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- 2021-07-01 发布
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2.1.2 空间中直线与直线之间的位置关系
一、基础过关
1.分别在两个平面内的两条直线间的位置关系是 ( )
A.异面 B.平行
C.相交 D.以上都有可能
2.若 AB∥A′B′,AC∥A′C′,则有 ( )
A.∠BAC=∠B′A′C′
B.∠BAC+∠B′A′C′=180°
C.∠BAC=∠B′A′C′或∠BAC+∠B′A′C′=180°
D.∠BAC>∠B′A′C′
3.空间四边形的两条对角线相互垂直,顺次连接四边中点的四边形一定是 ( )
A.空间四边形 B.矩形
C.菱形 D.正方形
4.“a、b 为异面直线”是指:
①a∩b=∅,且 aD∥b;②a⊂面α,b⊂面β,且 a∩b=∅;③a⊂面α,b⊂面β,且α∩β
=∅;④a⊂面α,b⊄面α;⑤不存在面α,使 a⊂面α,b⊂面α成立.
上述结论中,正确的是 ( )
A.①④⑤ B.①③④
C.②④ D.①⑤
5.如果两条直线 a 和 b 没有公共点,那么 a 与 b 的位置关系是________.
6.已知正方体 ABCD—A′B′C′D′中:
(1)BC′与 CD′所成的角为________;
(2)AD 与 BC′所成的角为________.
7.如图所示,四边形 ABEF 和 ABCD 都是直角梯形,∠BAD=
∠FAB=90°,BC 綊 1
2AD,
BE 綊 1
2FA,G、H 分别为 FA、FD 的中点.
(1)证明:四边形 BCHG 是平行四边形;
(2)C、D、F、E 四点是否共面?为什么?
8.如图,正方体 ABCD-EFGH 中,O 为侧面 ADHE 的中心,求:
(1)BE 与 CG 所成的角;
(2)FO 与 BD 所成的角.
二、能力提升
9.如图所示,已知三棱锥 A-BCD 中,M、N 分别为 AB、CD 的中点,则下列结论正确的是
( )
A.MN≥1
2(AC+BD) B.MN≤1
2(AC+BD)
C.MN=1
2(AC+BD) D.MN<1
2(AC+BD)
10.如果两条异面直线称为“一对”,那么在正方体的十二条棱中共有异面直线( )
A.12 对 B.24 对 C.36 对 D.48 对
11.一个正方体纸盒展开后如图所示,在原正方体纸盒中有如下结论:
①AB⊥EF;
②AB 与 CM 所成的角为 60°;
③EF 与 MN 是异面直线;
④MN∥CD.
以上结论中正确的序号为________.
12.已知 A 是△BCD 平面外的一点,E,F 分别是 BC,AD 的中点,
(1)求证:直线 EF 与 BD 是异面直线;
(2)若 AC⊥BD,AC=BD,求 EF 与 BD 所成的角.
三、探究与拓展
13.已知三棱锥 A—BCD 中,AB=CD,且直线 AB 与 CD 成 60°角,点 M、N 分别是 BC、
AD 的中点,求直线 AB 和 MN 所成的角.
答案
1.D 2.C 3.B
4.D 5.平行或异面
6.(1)60° (2)45°
7.(1)证明 由已知 FG=GA,FH=HD,
可得 GH 綊 1
2AD.又 BC 綊 1
2AD,
∴GH 綊 BC,
∴四边形 BCHG 为平行四边形.
(2)解 由 BE 綊 1
2AF,G 为 FA 中点知,BE 綊 FG,
∴四边形 BEFG 为平行四边形,∴EF∥BG.
由(1)知 BG 綊 CH,∴EF∥CH,
∴EF 与 CH 共面.
又 D∈FH,∴C、D、F、E 四点共面.
8.解 (1)如图,∵CG∥BF,∴∠EBF(或其补角)为异面直线 BE 与 CG 所成的角,
又△BEF 中,∠EBF=45°,所以 BE 与 CG 所成的角为 45°.
(2)连接 FH,BD,FO,∵HD 綊 EA,EA 綊 FB,
∴HD 綊 FB,
∴四边形 HFBD 为平行四边形,
∴HF∥BD,
∴∠HFO(或其补角)为异面直线 FO 与 BD 所成的角.
连接 HA、AF,易得 FH=HA=AF,
∴△AFH 为等边三角形,
又依题意知 O 为 AH 中点,∴∠HFO=30°,即 FO 与 BD 所成的角是 30°.
9.D 10.B
11.①③
12.(1)证明 假设 EF 与 BD 不是异面直线,则 EF 与 BD 共面,从
而 DF 与 BE 共面,即 AD 与 BC 共面,所以 A、B、C、D 在同
一平面内,这与 A 是△BCD 平面外的一点相矛盾.故直线 EF
与 BD 是异面直线.
(2)解 取 CD 的中点 G,连接 EG、FG,则 EG∥BD,所以相
交直线 EF 与 EG 所成的角,即为异面直线 EF 与 BD 所成的角.在
Rt△EGF 中,由 EG=FG=1
2AC,求得∠FEG=45°,即异面直线 EF 与 BD 所成的角为 45°.
13.解 如图,取 AC 的中点 P.
连接 PM、PN,
则 PM∥AB,且 PM=1
2AB,PN∥CD,且 PN=1
2CD,
所以∠MPN 为直线 AB 与 CD 所成的角(或所成角的补角).
则∠MPN=60°或∠MPN=120°,
若∠MPN=60°,因为 PM∥AB,
所以∠PMN 是 AB 与 MN 所成的角(或所成角的补角).
又因 AB=CD,所以 PM=PN,则△PMN 是等边三角形,
所以∠PMN=60°,
即 AB 与 MN 所成的角为 60°.
若∠MPN=120°,则易知△PMN 是等腰三角形.所以∠PMN=30°,
即 AB 与 MN 所成的角为 30°.
故直线 AB 和 MN 所成的角为 60°或 30°.
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