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- 2021-06-24 发布
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第3讲 平行关系
一、选择题
1.已知直线m、n与平面α、β,给出下列三个命题:
①若m∥α,n∥α,则m∥n;②若m∥α,n⊥α,则n⊥m;③若m⊥α,m∥β,则α⊥β.
其中真命题的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3[来源:Zxxk.Com]
解析 对于①,m、n可能平行、相交或异面,②③正确,所以真命题的个数是2.
答案 C
2.若m、n为两条不重合的直线,α、β为两个不重合的平面,则下列命题中正确的是 ( ).
A.若m、n都平行于平面α,则m、n一定不是相交直线;
B.若m、n都垂直于平面α,则m、n一定是平行直线;
C.已知α、β互相平行,m、n互相平行,若m∥α,则n∥β;
D.若m、n在平面α内的射影互相平行,则m、n互相平行.
解析 A中,m、n可为相交直线;B正确;C中,n可以平行β,也可以在β内;D中,m、n也可能异面.故正确的命题是B.
答案 B
3.一条直线l上有相异三个点A、B、C到平面α的距离相等,那么直线l与平面α的位置关系是 ( ).
A.l∥α B.l⊥α
C.l与α相交但不垂直 D.l∥α或lα
解析 l∥α时,直线l上任意点到α的距离都相等;lα时,直线l上所有的点到α的距离都是0;l⊥α时,直线l上有两个点到α距离相等;l与α斜交时,也只能有两个点到α距离相等.
答案 D
4.已知α1,α2,α3是三个相互平行的平面,平面α1,α2之间的距离为d1,平面α2,α3之间的距离为d2.直线l与α1,α2,α3分别相交于P1,P2,P3.那么“P1P2=P2P3”是“d1=d2”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
解析 如图所示,由于α2∥α3,同时被第三个平面P1P3N所截,故有P2M∥P3N.再根据平行线截线段成比例易知选C.
答案 C
5.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∥α;[来源:学科网ZXXK]
(2)若直线a在平面α外,则a∥α;
(3)若直线a∥b,bα,则a∥α;
(4)若直线a∥b,bα,则a平行于平面α内的无数条直线.
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
解析 命题(1)l可以在平面α内,不正确;命题(2)直线a与平面α可以是相交关系,不正确;命题(3)a可以在平面α内,不正确;命题(4)正确.
答案 A
6.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.①③ B.②③ C.①④ D.②④
解析 对于图形①:平面MNP与AB所在的对角面平行,即可得到AB∥平面MNP,对于图形④:AB∥PN,即可得到AB∥平面MNP,图形②、③都不可以,故选C.
答案 C
二、填空题
7.过三棱柱ABC-A1B1C1的任意两条棱的中点作直线,其中与平面ABB1A1平行的直线共有________条.
解析 过三棱柱ABC-A1B1C1的任意两条棱的中点作直线,记AC,BC,A1C1,B1C1的中点分别为E,F,E1,F1,则直线EF,E1F1,EE1,FF1,E1F,EF1均与平面ABB1A1平行,故符合题意的直线共6条.
答案 6
8.若m、n为两条不重合的直线,α、β为两个不重合的平面,则下列命题中真命题的序号是________.
①若m、n都平行于平面α,则m、n一定不是相交直线;
②若m、n都垂直于平面α,则m、n一定是平行直线;
③已知α、β互相平行,m、n互相平行,若m∥α,则n∥β;
④若m、n在平面α内的射影互相平行,则m、n互相平行.
解析 ①为假命题,②为真命题,在③中,n可以平行于β,也可以在β内,故是假命题,在④中,m、n也可能异面,故为假命题.
答案 ②
9. 如图所示,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及其内部运动,则M满足条件________时,有MN∥平面B1BDD1.
解析 由题意,HN∥面B1BDD1,FH∥面B1BDD1.
∵HN∩FH=H,∴面NHF∥面B1BDD1.
∴当M在线段HF上运动时,有MN∥面B1BDD1.
答案 M∈线段HF
10.对于平面α与平面β,有下列条件:①α、β都垂直于平面γ;②α、β都平行于平面γ;③α内不共线的三点到β的距离相等;④l,m为两条平行直线,且l∥α,m∥β;⑤l,m是异面直线,且l∥α,m∥α;l∥β,m∥β,则可判定平面α与平面β平行的条件是________(填正确结论的序号).
解析 由面面平行的判定定理及性质定理知,只有②⑤能判定α∥β.
答案 ②⑤
三、解答题
11.如图,棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD为菱形,平
面AA1C1C⊥平面ABCD.
(1)证明:平面AB1C∥平面DA1C1;
(2)在直线CC1上是否存在点P,使BP∥平面DA1C1?若存在,
求出点P的位置;
若不存在,说明理由.
解 (1)证明:由棱柱ABCD-A1B1C1D1的性质知AB1∥DC1,A1D∥B1C,AB1∩B1C=B1,
A1D∩DC1=D,
∴平面AB1C∥平面DA1C1,
(2)存在这样的点P满足题意.
在C1C的延长线上取点P,使C1C=CP,连接BP,
∵B1B綊CC1,∴BB1綊CP,
∴四边形BB1CP为平行四边形,
∴BP∥B1C,[来源:Z。xx。k.Com]
又∵A1D∥B1C,
∴BP∥A1D,∴BP∥平面DA1C1.
12.如图,已知ABCD-A1B1C1D1是棱长为3的正方体,点E在AA1上,点F在CC1上,G在BB1上,且AE=FC1=B1G=1,H是B1C1的中点.
(1)求证:E,B,F,D1四点共面;
(2)求证:平面A1GH∥平面BED1F.
证明 (1)∵AE=B1G=1,∴BG=A1E=2,
∴BG綊A1E,∴A1G綊BE.
又同理,C1F綊B1G,∴四边形C1FGB1是平行四边形,
∴FG綊C1B1綊D1A1,∴四边形A1GFD1是平行四边形.
∴A1G綊D1F,∴D1F綊EB,
故E、B、F、D1四点共面.
(2)∵H是B1C1的中点,∴B1H=.
又B1G=1,∴=.
又=,且∠FCB=∠GB1H=90°,
∴△B1HG∽△CBF,∴∠B1GH=∠CFB=∠FBG,
∴HG∥FB.
又由(1)知A1G∥BE,且HG∩A1G=G,
FB∩BE=B,∴平面A1GH∥平面BED1F.
13.一个多面体的直观图及三视图如图所示:(其中M、N分别是AF、BC的中点).
(1)求证:MN∥平面CDEF;
(2)求多面体A-CDEF的体积.
解 由三视图可知:AB=BC=BF=2,DE=CF=2,∠CBF=.
(1)证明:取BF的中点G,连接MG、NG,由M、N分别为AF、BC的中点可得,NG∥CF,MG∥EF,
∴平面MNG∥平面CDEF,
又MN平面MNG,
∴MN∥平面CDEF.
(2)取DE的中点H.
∵AD=AE,∴AH⊥DE,
在直三棱柱ADE-BCF中,平面ADE⊥平面CDEF,
平面ADE∩平面CDEF=DE.
∴AH⊥平面CDEF.
∴多面体A-CDEF是以AH为高,以矩形CDEF为底面的棱锥,在△ADE中,AH=.S矩形CDEF=DE·EF=4,
∴棱锥A-CDEF的体积为V=·S矩形CDEF·AH=×4×=.
14.如图所示,四边形ABCD为矩形,AD⊥平面ABE,AE=EB=BC,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.
(1)求证:AE⊥BE;
(2)设M在线段AB上,且满足AM=2MB,试在线段
CE上确定一点N,使得MN∥平面DAE.
(1)证明 ∵AD⊥平面ABE,AD∥BC,
∴BC⊥平面ABE,
又AE平面ABE,则AE⊥BC.
又∵BF⊥平面ACE,AE平面ABE,∴AE⊥BF,
又BC∩BF=B,∴AE⊥平面BCE,
又BE平面BCE,∴AE⊥BE.
(2)解 在△ABE中过M点作MG∥AE交BE于G点,在△BEC中过G点作GN∥BC交EC于N点,连接MN,则由比例关系易得CN=CE.
∵MG∥AE,MG⃘平面ADE,AE平面ADE,
∴MG∥平面ADE.
同理,GN∥平面ADE.
又∵GN∩MG=G,∴平面MGN∥平面ADE.
又MN平面MGN,
∴MN∥平面ADE.
∴N点为线段CE上靠近C点的一个三等分点.