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- 2021-06-11 发布
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第4节 直线、平面平行的判定与性质
题型93 证明空间中直线、平面的平行关系
1.(2013江西理8)如图,正方体的底面与正四面体的底面在同一平面上,且,正方体的六个面所在的平面与直线,相交的平面个数分别记为,那么( ).
A. B. C. D.
2.(2013广东理6)设是两条不同的直线,是两个
不同的平面下列命题中正确的是( ).
A.若,,,则
B.若,,,则
C.若,,,则
D.若,,,则
3. (2013安徽理19)
如图,圆锥顶点为,底面圆心为,其母线与底面所成的角为,和是底面圆上
的两条平行的弦,轴与平面所成的角为.
(1)证明:平面与平面的交线平行于底面;
(2)求.
4. (2013全国新课标卷理18)
如图,直棱柱中,分别是的中点,
.
(1)证明:平面;
(2)求二面角的正弦值.
5.(2013山东理18)如图所示,在三棱锥中,平面,,,,,分别是,,,的中点,,与交于点,与交于点,连接.
(1)求证:;
(2)求二面角的余弦值.
6.(2013江苏16)
如图,在三棱锥中,平面平面,,,过作,垂足为,点分别是棱的中点.
求证:(1)平面平面;
(2).
7.(2013浙江理20)如图,在四面体中,平面,.是的中点,是的中点,点在线段上,且.
(1)证明:平面;
(2)若二面角的大小为,求的大小.
8. (2015福建理7) 若是两条不同的直线,,则“ ”是“”的( ).
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
8.解析 若,又因为,则或;若,又因为,
则,所以“”是“”的必要不充分条件.故选B.
9.(2016全国甲理14),是两个平面,,是两条线,有下列四个命题:
①如果,,,那么.
②如果,,那么.
③如果,,那么.
④如果, ,那么与所成的角和与所成的角相等.
以上命题正确的命题有 .
9. ②③④ 解析 将题中假设放在一个正方体模型中易知②③④正确.
10.(2016浙江理2)已知互相垂直的平面交于直线.若直线满足,则( ).
A. B. C. D.
10.C 解析 对于选项A,因为,所以.又因为,所以与平行或异面.故选项A不正确;对于选项B和D,因为,,所以或.又因为,所以与的关系平行、相交或异面都有可能.故选项B和D不正确;对于选项C,因为所以因为所以,故选项C正确,故选C.
11.(2016江苏卷16)如图所示,在直三棱柱中,分别为的中点,点在侧棱上,且,.
求证:(1)直线平面;
11.解析 (1)因为分别为的中点,所以为的中位线,所以,又因为三棱柱为直棱柱,故,所以,又因为平面,且,故平面.
12.(2016天津理17)如图所示,正方形的中心为O,四边形为矩形,平面平面,点为的中点,.
(1)求证:平面;
12.分析 (1)利用空间向量证明线面平行,关键是求出面的法向量,利用法向量与直线方向向量垂直进行论证.
解析 解法一:(1)取中点,连接,,如图所示.
由题意可得,且,所以四边形为平行四边形.
所以,且平面,所以平面.
13.(2016四川理18)如图所示,在四棱锥中,,,.为边的中点,异面直线与所成的角为.
(1)在平面内找一点,使得直线平面,并说明理由;
13.解析 (1)取棱的中点,点即为所求的一个点.证明如下:
因为,,所以,且.所以四边形是平行四边形,从而.又平面,,所以平面.
(说明:取棱的中点,则所找的点可以是直线上任意一点).
14.(2016山东理17)在如图所示的圆台中,是下底面圆的直径,是上底面圆的直径,是圆台的一条母线.
(1)已知分别为,的中点,求证:平面;
14.解析(1)证明:设的中点为,连接,在中,因为是的中点,所以.
又,所以.在中,因为是的中点,所以.
又,,所以平面平面,
因为平面,所以平面.
15.(2107浙江19(1))如图所示,已知四棱锥,是以为斜边的等腰直角三角形,,,,为的中点.
(1)证明:平面.
15.解析 (1)如图所示,设DE的中点为,联结,.
因为,分别为,的中点,所以,且.
又因为,,所以,且,所以四边形为平行四边形,所以,又平面,所以平面.
16.(2017江苏15)如图所示,在三棱锥中,,, 平面平面, 点(与不重合)分别在棱上,且.
求证:(1)平面;
(2).
16.解析 (1)在平面内,因为,,且点与点不重合,所以.又因为平面,平面,所以平面.
(2)因为平面平面,平面平面,
平面,,所以平面.
因为平面,所以.
又,,平面,平面,
所以平面.又因为平面,所以.
17.(2017全国2卷理科19)如图所示,在四棱锥中,侧面为等边三角形且垂直于底面,,, 是的中点.
(1)求证:直线平面;
17.解析 (1)令的中点为,联结,,如图所示.因为点,为,的中点,所以为的中位线,所以.又因为,所以.又因为,所以,于是.从而四边形为平行四边形,所以.又因为,所以平面.
题型94 与平行有关的开放性、探究性问题
1.(2016四川理18)如图所示,在四棱锥中,,,.为边的中点,异面直线与所成的角为.
(1)在平面内找一点,使得直线平面,并说明理由;
1.解析 (1)取棱的中点,点即为所求的一个点.证明如下:
因为,,所以,且.所以四边形是平行四边形,从而.又平面,,所以平面.
(说明:取棱的中点,则所找的点可以是直线上任意一点).
2.(2016北京理17)如图所示,在四棱锥中,平面平面, ,,
,,,.
(1)求证:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值;
(3)在棱上是否存在点,使得平面?若存在,求的值;若不存在,说明理由.
2. 解析 (1)如题中的图所示,平面平面,平面平面,平面,得平面,所以.
又因为平面,平面,,所以平面.
(2)如图所示,设棱AD的中点是O,由题设可得直线两两互相垂直,所以可建立如图所示的空间直角坐标系.
可得,
所以,.
设平面的一个法向量是,得,所以可得.
设直线与平面所成角的大小为,
可得,
即直线与平面所成角的正弦值是.
(3)设棱上存在点,使得平面,并设,得,即,即.得.
由平面,平面的一个法向量是,
得,解得.
又平面,所以平面.
即在棱上存在点使得平面,且.