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2.2.3 直线与平面平行的性质 2.2.4 平面与平面平行的性质
[基础巩固](25 分钟,60 分)
一、选择题(每小题 5 分,共 25 分)
1.[2019·孝感校级单元测试]如果直线 a 平行于平面 α,则( )
A.平面 α 内有且只有一条直线与 a 平行
B.平面 α 内有无数条直线与 a 平行
C.平面 α 内不存在与 a 垂直的直线
D.平面 α 内有且只有一条与 a 垂直的直线
解析:过直线 a 可作无数个平面与 α 相交,这些交线都与 a 平行,所以在平面 α 内与
直线 a 平行的直线有无数条,故 A 不正确,B 正确.平面内存在与 a 异面垂直的直线,且有无
数条,故 C,D 不正确.
答案:B
2.
如图所示,长方体 ABCD-A1B1C1D1 中,E、F 分别是棱 AA1 和 BB1 的中点,过 EF 的平面 EFGH
分别交 BC 和 AD 于 G、H,则 HG 与 AB 的位置关系是( )
A.平行 B.相交
C.异面 D.平行和异面
解析:∵E、F 分别是 AA1、BB1 的中点,∴EF∥AB.又 AB⊄平面 EFGH,EF⊂平面 EFGH,∴AB∥
平面 EFGH.又 AB⊂平面 ABCD,平面 ABCD∩平面 EFGH=GH,∴AB∥GH.
答案:A
3.已知 a,b 表示两条不同的直线,α,β 表示两个不重合的平面,给出下列四个命题:
①若 α∥β,a⊂α,b⊂β,则 a∥b;②若 a∥b,a∥α,b∥β,则 α∥β;③若
α∥β,a⊂α,则 a∥β;④若 a∥α,a∥β,则 α∥β.
其中正确的个数为 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:对于①,a∥b 或 a 与 b 是异面直线,故①错;对于②,也可能是 α 与 β 相交,- 2 -
故②错;对于④,同样 α 与 β 也可能相交,故④错.只有③对.
答案:A
4.[2019·广州校级课时练]如图,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
B.MN∥PA
C.MN∥AD
D.以上均有可能
解析:四棱锥 P-ABCD 中,M,N 分别为 AC,PC 上的点,且 MN∥平面 PAD,因为 MN⊂平
面 PAC,平面 PAC∩平面 PAD=PA,由直线与平面平行的性质定理可得,MN∥PA.
答案:B
5.如图是长方体被一平面所截得到的几何体,四边形 EFGH 为截面,长方形 ABCD 为底面,
则四边形 EFGH 的形状为( )
A.梯形
B.平行四边形
C.可能是梯形也可能是平行四边形
D.不确定
解析:因为平面与长方体的两组相对的平面分别相交,根据面面平行的性质定理可知,
两组交线分别平行,即 EF∥HG,EH∥FG,所以四边形 EFGH 为平行四边形,故选 B.
答案:B
二、填空题(每小题 5 分,共 15 分)
6.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 作平行于
BD、AC 的截面四边形的周长为________.
解析:截面四边形为平行四边形,则 l=2×(4+6)=20.
答案:20- 3 -
7.如图,在正四棱柱 ABCD-A1B1C1D1 中,E,F,G,H 分别是棱 CC1,C1D1,D1D,DC 的中
点,N 是 BC 的中点,点 M 在四边形 EFGH 的边上及其内部运动,则 M 满足条件________时,
有 MN∥平面 B1BDD1.
解析:连接 FH,由题意知,HN∥平面 B1BDD1,FH∥平面 B1BDD1,且 HN∩FH=H,所以平
面 NHF∥平面 B1BDD1.所以当 M 在线段 HF 上运动时,有 MN∥平面 B1BDD1.故填 M∈线段 HF.
答案:M∈线段 HF.
8.在棱长为 a 的正方体 ABCD-A1B1C1D1 中,M,N 分别是棱 A1B1,B1C1 的中点,P 是棱 AD
上一点,AP=
a
3,过 P,M,N 的平面与棱 CD 交于 Q,则 PQ=________.
解析:由线面平行的性质知 MN∥PQ∥AC,所以
PQ
AC=
2
3,又 AC= 2a,所以 PQ=
2 2
3 a.
答案:
2 2
3 a
三、解答题(每小题 10 分,共 20 分)
9.已知 E,F,G,H 为空间四边形 ABCD 的边 AB,BC,CD,DA 上的点,且 EH∥FG.求证:
EH∥BD.
证明:因为 EH∥FG,EH⊄平面 BCD,
FG⊂平面 BCD,
所以 EH∥平面 BCD,
又因为 EH⊂平面 ABD,平面 BCD∩平面 ABD=BD,
所以 EH∥BD.
10.正方形 ABCD 与正方形 ABEF 所在的平面相交于 AB,在 AE、BD 上各有一点 P、Q,且- 4 -
AP=DQ,求证:PQ∥平面 BCE.
证明:证法一(线线平行⇒线面平行) 如图 1 所示,
作 PM∥AB,交 BE 于 M,作 QN∥AB 交 BC 于 N,连接 MN.
∵正方形 ABCD 和正方形 ABEF 有公共边 AB,∴AE=BD.
又 AP=DQ,∴PE=QB,又 PM∥AB∥QN,∴
PM
AB=
PE
AE=
QB
BD,
QN
DC=
BQ
BD,
∴
PM
AB=
QN
DC,又 AB 綊 DC,∴PM∥QN 且 PM=QN,
∴四边形 PMNQ 为平行四边形,∴PQ∥MN,
又 MN⊂平面 BCE,PQ⊄平面 BCE,∴PQ∥平面 CBE.
证法二(面面平行⇒线面平行) 如图 2,在平面 ABEF 内过点 P 作 PM∥BE 交 AB 于点 M,
连接 QM,又 PM⊄平面 BCE,BE⊂平面 BCE,∴PM∥平面 BCE,
AP
PE=
AM
MB.又 AE=BD,AP=DQ,∴PE
=BQ,∴
AP
PE=
DQ
BQ,∴
AM
MB=
DQ
QB,∴MQ∥AD,又 AD∥BC,∴MQ∥BC,MQ⊄平面 BCE,BC⊂平面 BCE,
∴MQ∥平面 BCE,又 PM∩MQ=M,∴平面 PMQ∥平面 BCE,又 PQ⊂平面 PMQ,∴PQ∥平面 BCE.
[能力提升](20 分钟,40 分)
11.在空间四边形 ABCD 中,E,F,G,H 分别是 AB,BC,CD,DA 上的点,当 BD∥平面 EFGH
时,下列结论正确的是( )
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:GC
D.AE:EB=AH:HD,且 BF:FC=DG:GC
解析:由 BD∥平面 EFGH,得 BD∥EH,BD∥FG,则 AE:EB=AH:HD,且 BF:FC=- 5 -
DG:GC.
答案:D
12.如图,P 是△ABC 所在平面外一点,平面 α∥平面 ABC,α 分别交线段 PA,PB,PC
于 A′ , B′ , C′ , 若 PA′ : AA′ = 2 : 3 , 则 △A′B′C′ 与 △ABC 面 积 的 比 为
________.
解析:由题意知,△A′B′C′∽△ABC,从而
S △ A′B′C′
S △ ABC =(PA′
PA )2=(2
5 )2=
4
25.
答案:4:25
13.
如图,已知 P 是▱ABCD 所在平面外一点,M,N 分别是 AB,PC 的中点,平面 PAD∩平面 PBC
=l.
(1)求证:l∥BC;
(2)MN 与平面 PAD 是否平行?试证明你的结论.
解析:(1)证明:因为 BC∥AD,BC⊄平面 PAD,AD⊂平面 PAD,
所以 BC∥平面 PAD.
又因为 BC⊂平面 PBC,平面 PBC∩平面 PAD=l,
所以 l∥BC.
(2)平行.取 PD 的中点 E,连接 AE,NE,
可以证得 NE 綊 AM.
所以四边形 AMNE 为平行四边形,
所以 MN∥AE.- 6 -
又因为 AE平面 PAD,MN平面 PAD,
所以 MN∥平面 PAD.
14.
如图所示,四边形 EFGH 为空间四边形 ABCD 的一个截面,若截面为平行四边形.
(1)求证:AB∥平面 EFGH,CD∥平面 EFGH;
(2)若 AB=4,CD=6,求四边形 EFGH 周长的取值范围.
解析:(1)证明:∵四边形 EFGH 为平行四边形,∴EF∥HG.
∵HG⊂平面 ABD,EF⊄平面 ABD,∴EF∥平面 ABD.
∵EF⊂平面 ABC,平面 ABD∩平面 ABC=AB,
∴EF∥AB,AB⊄平面 EFGH,EF⊂平面 EFGH.
∴AB∥平面 EFGH.同理可证,CD∥平面 EFGH.
(2)设 EF=x(0