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第二章 2.2 2.2.3
A级 基础巩固
一、选择题
1.正方体ABCD-A1B1C1D1中,截面BA1C1与直线AC的位置关系是( A )
A.AC∥截面BA1C1 B.AC与截面BA1C1相交
C.AC在截面BA1C1内 D.以上答案都错误
[解析] ∵AC∥A1C1,又∵AC⊄面BA1C1,
∴AC∥面BA1C1.
2.如右图所示的三棱柱ABC-A1B1C1中,过A1B1的平面与平面ABC交于直线DE,则DE与AB的位置关系是( B )
A.异面 B.平行
C.相交 D.以上均有可能
[解析] ∵A1B1∥AB,AB⊂平面ABC,A1B1⊄平面ABC,
∴A1B1∥平面ABC.
又A1B1⊂平面A1B1ED,平面A1B1ED∩平面ABC=DE,∴DE∥A1B1.
又AB∥A1B1,∴DE∥AB.
3.下列命题正确的是( D )
A.若直线a∥平面α,直线b∥平面α,则直线a∥直线b
B.若直线a∥平面α,直线a与直线b相交,则直线b与平面α相交
C.若直线a∥平面α,直线a∥直线b,则直线b∥平面α
D.若直线a∥平面α,则直线a与平面α内任意一条直线都无公共点
[解析] A中,直线a与直线b也可能异面、相交,所以不正确;B中,直线b
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也可能与平面α平行,所以不正确;C中,直线b也可能在平面α内,所以不正确;根据直线与平面平行的定义知D正确,故选D.
4.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AM=2MA1,BN=2NB1,过MN作一平面交底面三角形ABC的边BC、AC于点E、F,则( B )
A.MF∥NE
B.四边形MNEF为梯形
C.四边形MNEF为平行四边形
D.A1B1∥NE
[解析] ∵在▱AA1B1B中,AM=2MA1,BN=2NB1,∴AM綊BN,∴MN綊AB.又MN⊄平面ABC,AB⊂平面ABC,∴MN∥平面ABC.又MN⊂平面MNEF,平面MNEF∩平面ABC=EF,∴MN∥EF,∴EF∥AB,显然在△ABC中EF≠AB,∴EF≠MN,∴四边形MNEF为梯形.故选B.
5.如右图所示,在空间四边形ABCD中,E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA上的点,EH∥FG,则EH与BD的位置关系是( A )
A.平行 B.相交 C.异面 D.不确定
[解析] ∵EH∥FG,FG⊂平面BCD,EH⊄平面BCD,
∴EH∥平面BCD.
∵EH⊂平面ABD,平面ABD∩平面BCD=BD,
∴EH∥BD.
6.已知正方体AC1的棱长为1,点P是面AA1D1D的中心,点Q是面A1B1C1D1的对角线B1D1上一点,且PQ∥平面AA1B1B,则线段PQ的长为( C )
A.1 B. C. D.
[解析] 由PQ∥平面AA1BB知PQ∥AB1,又P为AO1的中点,∴PQ=AB1=.
二、填空题
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7.如图,a∥α,A是α的另一侧的点,B、C、D∈a,线段AB、AC、AD分别交平面α于E、F、G,若BD=4,CF=4,AF=5,则EG=____.
[解析] ∵a∥α,α∩平面ABD=EG,∴a∥EG,即BD∥EG,
∴=,则EG===.
8.(2016·扬州高二检测)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,若过A,C,B1三点的平面与底面A1B1C1D1的交线为l,则l与A1C1的位置关系是__l∥A1C1__.
[解析] ∵平面ABCD∥平面A1B1C1D1,AC⊂平面ABCD,
∴AC∥平面A1B1C1D1.
又平面ACB1经过直线AC与平面A1B1C1D1相交于直线l,
∴AC∥l.
三、解答题
9.如图,在正方体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于点G、H,求证:AB∥GH.
[解析] ∵E、F分别是AA1和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.
10.四棱锥P-ABCD的底面ABCD是梯形,AB∥CD,且AB=CD.试问在PC上能否找到一点E,使得BE∥平面PAD?若能,请确定E点的位置,并给出证明;若不能,请说明理由.
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[解析] 在PC上取点E,使=,
则BE∥平面PAD.
证明如下:延长DA和CB交于点F,连接PF.
梯形ABCD中,AB∥CD,
AB=CD.
∴==,
∴=.
又=,∴△PFC中,=,
∴BE∥PF,
而BE⊄平面PAD,PF⊂平面PAD.
∴BE∥平面PAD.
B级 素养提升
一、选择题
1.a、b是两条异面直线,下列结论正确的是( D )
A.过不在a、b上的任一点,可作一个平面与a、b平行
B.过不在a、b上的任一点,可作一条直线与a、b相交
C.过不在a、b上的任一点,可作一条直线与a、b都平行
D.过a可以并且只可以作一个平面与b平行
[解析] A错,若点与a所确定的平面与b平行时,就不能使这个平面与a平行了.
B错,若点与a所确定的平面与b平行时,就不能作一条直线与a,b相交.
C错,假如这样的直线存在,根据公理4就可有a∥b,这与a,b异面矛盾.
D正确,在a上任取一点A,过A点作直线c∥b,则c与a确定一个平面与b平行,这个平面是唯一的.
2.过平面α外的直线l,作一组平面与α相交,如果所得的交线为a、b、c、…,那么这些交线的位置关系为( D )
A.都平行
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B.都相交且一定交于同一点
C.都相交但不一定交于同一点
D.都平行或交于同一点
[解析] 若l∥平面α,则交线都平行;
若l∩平面α=A,则交线都交于同一点A.
3.如图,在三棱锥S-ABC中,E、F分别是SB、SC上的点,且EF∥平面ABC,则
( B )
A.EF与BC相交 B.EF∥BC
C.EF与BC异面 D.以上均有可能
[解析] ∵EF⊂平面SBC,EF∥平面ABC,平面SBC∩平面ABC=BC,∴EF∥BC.
4.不同直线m、n和不同平面α、β,给出下列命题:
①⇒m∥β;②⇒n∥β;③⇒m、n异面.
其中假命题有( C )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
[解析] ∵α∥β,∴α与β没有公共点.
又∵m⊂α,∴m与β没有公共点,
∴m∥β,故①正确,②③错误.
二、填空题5.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__平行__四边形.
[解析] ∵AB∥α,平面ABD∩α=FH,平面ABC∩α=EG,
∴AB∥FH,AB∥EG,∴FH∥EG,同理EF∥GH,∴四边形EFHG是平行四边形.
6.(2016·成都高二检测)长方体ABCD-A1B1C1D1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AA1、CC1上的动点,AE+CF=8.P在棱AA1上,且AP=2,若EF∥平面PBD,则CF=__2__.
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[解析] 连接AC交BD于O,连接PO.
因为EF∥平面PBD,EF⊂平面EACF,平面EACF∩平面PBD=PO,所以EF∥PO,在PA1上截取PQ=AP=2,连接QC,则QC∥PO,所以EF∥QC,所以EFCQ为平行四边形,则CF=EQ,又因为AE+CF=8,AE+A1E=8,所以A1E=CF=EQ=A1Q=2,从而CF=2.
C级 能力拔高
1.如图所示,一平面与空间四边形对角线AC、BD都平行,且交空间四边形边AB、BC、CD、DA分别于E、F、G、H.
(1)求证:EFGH为平行四边形;
(2)若AC=BD,EFGH能否为菱形?
(3)若AC=BD=a,求证:平行四边形EFGH周长为定值.
[解析] (1)∵AC∥平面EFGH,平面ACD∩平面EFGH=GH,且AC⊂面ACD,
∴AC∥GH,同理可证,AC∥EF,BD∥EH,BD∥FG.
∴EF∥GH,EH∥FG.∴四边形EFGH为平行四边形.
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(2)设AC=BD=a,EH=x,GH=y,=.
∵GH∥AC,∴GH︰AC=DH︰DA=DH︰(DH+HA).
即:y︰a=n︰(m+n),∴y=a.
同理可得:x=EH=a.
∴当AC=BD时,若m=n即AH=HD时,则EH=GH,四边形EFGH为菱形.
(3)设EH=x,GH=y,
H为AD上一点且AH︰HD=m︰n.
∵EH∥BD,∴=.
即=,∴x=a.
同理:y=a,
∴周长=2(x+y)=2a(定值).
2.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,点E、F分别是棱CC1、BB1上的点,点M是线段AC上的动点,EC=2FB=2,若MB∥平面AEF,试判断点M在何位置.
[解析] 若MB∥平面AEF,过F、B、M作平面FBMN交AE于N,连接MN、NF.因为BF∥平面AA1C1C,BF⊂平面FBMN,平面FBMN∩平面AA1C1C=MN,所以BF∥MN.
又MB∥平面AEF,MB⊂平面FBMN,平面FBMN∩平面AEF=FN,所以MB∥FN,所以BFNM是平行四边形,
所以MN∥BF,MN=BF=1.
而EC∥FB,EC=2FB=2,
所以MN∥EC,MN=EC=1,
故MN是△ACE的中位线.
所以M是AC的中点时,MB∥平面AEF.
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