D1,则等于()A.1/2B.1 C.2 D.310.下面四个正方体图形中,A、B为正方体的两个顶点,M、N、P分别为其所在棱的中点,能得出AB∥平面MNP的图形是()A.①②B.①④C.②③D.③④11.如图,正方体的棱长为1,线段B′D′上有两个动点E,F,EF=,则下列结论中错误的是()A.AC⊥BEB.EF∥平面ABCDC.三棱锥A-BEF的体积为定值D.异面直线AE,BF所成的角为定值二.填空题12.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G,H,M分别是棱AD,DD1,D1A1,A1A,AB的中点,点N在四边形EFGH的四边及其内部运动,则当N只需满足条件时,就有MN⊥A1C1;当N只需满足条件时,就有MN∥平面B1D1C.13.如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,点E为AD的中点,点F在CD上,若EF∥平面AB1C,则线段EF的长度等于.三.解答题14.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱AA1⊥底面ABC,AB⊥BC,D为AC的中点,AA1=AB=2.(1)求证:AB 1∥平面BC1D;(2)若BC=3,求三棱锥D-BC1C的体积.2.2.2 平面与平面平行的判定●知识梳理1、两个平面平行的判定定理:一个平面内的两条交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行。
高中数学练习题 线面、面面平行的判定与性质

线面、面面平行的判定与性质基础巩固强化1.已知l是直线,α、β是两个不同平面,下列命题中的真命题是()A.若l∥α,l∥β,则α∥βB.若α⊥β,l∥α,则l⊥βC.若l⊥α,l∥β,则α⊥βD.若l∥α,α∥β,则l∥β2.已知m、n是两条直线,α、β是两个平面,给出下列命题:①若n⊥α,n⊥β,则α∥β;②若平面α上有不共线的三点到平面β的距离相等,则α∥β;③若n、m为异面直线,n⊂α,n∥β,m⊂β,m∥α,则α∥β.其中正确命题的个数是()A.3个B.2个C.1个D.0个一个正方体纸盒展开后如图,在原正方体纸盒中有下列结论:①AB⊥EF②AB与CM成60°③EF与MN是异面直线④MN∥CD其中正确的是()A.①②B.③④C.②③D.①③3.已知平面α∩β=l,m是α内不同于l的直线,那么下列命题中错误..的是()A.若m∥β,则m∥l B.若m∥l,则m∥βC.若m⊥β,则m⊥l D.若m⊥l,则m⊥β4.设a、b是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,则下列命题错误的是()A.若a⊥α,b∥α,则a⊥bB.若a⊥α,b∥a,b⊂β,则α⊥βC.若a⊥α,b⊥β,α∥β,则a∥bD.若a∥α,a∥β,则α∥β对于平面α和共面的直线m、n,下列命题是真命题的是()A.若m,n与α所成的角相等,则m∥n B.若m∥α,n∥α,则m∥nC.若m⊥α,m⊥n,则n∥αD.若m⊂α,n∥α,则m∥n5.设α、β是两个不同的平面,a、b是两条不同的直线,给出下列四个命题,其中真命题是() A.若a∥α,b∥α,则a∥b B.若a∥α,b∥β,a∥b,则α∥βC.若a⊥α,b⊥β,a∥b,则α∥βD.若a、b在平面α内的射影互相垂直,则a⊥b 6.设两个平面α、β,直线l,下列三个条件:①l⊥α;②l∥β;③α⊥β.若以其中两个作为前提,另一个作为结论,则可构成三个命题,这三个命题中正确命题的个数为()A .3B .2C .1D .07.正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1cm ,过AC 作平行于对角线BD 1的截面,则截面面积为________.8.在空间中,有如下命题:①互相平行的两条直线在同一个平面内的射影必然是互相平行的两条直线; ②若平面α∥平面β,则平面α内任意一条直线m ∥平面β;③若平面α与平面β的交线为m ,平面α内的直线n ⊥直线m ,则直线n ⊥平面β; ④若平面α内的三点A 、B 、C 到平面β的距离相等,则α∥β. 其中正确命题的序号为________.9.已知m 、n 是两条不重合的直线,α、β、γ是三个两两不重合的平面,给出下列命题: ①若m ∥α,n ∥α,m ∥β,n ∥β,则α∥β; ②若α⊥γ,β⊥γ,α∩β=m ,n ⊂γ,则m ⊥n ; ③若m ⊥α,α⊥β,m ∥n ,则n ∥β; ④若n ∥α,n ∥β,α∩β=m ,那么m ∥n . 其中正确命题的序号是________.10.如图,直三棱柱ABC -A ′B ′C ′,∠BAC =90°,AB =AC =2,AA ′=1,点M 、N 分别为A ′B 和B ′C ′的中点.(1)证明:MN ∥平面A ′ACC ′;(2)求三棱锥A ′-MNC 的体积(锥体体积公式V =13Sh ,其中S 为底面面积,h 为高).如图,在侧棱垂直底面的四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AD ∥BC ,AD ⊥AB ,AB =2,AD =2,BC =4,AA 1=2,E 是DD 1的中点,F是平面B1C1E与直线AA1的交点.(1)证明:①EF∥A1D1;②BA1⊥平面B1C1EF;(2)求BC1与平面B1C1EF所成角的正弦值.能力拓展提升11.如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别为棱AB、CC1的中点,在平面ADD1A1内且与平面D1EF平行的直线()A.不存在B.有1条C.有2条D.有无数条12.如图,若Ω是长方体ABCD—A1B1C1D1被平面EFGH截去几何体EFGHB1C1后得到的几何体,其中E为线段A1B1上异于B1的点,F为线段BB1上异于B1的点,且EH∥A1D1,则下列结论中不正确...的是()A.EH∥FG B.四边形EFGH是矩形C.Ω是棱柱D.Ω是棱台下列命题中,是假命题的是()A.三角形的两条边平行于一个平面,则第三边也平行于这个平面B.平面α∥平面β,a⊂α,过β内的一点B有唯一的一条直线b,使b∥aC.α∥β,γ∥δ,α、β与γ、δ的交线分别为a、b和c、d,则a∥b∥c∥dD.一条直线与两个平面成等角是这两个平面平行的充要条件13.(2012·南昌二模)若P是两条异面直线l、m外的任意一点,则下列命题中假命题的序号是________.①过点P有且仅有一条直线与l、m都平行;②过点P有且仅有一条直线与l、m都垂直;③过点P有且仅有一条直线与l、m都相交;④过点P有且仅有一条直线与l、m都异面.14.下列四个正方体图形中,A、B为正方体的两个顶点,M、N、P分别为其所在棱的中点,能得出AB∥平面MNP的图形的序号是______(写出所有符合要求的图形序号).15.(2011·广东揭阳一模)如图,已知平行四边形ABCD中,BC=6,正方形ADEF所在平面与平面ABCD垂直,G、H分别是DF、BE的中点.(1)求证:GH∥平面CDE;(2)若CD=2,DB=42,求四棱锥F-ABCD的体积.[解析](1)证法1:∵EF∥AD,AD∥BC,∴EF∥BC.又EF=AD=BC,∴四边形EFBC是平行四边形,∴H为FC的中点.又∵G是FD的中点,∴GH∥CD.∵GH⊄平面CDE,CD⊂平面CDE,∴GH∥平面CDE.证法2:连接EA,∵ADEF是正方形,∴G是AE的中点.∴在△EAB中,GH∥AB.又∵AB∥CD,∴GH∥CD.∵HG⊄平面CDE,CD⊂平面CDE,∴GH∥平面CDE.(2)∵平面ADEF⊥平面ABCD,交线为AD,且F A⊥AD,∴F A⊥平面ABCD.∵AD=BC=6,∴F A=AD=6.又∵CD=2,DB=42,CD2+DB2=BC2,∴BD⊥CD. ∵S▱ABCD=CD·BD=82,∴V F-ABCD=13S▱ABCD·F A=13×82×6=16 2.(理)如图,在多面体ABCDEF中,四边形ABCD是正方形,AB=2EF=2,EF∥AB,EF⊥FB,∠BFC=90°,BF=FC,H为BC的中点.(1)求证:FH∥平面EDB;(2)求证:AC⊥平面EDB;(3)求四面体B-DEF的体积.[解析](1)证明:设AC与BD交于点G,联结EG、GH.则G为AC中点,∵H是BC中点,∴GH綊12AB,又∵EF綊12AB,∴四边形EFHG为平行四边形.∴FH∥EG.又EG⊂平面EDB,而FH⊄平面EDB,∴FH∥平面EDB.(2)证明:∵EF∥AB,EF⊥FB.∴AB⊥FB.又四边形ABCD为正方形,∴AB⊥BC,又FB∩BC=B,∴AB⊥平面BFC.∵FH⊂平面BFC,∴AB⊥FH.又∵FB=FC,H是BC中点,∴FH⊥BC.又AB∩BC=B,∴FH⊥平面ABCD,∴FH⊥AC. 又EG∥FH,∴EG⊥AC,又AC⊥BD,BD∩EG=G,∴AC⊥平面EDB.(3)∵EF⊥BF,BF⊥FC且EF∩FC=F,∴BF⊥平面CDEF,∴BF 为四面体B —DEF 的高. 又∵BC =AB =2,∴BF =FC = 2.四边形CDEF 为直角梯形,且EF =1,CD =2. ∴S △DEF =12(1+2)×2-12×2×2=22∴V B —DEF =13×22×2=13. 16.(2012·辽宁大连市、沈阳市联考)如图,在四棱锥P -ABCD 中,P A ⊥底面ABCD ,四边形ABCD 为长方形,AD =2AB ,点E 、F 分别是线段PD 、PC 的中点.(1)证明:EF ∥平面P AB ;(2)在线段AD 上是否存在一点O ,使得BO ⊥平面P AC ,若存在,请指出点O 的位置,并证明BO ⊥平面P AC ;若不存在,请说明理由.[解析] (1)证明:∵EF ∥CD ,CD ∥AB ,∴EF ∥AB , 又∵EF ⊄平面P AB ,AB ⊂平面P AB ,(2)在线段AD上存在一点O,使得BO⊥平面P AC,此时点O为线段AD的四等分点,且AO=14AD,∵P A⊥底面ABCD,∴P A⊥BO,又∵长方形ABCD中,AD=2AB,∴△ABO△DAC,∴∠ABO+∠BAC=∠DAC+∠BAC=90°,∴AC⊥BO,又∵P A∩AC=A,∴BO⊥平面P AC.1.(2012·四川文,6)下列命题正确的是()A.若两条直线和同一个平面所成的角相等,则这两条直线平行B.若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等,则这两个平面平行C.若一条直线平行于两个相交平面,则这条直线与这两个平面的交线平行D.若两个平面都垂直于第三个平面,则这两个平面平行[答案] C[解析]本题考查了线面角,面面垂直,线面平行,面面平行等位置关系的判定与性质,对于A选项,两条直线也可相交,B选项若三点在同一条直线上,平面可相交.D选项这两个平面可相交(可联系墙角),而C项可利用线面平行的性质定理,再运用线面平行的判定与性质可得.本题需要我们熟练掌握各种位置关系的判定与性质.2.(2012·石家庄二模)三棱锥的三组相对的棱(相对的棱是指三棱锥中成异面直线的一组棱)分别相等,且长分别为2、m 、n ,其中m 2+n 2=6,则该三棱锥体积的最大值为( )A.12B.8327 C.33 D.23[答案] D[解析] 令m =n ,由m 2+n 2=6得m =n =3,取AB 的中点E ,则BE =22,PB =3,∴PE =102,CE =102,∴EF =2,∴V P -ABC =13S △PEC ·AB =13×(12×2×2)×2=23,∵23>12,∴23>33,23>8327,故选D.3.如图,正四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AA 1=2,AB =1,M ,N 分别在AD 1、BC 上移动,且始终保持MN ∥平面DCC 1D 1,设BN =x ,MN =y ,则函数y =f (x )的图象大致是( )[答案] C[解析] 过M 作ME ⊥AD 于E ,连接EN ,则平面MEN ∥平面DCC 1D 1,所以BN =AE =x (0≤x <1),ME =2x ,MN 2=ME 2+EN 2,则y 2=4x 2+1,y 2-4x 2=1(0≤x <1,y >0),图象应是焦点在y 轴上的双曲线的一部分.故选C.4.(2012·东营市期末)设m 、n 是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,给出下列四个命题:①若m ⊥n ,m ⊥α,n ⊄α,则n ∥α;②若α⊥β,α∩β=m ,n ⊥m ,则n ⊥α或n ⊥β; ③若m ⊥β,α⊥β,则m ∥α; ④若m ⊥n ,m ⊥α,n ⊥β,则α⊥β. 其中真命题的序号是________. [答案] ①④⎭⎪⎬⎪⎫ ⎭⎪⎬⎪⎫[解析] m ⊥n m ⊥α⇒n ∥α或n ⊂α n ⊄α⇒n ∥α,故①真; 正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,平面ABCD 与ADD 1A 1分别取作平面α,β,其交线AD 为m ,取直线AB 1为n ,则满足n ⊥m ,知②错;m ⊥β,α⊥β时,可能m ∥α,也可能m ⊂α,知③错;⎭⎬⎫ ⎭⎪⎬⎪⎫m ⊥n m ⊥α⇒n ∥α或n ⊂αn ⊥β⇒α⊥β,故④真.。
2022版高考数学一轮复习第8章第3讲直线平面平行的判定与性质训练含解析

第八章第3讲[A级基础达标]1.有下列命题:①若直线l平行于平面α内的无数条直线,则直线l∥α;②若直线a在平面α外,则a ∥α;③若直线a∥b,b∥α,则a∥α;④若直线a∥b,b∥α,则a平行于平面α内的无数条直线.其中真命题的个数是()A.1B.2C.3D.4【答案】A2.下列四个正方体图形中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,P分别为其所在棱的中点,能得出AB∥平面MNP的图形的序号是()A.①③B.②③C.①④D.②④【答案】C3.如图所示的三棱柱ABC-A1B1C1中,过A1B1的平面与平面ABC交于DE,则DE与AB的位置关系是()A.异面B.平行C.相交D.以上均有可能【答案】B4.已知m,n表示两条不同直线,α表示平面,下列说法正确的是()A.若m∥α,n∥α,则m∥nB.若m⊥α,n⊂α,则m⊥nC.若m⊥α,m⊥n,则n∥αD.若m∥α,m⊥n,则n⊥α【答案】B5.(2019年枣庄诊断)如图,直三棱柱ABC-A′B′C′中,△ABC是边长为2的等边三角形,AA′=4,点E,F,G,H,M分别是边AA′,AB,BB′,A′B′,BC的中点,动点P在四边形EFGH内部运动,并且始终有MP∥平面ACC′A′,则动点P的轨迹长度为()A.2B.2πC.23D.4【答案】D【解析】连接MF,FH,MH,因为M,F,H分别为BC,AB,A′B′的中点,所以MF∥平面AA′C′C,FH∥平面AA′C′C,所以平面MFH∥平面AA′C′C,所以M与线段FH上任意一点的连线都平行于平面AA′C′C,所以点P的运动轨迹是线段FH,其长度为4.6.在四面体A-BCD中,M,N分别是△ACD,△BCD的重心,则四面体的四个面中与MN平行的是________.【答案】平面ABD与平面ABC【解析】如图,取CD的中点E.连接AE,BE,由于M,N分别是△ACD,△BCD的重心,所以AE,BE分别过M,N,且EM∶MA=1∶2,EN∶BN=1∶2,所以MN∥AB.因为AB⊂平面ABD,MN⊄平面ABD,AB⊂平面ABC,MN⊄平面ABC,所以MN∥平面ABD,MN∥平面ABC.7.如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,点E为AD的中点,点F在CD上.若EF ∥平面AB 1C ,则线段EF 的长度等于________.【答案】2 【解析】在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =2,所以AC =2 2.又E 为AD 中点,EF ∥平面AB 1C ,EF ⊂平面ADC ,平面ADC ∩平面AB 1C =AC ,所以EF ∥AC ,所以F 为DC 中点,所以EF =12AC = 2.8.如图所示,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,若BC ⊥AC ,∠BAC =π3,AC =4,M 为AA 1的中点,点P 为BM 的中点,Q 在线段CA 1上,且A 1Q =3QC ,则PQ 的长度为________.【答案】13 【解析】由题意知,AB =8,过点P 作PD ∥AB 交AA 1于点D ,连接DQ ,则D 为AM 中点,PD =12AB =4.又因为A 1Q QC =A 1D AD=3,所以DQ ∥AC ,∠PDQ =π3,DQ =34AC =3.在△PDQ 中,PQ =42+32-2×4×3×cos π3=13.9.(2019年南昌模拟)如图,在四棱锥P -ABCD 中,∠ABC =∠ACD =90°,∠BAC =∠CAD =60°,P A ⊥平面ABCD ,P A =2,AB =1.设M ,N 分别为PD ,AD 的中点.(1)求证:平面CMN∥平面P AB;(2)求三棱锥P-ABM的体积.解:(1)证明:因为M,N分别为PD,AD的中点,所以MN∥P A.因为MN⊄平面P AB,P A⊂平面P AB,所以MN∥平面P AB.在Rt△ACD中,∠CAD=60°,CN=AN,所以∠ACN=60°. 又∠BAC=60°,所以CN∥AB.因为CN⊄平面P AB,AB⊂平面P AB,所以CN∥平面P AB.又CN∩MN=N,所以平面CMN∥平面P AB.(2)由(1)知,平面CMN∥平面P AB,所以点M到平面P AB的距离等于点C到平面P AB的距离.由AB=1,∠ABC=90°,∠BAC=60°,所以BC= 3.所以三棱锥P-ABM的体积V=V M-P AB=V C-P AB=V P-ABC=13×12×1×3×2=33.10.如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G,H分别是BC,CC1,C1D1,A1A的中点.求证:(1)BF∥HD1;(2)EG∥平面BB1D1D;(3)平面BDF ∥平面B 1D 1H .证明:(1)如图所示,取BB 1的中点M ,连接MH ,MC 1,易证四边形HMC 1D 1是平行四边形,所以HD 1∥MC 1.又因为MC 1∥BF , 所以BF ∥HD 1.(2)取BD 的中点O ,连接EO ,D 1O ,则OE 綉12DC .又D 1G 綉12DC ,所以OE 綉D 1G ,所以四边形OEGD 1是平行四边形,所以GE ∥D 1O .又GE ⊄平面BB 1D 1D ,D 1O ⊂平面BB 1D 1D ,所以EG ∥平面BB 1D 1D .(3)由(1)知BF ∥HD 1,又BF ⊄平面B 1D 1H ,HD 1⊂平面B 1D 1H ,所以BF ∥平面B 1D 1H . 又BD ∥B 1D 1,BD ⊄平面B 1D 1H ,B 1D 1⊂平面B 1D 1H ,所以BD ∥平面B 1D 1H .又DB ∩BF =B ,所以平面BDF ∥平面B 1D 1H .[B 级 能力提升]11.已知E ,F 分别为正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱AB ,AA 1上的点,且AE =12AB ,AF =13AA 1,M ,N 分别为线段D 1E 和线段C 1F 上的点,则与平面ABCD 平行的直线MN 有( )A .1条B .3条C .6条D .无数条【答案】D 【解析】在线段A 1F 上任取一点H ,过点H 可以作与平面ABCD 平行的平面α,显然D 1E ,C 1F 都与这个平面α相交,连接两个交点的直线必与平面ABCD 平行,故满足条件的直线MN 有无数条12.(多选)(2020年青岛月考)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,下列直线或平面与平面ACD1平行的有()A.直线A1B B.直线BB1C.平面A1DC1D.平面A1BC1【答案】AD【解析】对于A,由于A1B∥D1C,且A1B⊄平面ACD1,可得直线A1B∥平面ACD1;对于B,由于B1B∥D1D,且D1D∩平面ACD1=D1,可得直线B1B不平行平面ACD1;对于C,由于A1D∩AD1,A1D⊂平面A1DC1,可得平面A1DC1不与平面ACD1平行;对于D,由于A1B∥D1C,C1B∥D1A,A1B,C1B⊂平面A1BC1,可得平面A1BC1∥平面ACD1.13.如图所示,三棱柱ABC-A1B1C1的侧面BCC1B1是菱形,D是A1C1上的点,且A1B ∥平面B1CD,则A1D∶DC1的值为________.【答案】1【解析】设BC1∩B1C=O,连接OD.因为A1B∥平面B1CD且平面A1BC1∩平面B1CD=OD,所以A1B∥OD.因为四边形BCC1B1是菱形,所以O为BC1的中点,所以D为A1C1的中点,则A1D∶DC1=1.14.(2020年北京期末)如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,∠BAC =π2,AA 1=AB =AC=1,CC 1的中点为H ,点N 在棱A 1B 1上,HN ∥平面A 1BC ,则A 1NA 1B 1的值为______.【答案】12 【解析】取A 1C 1 的中点M ,A 1B 1的中点N ,连接HM ,MN ,由H ,M ,N分别为CC 1,A 1C 1,A 1B 1的中点,得MH ∥A 1C ,MN ∥B 1C 1∥BC .因为A 1C ⊂平面A 1BC ,MH ⊄平面A 1BC ,所以MH ∥平面 A 1BC .因为BC ⊂平面A 1BC ,MN ⊄平面A 1BC ,所以MN ∥平面A 1BC .又MH ∩MN =M ,所以平面MNH ∥平面A 1BC ,则NH ∥平面A 1BC .由N 为A 1B 1的中点,可知A 1N A 1B 1的值为12.15.(2019年河南八市联考)如图,在矩形ABCD 中,AB =1,AD =2,P A ⊥平面ABCD ,E ,F 分别为AD ,P A 的中点,点Q 是BC 上的一个动点.(1)当Q 是BC 的中点时,求证:平面BEF ∥平面PDQ ; (2)当BD ⊥FQ 时,求BQQC的值. 解:(1)证明:因为E ,Q 分别是AD ,BC 的中点, 所以ED =BQ ,ED ∥BQ ,所以四边形BEDQ 是平行四边形.所以BE ∥DQ . 又BE ⊄平面PDQ ,DQ ⊂平面PDQ .所以BE ∥平面PDQ .又F 是P A 的中点,所以EF ∥PD . 因为EF ⊄平面PDQ ,PD ⊂平面PDQ , 所以EF ∥平面PDQ .因为BE ∩EF =E ,BE ⊂平面BEF ,EF ⊂平面BEF ,所以平面BEF ∥平面PDQ .(2)如图,连接AQ ,因为P A ⊥平面ABCD ,BD ⊂平面ABCD ,所以P A ⊥BD .因为BD ⊥FQ ,P A ∩FQ =F ,P A ⊂平面P AQ ,FQ ⊂平面P AQ ,所以BD ⊥平面P AQ . 因为AQ ⊂平面P AQ ,所以AQ ⊥BD .在矩形ABCD 中,由AQ ⊥BD 得△AQB 与△DBA 相似,所以AB 2=AD ×BQ . 又AB =1,AD =2,所以BQ =12,QC =32.所以BQ QC =13.16.(2020年北京期末)如图,在四棱锥P -ABCD 中,已知底面ABCD 为平行四边形,点E 为棱PD 的中点.(1)求证:BC ∥平面P AD ;(2)设平面EBC ∩平面P AD =EF ,点F 在P A 上,求证:F 为P A 的中点. 证明:(1)因为底面ABCD 为平行四边形,所以BC ∥AD . 因为AD ⊂平面P AD ,BC ⊄平面P AD ,所以BC ∥平面P AD .(2)因为平面EBC ∩平面P AD =EF ,点F 在P A 上,BC ∥平面P AD ,BC ⊂平面EBC ,所以EF ∥BC .因为点E 为棱PD 的中点,所以点F 为P A 的中点.[C 级 创新突破]17.(2020年绍兴期中)如图,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E 是AB 的中点,点F 在CC 1上,且CF =2FC 1,点P 是侧面AA 1D 1D (包括边界)上一动点,且PB 1∥平面DEF ,则tan ∠ABP 的取值范围为________.【答案】⎣⎡⎦⎤13,133 【解析】如图所示,作出平面MNQB 1∥平面DEF ,则A 1Q =2AQ ,DN =2D 1N .因为PB 1∥平面DEF ,所以P 的轨迹是线段QN .当点P 在Q 处,tan ∠ABP 取最小值,tan ∠ABP =13;当P 在N 处,tan ∠ABP 取最大值,tan ∠ABP =133.所以tan ∠ABP 的取值范围为⎣⎡⎦⎤13,133.18.(2020年衡水一模)如图,四棱锥P -ABCD 的底面ABCD 为平行四边形,E ,F 分别为CD ,PB 的中点.(1)求证:EF ∥平面P AD ;(2)在线段PC 上是否存在一点Q ,使得A ,E ,Q ,F 四点共面?若存在,求出PQQC的值;若不存在,请说明理由.解:(1)证明:如图,取P A 的中点M ,连接MD ,MF ,因为F ,M 分别为PB ,P A 的中点,所以FM ∥AB ,FM =12AB .又四边形ABCD 是平行四边形,故AB ∥CD ,AB =CD . 因为E 为CD 的中点,所以DE ∥AB ,DE =12AB .所以DE ∥FM ,DE =FM ,则四边形DEFM 为平行四边形,所以EF ∥DM . 因为EF ⊄平面P AD ,DM ⊂平面P AD . 所以EF ∥平面P AD .(2)存在点Q 符合题意,且此时PQQC=2,理由如下:取AB 的中点H ,连接PH 交AF 于点G ,在PC 上取点Q ,使PQ ∶QC =2∶1,连接GQ ,HC .在平行四边形ABCD 中,因为E ,H 分别为CD ,AB 的中点,所以CH ∥AE . 又F 是PB 的中点,所以G 是△P AB 的重心,且PG ∶GH =2∶1. 又PQ ∶QC =2∶1,所以GQ ∥HC . 因为CH ∥AE ,所以GQ ∥AE .所以GQ 与AE 确定一个平面α,而F ∈直线AG , 所以F ∈α,则A ,E ,Q ,F 四点共面.故在线段PC 上存在一点Q ,使得A ,E ,Q ,F 四点共面,此时PQQC=2.。
人教新课标版数学高一-人教A版必修2 课时提升 -2 直线与平面平行的判定1

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课时提升作业(十)直线与平面平行的判定平面与平面平行的判定(25分钟60分)一、选择题(每小题5分,共25分)1.(2015·福州高一检测)平面α与△ABC的两边AB,AC分别交于点D,E,且AD︰DB=AE︰EC,如图,则BC与α的位置关系是( )A.平行B.相交C.平行或相交D.异面【解析】选A.因为AD︰DB=AE︰EC,所以DE∥BC,又DE⊂α,BC⊄α,所以BC∥α.2.有以下三种说法,其中正确的是( )①若直线a与平面α相交,则α内不存在与a平行的直线;②若直线b∥平面α,直线a与直线b垂直,则直线a不可能与α平行;③直线a,b满足a∥α,a∥b,且b⊂α,则a平行于经过b的任何平面.A.①②B.①③C.②③D.①【解析】选D.①正确,若在α内存在一条直线b,使a∥b,则a∥α与“a 与平面α相交”矛盾,故①正确,②错误,反例如图(1)所示,③错误,反例如图(2)所示,a,b可能在同一平面内.3.若正n边形的两条对角线分别与平面α平行,则这个正n边形所在的平面一定平行于平面α,那么n的取值可能是( )A.12B.8C.6D.5【解题指南】考虑平面与平面平行的判定定理,只需判断正n边形的两条对角线是否一定相交.【解析】选D.正五边形的两条对角线必相交,而其余正多边形的两条对角线不一定相交.4.点E,F,G,H分别是空间四面体ABCD的棱AB,BC,CD,DA的中点,则空间四面体的六条棱中与平面EFGH平行的条数是( )A.0条B.1条C.2条D.3条【解析】选C.因为E,F分别为AB,BC的中点,所以EF∥AC,又AC⊄平面EFGH,EF⊂平面EFGH,所以AC∥平面EFGH,同理BD∥平面EFGH.5.正方体EFGH-E1F1G1H1中,下列四对截面中,彼此平行的一对截面是( )A.平面E1FG1与平面EGH1B.平面FHG1与平面F1H1GC.平面F1H1H与平面FHE1D.平面E1HG1与平面EH1G【解析】选A.在平面E1FG1与平面EGH1中,因E1G1∥EG,FG1∥EH1,且E1G1∩FG1=G1,EG∩EH1=E,故平面E1FG1∥平面EGH1.二、填空题(每小题5分,共15分)6.过三棱柱ABC-A1B1C1任意两条棱的中点作直线,其中与平面ABB1A1平行的直线有________条.【解析】如图,EF,FG,GH,HE,EG,HF都与平面ABB1A1平行,共6条.答案:67.(2015·广州高一检测)P为矩形ABCD所在平面外一点,矩形对角线交点为O,M为PB的中点,给出下列四种说法:①OM∥平面PCD;②OM∥平面PBC;③OM∥平面PDA;④OM∥平面PBA.其中正确的为________(填序号).【解析】因为OM∥PD,故OM∥平面PCD,OM∥平面PDA,所以①③正确.答案:①③8.(2015·杭州高二检测)如图所示,在四面体ABCD中,M,N分别是△ACD,△BCD的重心,则四面体的四个面中与MN平行的是________.【解析】连接AM并延长,交CD于点E,则E为CD的中点,连接BE,则BE过点N.因为M,N分别为△ACD和△BCD的重心,所以==,所以MN∥AB,所以可得MN∥平面ABC,MN∥平面ABD.答案:平面ABC,平面ABD【拓展延伸】三角形的“四心”及主要性质(1)三角形的三条中线的交点叫三角形的重心.重心到顶点的距离等于到对边中点距离的2倍.(2)三角形三边垂直平分线的交点叫三角形的外心.外心到三角形三个顶点的距离相等.(3)三角形三条高线的交点叫三角形的垂心.(4)三角形三个角的角平分线的交点叫三角形的内心.内心到三角形三边的距离相等.三角形的“四心”在数学中应用非常广泛,要熟练掌握.三、解答题(每小题10分,共20分)9.(2014·山东高考改编)如图,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD 是梯形,AB=2CD=2,M是线段AB的中点.求证:C1M∥平面A1ADD1.【证明】连接AD1,因为ABCD-A1B1C1D1为四棱柱,所以CD∥C1D1,CD=C1D1,又因为M为AB的中点,所以AM=1,所以CD∥AM,CD=AM,所以AM∥C1D1,AM=C1D1,所以四边形AMC1D1为平行四边形,所以AD1∥MC1,又因为C1M⊄平面A1ADD1,AD1⊂平面A1ADD1,所以C1M∥平面A1ADD1.【补偿训练】(2014·天津高考改编)如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD 是平行四边形,E,F分别是棱AD,PC的中点.证明:EF∥平面PAB.【证明】如图,取PB的中点M,连接MF,AM.因为F为PC中点,故MF∥BC且MF=BC.由已知有BC∥AD,BC=AD.又由于E为AD中点,因而MF∥AE且MF=AE,故四边形AMFE为平行四边形,所以EF∥AM.又AM⊂平面PAB,而EF⊄平面PAB,所以EF∥平面PAB.10.(2015·厦门高一检测)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N,P分别是AD1,BD和B1C的中点.求证:(1)MN∥平面CC1D1D.(2)平面MNP∥平面CC1D1D.【证明】(1)连接AC,CD 1,因为ABCD为正方形,N为BD的中点,所以N为AC的中点,又因为M为AD1的中点,所以MN∥CD1,因为MN⊄平面CC1D1D,CD1⊂平面CC1D1D,所以MN∥平面CC1D1D.(2)连接BC1,C1D,因为B1BCC1为正方形,P为B1C的中点,所以P为BC1的中点,又因为N为BD的中点,所以PN∥C1D,因为PN⊄平面CC1D1D,C1D⊂平面CC1D1D,所以PN∥平面CC1D1D.由(1)知MN∥平面CC1D1D且MN∩PN=N,所以平面MNP∥平面CC1D1D.(20分钟40分)一、选择题(每小题5分,共10分)1.已知m,n是两条直线,α,β是两个平面,有以下说法:①m,n相交且都在平面α,β外,m∥α,m∥β,n∥α,n∥β,则α∥β;②若m∥α,m∥β,则α∥β;③若m∥α,n∥β,m∥n,则α∥β.其中正确说法的个数是( )A.0B.1C.2D.3【解析】选B.设m∩n=P,则直线m,n确定一个平面,设为γ,由面面平行的判定定理知,α∥γ,β∥γ,因此,α∥β,即①正确;如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,直线EF平行于平面ADD 1A1和平面A1B1C1D1,即满足②的条件,但平面A1B1C1D1与平面ADD1A1不平行,因此②不正确;图中,EF∥平面ADD1A1,BC∥平面A1B1C1D1,EF∥BC,但平面ADD1A1与平面A1B1C1D1不平行,所以③也不正确.2.(2015·青岛高一检测)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N,Q分别是棱D1C1,A1D1,BC的中点,P在对角线BD1上,且BP=BD1,给出下面四个命题:(1)MN∥平面APC;(2)C1Q∥平面APC;(3)A,P,M三点共线;(4)平面MNQ ∥平面APC.正确的序号为( )A.(1)(2)B.(1)(4)C.(2)(3)D.(3)(4) 【解析】选C.(1)MN∥AC,连接AM,CN,易得AM, CN交于点P,即MN⊂平面PAC,所以MN∥平面APC是错误的;(2)平面APC延展,可知M,N在平面APC上,AN∥C1Q,所以C1Q∥平面APC,是正确的;(3)由BP=BD1,以及相似,可得A,P,M三点共线,是正确的;(4)直线AP延长到M,则M在平面MNQ内,又在平面APC内,所以平面MNQ∥平面APC,是错误的.二、填空题(每小题5分,共10分)3.(2015·太原高二检测)下列四个正方体图形中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,P分别为其所在棱的中点,能得出AB∥平面MNP的图形的序号是________.(将你认为正确的都填上)【解析】在④中NP平行所在正方体的那个侧面的对角线,从而平行AB,所以AB∥平面MNP;在①中设过点B且垂直于上底面的棱与上底面交点为C,则由NP∥CB,MN∥AC,可知平面MNP∥平行平面ABC,即AB∥平面MNP.答案:①④4.(2015·菏泽高一检测)如图,在正方体ABCD-A 1B1C1D1中,E,F分别是AB和AA1的中点,则下列命题:①E,C,D1,F四点共面;②CE,D1F,DA三线共点;③EF和BD1所成的角为90°;④A1B∥平面CD1E.其中正确的是________(填序号).【解析】由题意EF∥CD 1,故E,C,D1,F四点共面;由EF CD1,故D1F与CE相交,记交点为P,则P∈平面ADD1A1,P∈平面ABCD,所以点P在平面ADD1A1与平面ABCD的交线AD上,故CE,D1F,DA三线共点;∠A1BD1即为EF与BD1所成角,显然∠A1BD1≠90°;因为A1B∥EF,EF⊂平面CD1E,A1B⊄平面CD1E,所以A1B∥平面CD1E.答案:①②④三、解答题(每小题10分,共20分)5.(2014·四川高考)在如图所示的多面体中,四边形ABB1A1和ACC1A1都为矩形.设D,E分别是线段BC,CC1的中点,在线段AB上是否存在一点M,使直线DE∥平面A1MC?请证明你的结论.【解析】存在点M是AB的中点.取线段AB的中点M,连接A1M,MC,A1C,AC1.设O为A 1C,AC1的交点.由已知,O为AC1的中点,连接MD,OE,则MD,OE分别为△ABC,△ACC1的中位线,所以MD AC,OE AC,因此MD OE,连接OM,从而四边形MDEO为平行四边形,则DE∥MO.因为直线DE⊄平面A1MC,MO⊂平面A1MC,所以直线DE∥平面A1MC.即线段AB上存在一点M(线段AB的中点),使直线DE∥平面A1MC. 【延伸探究】本题若加上条件“F是A1C1的中点”其他条件不变,问在AB上是否存在一点M,使平面DEF∥平面A1MC,并证明.打印版【解析】存在点M是AB的中点,证明如下:由本题证明知DE∥平面A1MC,又F为A1C1的中点,E为CC1的中点,所以EF∥A1C,又EF⊄平面A1MC,A1C⊂平面A1MC,所以EF∥平面A1MC,又EF∩DE=E,所以平面DEF∥平面A1MC.故AB上存在一点M(AB中点),使平面DEF∥平面A1MC.6.(2015·福州高一检测)已知直三棱柱ABC-A1B1C1,点N在AC上且CN=3AN,点M,P,Q分别是AA1,A1B1,BC的中点.求证:直线PQ∥平面BMN.【证明】如图,取AB中点G,连接PG,QG分别交BM,BN于点E,F,则E,F分别为BM,BN的中点.而GE∥AM,GE=AM,GF∥AN,GF=AN,且CN=3AN,所以=,==,所以==,所以EF∥PQ,又EF⊂平面BMN,PQ⊄平面BMN,所以PQ∥平面BMN.关闭Word文档返回原板块高中数学。
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直线、平面平行的判定及其性质 测试题(有详解)A一、选择题1.下列条件中,能判断两个平面平行的是( )A .一个平面内的一条直线平行于另一个平面;B .一个平面内的两条直线平行于另一个平面C .一个平面内有无数条直线平行于另一个平面D .一个平面内任何一条直线都平行于另一个平面2.E ,F ,G 分别是四面体ABCD 的棱BC ,CD ,DA 的中点,则此四面体中与过E ,F ,G 的截面平行的棱的条数是A .0B .1C .2D .33. 直线,a b c ,及平面αβ,,使//a b 成立的条件是( )A .//,a b αα⊂B .//,//a b ααC .//,//a c b cD .//,a b ααβ=4.若直线m 不平行于平面α,且m ⊄α,则下列结论成立的是( )A .α内的所有直线与m 异面B .α内不存在与m 平行的直线C .α内存在唯一的直线与m 平行D .α内的直线与m 都相交5.下列命题中,假命题的个数是( )① 一条直线平行于一个平面,这条直线就和这个平面内的任何直线不相交;② 过平面外一点有且只有一条直线和这个平面平行;③ 过直线外一点有且只有一个平面和这条直线平行;④ 平行于同一条直线的两条直线和同一平面平行;⑤ a 和b 异面,则经过b 存在唯一一个平面与α平行A .4B .3C .2D .16.已知空间四边形ABCD 中,,M N 分别是,AB CD 的中点,则下列判断正确的是( )A .()12MN AC BC ≥+B .()12MN AC BC ≤+ C .()12MN AC BC =+ D .()12MN AC BC <+ 二、填空题7.在四面体ABCD 中,M ,N 分别是面△ACD ,△BCD 的重心,则四面体的四个面中与MN 平行的是________.8.如下图所示,四个正方体中,A ,B 为正方体的两个顶点,M ,N ,P分别为其所在棱的中点,能得到AB//面MNP 的图形的序号的是①②③④9.正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E 为DD 1中点,则BD 1和平面ACE 位置关系是 .三、解答题侧棱长是10.如图,正三棱柱111C B A ABC -的底面边长是2,D C A B B 1A 1C 13,D 是AC 的中点.求证://1C B 平面BD A 1.11.如图,在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,M ,N ,G 分别是AA 1,CD ,CB ,CC 1的中点, 求证:(1)MN //B 1D 1 ;(2)AC 1//平面EB 1D 1 ;(3)平面EB 1D 1//平面BDG .B一、选择题1.α,β是两个不重合的平面,a ,b 是两条不同直线,在下列条件下,可判定α∥β的是( )A .α,β都平行于直线a ,bB .α内有三个不共线点到β的距离相等C .a ,b 是α内两条直线,且a ∥β,b ∥βD .a ,b 是两条异面直线且a ∥α,b ∥α,a ∥β,b ∥β2.两条直线a ,b 满足a ∥b ,b α,则a 与平面α的关系是( )A .a ∥αB .a 与α相交C .a 与α不相交D .a α3.设,a b 表示直线,,αβ表示平面,P 是空间一点,下面命题中正确的是( )A .a α⊄,则//a αB .//a α,b α⊂,则//a bC .//,,a b αβαβ⊂⊂,则//a bD .,,//,//P a P a βααβ∈∈,则a β⊂4.一条直线若同时平行于两个相交平面,那么这条直线与这两个平面的交线的位置关系是( )A.异面B.相交C.平行D.不能确定5.下列四个命题中,正确的是( )①夹在两条平行线间的平行线段相等;②夹在两条平行线间的相等线段平行;③如果一条直线和一个平面平行,那么夹在这条直线和平面间的平行线段相等;④如果一条直线和一个平面平行,那么夹在这条直线和平面间的相等线段平行A .①③B .①②C .②③D .③④6.a ,b 是两条异面直线,A 是不在a ,b 上的点,则下列结论成立的是A .过A 有且只有一个平面平行于a ,bB .过A 至少有一个平面平行于a ,bC .过A 有无数个平面平行于a ,bD .过A 且平行a ,b 的平面可能不存在二、填空题7.a ,b ,c为三条不重合的直线,α,β,γ为三个不重合的平面,直线均不在平面内,给出六个命题:.⇒⎭⎬⎫;⇒⎭⎬⎫⇒⎭⎬⎫⇒⎭⎬⎫⇒⎭⎬⎫⇒⎭⎬⎫αγγαβαγβγαααβαβαγγ∥∥∥⑥∥∥∥⑤∥∥∥④∥∥∥③∥∥∥②∥∥∥①a a a c a c c c b a b a b a c b c a ;;;;其中正确的命题是________________.(将正确的序号都填上)8.设平面α∥β,A ,C ∈α,B ,D ∈β,直线AB 与CD 交于S ,若AS =18,BS =9,CD =34,则CS =_____________.9.如图,正四棱柱ABCD-A 1B 1C 1D 1中,E ,F ,G ,H 分别是棱CC 1,C 1D 1,DD 1,DC 中点,N 是BC 中点,点M 在四边形EFGH及其内部运动,则M 满足 时,有MN ∥平面B 1BD D 1.三、解答题10.如图,在正四棱锥P ABCD -中,PA AB a ==,点E 在棱PC上. 问点E 在何处时,//PA EBD 平面,并加以证明.11.如下图,设P 为长方形ABCD 所在平面外一点,M ,N 分别为AB ,PD 上的点,且MB AM =NPDN ,求证:直线MN ∥平面PBC .C1.平面内两正方形ABCD 与ABEF ,点M ,N 分别在对角线AC ,FB 上,且AM:MC=FN:NB ,沿AB 折起,使得∠DAF =900(1)证明:折叠后MN//平面CBE ;(2)若AM:MC =2:3,在线段AB 上是否存在一点G ,使平面MGN //平面CBE ?若存在,试确定点G 的位置.2.设平面α∥平面β,AB 、CD 是两条异面直线,M ,N 分别是AB ,CD 的中点,且A ,C ∈α,B ,D ∈β,求证:MN ∥平面α.AB C DE MNαβ参考答案AE PD C B A一、选择题1.D【提示】当l =⋂βα时,α内有无数多条直线与交线l 平行,同时这些直线也与平面β平行.故A ,B ,C 均是错误的2.C【提示】棱AC ,BD 与平面EFG 平行,共2条.3.C【提示】//,,a b αα⊂则//a b 或,a b 异面;所以A 错误;//,//,a b αα则//a b 或,a b 异面或,a b 相交,所以B 错误;//,,a b ααβ=则//a b 或,a b 异面,所以D 错误;//,//a c b c ,则//a b ,这是公理4,所以C 正确.4.B【提示】若直线m 不平行于平面α,且m ⊄α,则直线m 于平面α相交,α内不存在与m 平行的直线.5.B【提示】②③④错误.②过平面外一点有且只有一个平面和这个平面平行,有无数多条直线与它平行.③过直线外一点有无数个平面和这条直线平行④平行于同一条直线的两条直线和同一平面平行或其中一条在平面上.6. D【提示】本题可利用空间中的平行关系,构造三角形的两边之和大于第三边.二、填空题7.平面ABC ,平面ABD【提示】连接AM 并延长,交CD 于E ,连结BN 并延长交CD 于F ,由重心性质可知,E 、F 重合为一点,且该点为CD 的中点E ,由MA EM =NB EN =21得MN ∥AB .因此,MN ∥平面ABC 且MN ∥平面ABD .8. ①③【提示】对于①,面MNP//面AB,故AB//面MNP.对于③,MP//AB,故AB//面MNP,对于②④,过AB 找一个平面与平面MNP 相交,AB 与交线显然不平行,故②④不能推证AB//面MNP.9.平行【提示】连接BD 交AC 于O ,连OE ,∴OE ∥B D 1,OEC 平面ACE ,∴B D 1∥平面ACE.三、解答题10.证明:设1AB 与B A 1相交于点P ,连接PD ,则P 为1AB 中点,D 为AC 中点,∴PD//C B 1.又 PD ⊂平面B A 1D ,∴C B 1//平面B A 1 D11.证明:(1) M 、N 分别是CD 、CB 的中点,∴MN//BD又 BB 1//DD 1,∴四边形BB 1D 1D 是平行四边形.所以BD//B 1D 1.又MN//BD ,从而MN//B 1D 1(2)(法1)连A 1C 1,A 1C 1交B 1D 1与O 点四边形A 1B 1C 1D 1为平行四边形,则O 点是A 1C 1的中点E 是AA 1的中点,∴EO 是∆AA 1C 1的中位线,EO//AC 1.AC 1⊄面EB 1D 1 ,EO ⊂面EB 1D 1,所以AC 1//面EB 1D 1 (法2)作BB 1中点为H 点,连接AH 、C 1H ,E 、H 点为AA 1、BB 1中点,所以EH //C 1D 1,则四边形EHC 1D 1是平行四边形,所以ED 1//HC 1又因为EA //B 1H ,则四边形EAHB 1是平行四边形,所以EB 1//AHAH ⋂HC 1=H ,∴面AHC 1//面EB 1D 1.而AC 1⊂面AHC 1,所以AC 1//面EB 1D 1(3)因为EA //B 1H ,则四边形EAHB 1是平行四边形,所以EB 1//AH因为AD //HG ,则四边形ADGH 是平行四边形,所以DG//AH ,所以EB 1//DG又 BB 1//DD 1,∴四边形BB 1D 1D 是平行四边形. 所以BD//B 1D 1.BD ⋂DG=G ,∴面EB 1D 1//面BDGB一、选择题1.D【提示】A 错,若a ∥b ,则不能断定α∥β;B 错,若A ,B ,C 三点不在β的同一侧,则不能断定α∥β;C 错,若a ∥b ,则不能断定α∥β;D 正确.2.C【提示】若直线a ,b 满足a ∥b ,b α,则a ∥α 或a α3.D【提示】根据面面平行的性质定理可推证之.4.C【提示】设α∩β=l ,a ∥α,a ∥β,过直线a 作与α、β都相交的平面γ,记α∩γ=b ,β∩γ=c ,则a ∥b 且a ∥c ,∴b ∥c .又b ⊂α,α∩β=l ,∴b ∥l .∴a ∥l .5.A【提示】6. D【提示】过点A 可作直线a ′∥a ,b ′∥b ,则a ′∩b ′=A ,∴a ′,b ′可确定一个平面,记为α.如果a ⊄α,b ⊄α,则a ∥α,b ∥α.由于平面α可能过直线a 、b 之一,因此,过A 且平行于a 、b 的平面可能不存在.二、填空题7.①④⑤⑥8.68或368 【提示】如图(1),由α∥β可知BD ∥AC ,∴SA SB =SC SD ,即189=SC SC 34-,∴SC =68.S S A A B B C C α α ββ(1)(2)D D如图(2),由α∥β知AC ∥BD ,∴SB SA =SD SC =SC CD SC -,即918=SCSC -34. ∴SC =368. 9.M ∈HF【提示】易证平面NHF ∥平面BD D 1 B 1,M 为两平面的公共点,应在交线HF 上.三、解答题 10.解:当E 为PC 中点时,//PA EBD 平面.证明:连接AC ,且AC BD O =,由于四边形ABCD 为正方形,∴O 为AC 的中点,又E 为中点,∴OE 为△ACP 的中位线, ∴//PA EO ,又PA EBD ⊄平面,∴//PA EBD 平面.11.证法一:过N 作NR ∥DC 交PC 于点R ,连接RB ,依题意得NR NR DC -=NP DN =MB AM =MB MB AB -=MBMB DC -⇒NR =MB .∵NR ∥DC ∥AB ,∴四边形MNRB 是平行四边形.∴MN ∥RB .又∵RB 平面PBC ,∴直线MN ∥平面PBC . 证法二:过N 作NQ ∥AD 交P A 于点Q ,连接QM ,∵MB AM =NPDN =QP AQ ,∴QM ∥PB .又NQ ∥AD ∥BC ,∴平面MQN ∥平面PBC .∴直线MN ∥平面PBC .C1.(1)证明:设直线AN 与BE 交与点H ,连接CH ,ANF ∆ ∽HNB ∆,∴NHAN NB FN =. 又NB FN MC AM =,则NH AN =MCAM ,∴MN//CH. 又CBE CBE MN 平面,平面⊂⊄CH ,∴MN//平面CBE.(2)解:存在,过M 作MG ⊥AB,垂足为G ,则MG//BC, ∴MG//平面CBE,又MN//平面CBE ,M MN MG =⋂,平面MGN//平面CBE.即G 在AB 线上,且AG:GB=AM:MC=2:32.证明:连接BC ,AD ,取BC 的中点E ,连接ME 、NE ,则ME 是△BAC 的中位线,故ME ∥AC. ME ⊄α,∴ME ∥α.O F A B CD PE同理可证,NE∥BD.又α∥β,设CB与DC确定的平面BCD与平面α交于直线CF,则CF∥BD,∴NE∥CF. 而NE⊄平面α,CF⊂α,∴NE∥α.又ME∩NE=E,∴平面MNE∥α,而MN⊂平面MNE,∴MN∥平面α.。