（全國通用版）2019版高考數學一輪復習 第七章 立體幾何初步 課時分層作業(yè) 四十二 7.4 直線、平面平行的判定及其性質 文.doc

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課時分層作業(yè) 四十二 直線、平面平行的判定及其性質一、選擇題(每小題5分,共35分)1.下面四個正方體圖形中,點A,B為正方體的兩個頂點,點M,N,P分別為其所在棱的中點,能得出AB平面MNP的圖形是()A.B.C.D.【解析】選A.由線面平行的判定定理知可得出AB平面MNP.2.(2018棗莊模擬)設a,b為兩條不同的直線,為兩個不同的平面.則下列四個命題中,正確的是()A.若a,b與所成的角相等,則abB.若a,b,則abC.若a,b,ab,則D.若a,b,則ab【解析】選D.對于選項A,a,b不一定平行,也可能相交;對于選項B,只需找個平面,使,且a,b即可滿足題設,但a,b不一定平行;對于選項C,可參考直三棱柱模型排除.【變式備選】(2018廈門模擬)已知,是兩個不同的平面,下列四個條件中能推出的是()存在一條直線a,a,a;存在一個平面,;存在兩條平行直線a,b,a,b,a,b;存在兩條異面直線a,b,a,b,a,b.A.B.C.D.【解析】選C.對存在一條直線a,a,a,故正確,排除B,D,對于,存在兩條平行直線a,b,a,b,a,b,如圖所示,不能推出,故排除A.3.已知平面及直線a,b,下列說法正確的是()A.若直線a,b與平面所成角都是30,則這兩條直線平行B.若直線a,b與平面所成角都是30,則這兩條直線不可能垂直C.若直線a,b平行,則這兩條直線中至少有一條與平面平行D.若直線a,b垂直,則這兩條直線與平面不可能都垂直【解析】選D.由題意逐一分析所給的選項:若直線a,b與平面所成角都是30,則這兩條直線不一定平行;若直線a,b與平面所成角都是30,則這兩條直線可能垂直;若直線a,b平行,則這兩條直線中可能兩條都與平面不平行;若直線a,b垂直,則這兩條直線與平面不可能都垂直.4.已知正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=4,AA1=1,E,F分別為AB,AC的中點,P為棱BC上一點,則P到平面FEB1C1的距離為()A.B.C.D.隨點P的位置改變而改變【解析】選C.BCEF,不妨取BC的中點為P,如圖,取B1C1的中點D,AP與EF交于H,作PGDH,由于A1DB1C1,PDB1C1,PDA1D=D,B1C1平面EFC1B1,所以平面AA1DP平面EFC1B1,交線為DH,易求PH=,又PD=1,故DH=2.由PDPH=DHPG,所以PG=,故點P到平面FEB1C1的距離為.5.如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E是AB的中點,F在CC1上,且CF=2FC1,點P是側面AA1D1D(包括邊界)上一動點,且PB1平面DEF,則tanABP的取值范圍是()A.B.0,1C.D.【解析】選D.在AA1上取點M,使得AM=MA1,連接B1M,則B1MDF,取C1D1的中點為N,連接B1N,則B1NDE.因此平面B1MN平面DEF,過點N作NGDF交DD1于點G,連接MG,則B1,M,G,N四點共面.且DG=DD1.因為PB1平面DEF.所以點P在線段MG上運動.當點P分別與點M,G重合時,tanABP取最小值和最大值.6.若平面截三棱錐所得截面為平行四邊形,則該三棱錐與平面平行的棱有()A.0條B.1條C.2條D.1條或2條【解析】選C.如圖所示:平面截得平行四邊形為EFGH,因為FGEH,可證明FG平面ABD,由線面平行的性質可知FGAB,所以AB,同理可得CD,所以有兩條棱和平面平行.7.如圖是正方體的平面展開圖.關于這個正方體,有以下判斷:EC平面AFN;CN平面AFB;BMDE;平面BDE平面NCF.其中正確判斷的序號是 ()A.B.C.D.【解析】選C.由已知中正方體的平面展開圖,得到正方體的直觀圖如圖所示:由FN平面EMC,故FNEC;同理AFEC,故EC平面AFN,故正確;由CNBE,則CN平面AFB,故正確;由圖可知BMDE顯然錯誤,故不正確;由BDNF得BD平面NCF,DECF得DE平面NCF,由面面平行判定定理可知平面BDE平面NCF,故正確.二、填空題(每小題5分,共15分)8.點P在正方體ABCD-A1B1C1D1的面對角線BC1上運動,則下列四個命題:三棱錐A1-D1DP的體積不變;A1P平面ACD1;DPBC1;平面A1PB平面PDB1.其中正確的命題的序號是_.【解析】如圖,對于,因為BC1平面A1DD1,所以P到平面A1DD1的距離不變,三棱錐A1-D1DP的體積不變,正確;對于,因為平面A1BC1平面ACD1,所以A1P平面ACD1,正確;對于,因為在同一平面內,過直線外一點與已知直線垂直的直線只有一條,所以DPBC1不正確,不正確;對于,因為B1D平面A1BC1,B1D平面PDB1,所以平面A1PB平面PDB1,正確.故正確的命題為.答案:9.(2018青島模擬)將一個真命題中的“平面”換成“直線”“直線”換成“平面”后仍是真命題,則該命題稱為“可換命題”.給出下列四個命題:垂直于同一平面的兩直線平行;垂直于同一平面的兩平面平行;平行于同一直線的兩直線平行;平行于同一平面的兩直線平行.其中是“可換命題”的是_ _.(填命題的序號)【解析】由線面垂直的性質定理可知是真命題,且垂直于同一直線的兩平面平行也是真命題,故是“可換命題”;因為垂直于同一平面的兩平面可能平行或相交,所以是假命題,不是“可換命題”;由公理4可知是真命題,且平行于同一平面的兩平面平行也是真命題,故是“可換命題”;因為平行于同一平面的兩條直線可能平行、相交或異面,故是假命題,故不是“可換命題”.答案:10.如圖,平面平面平面,兩條直線a,b分別與平面,相交于點A,B,C和點D,E,F.已知AB=2 cm,DE=4 cm,EF=3 cm,則AC的長為_ cm.【解析】因為平面平面平面,兩條直線a,b分別與平面,相交于點A,B,C和點D,E,F,連接AD,BE,CF,所以ADBECF,所以=,因為AB=2 cm,DE=4 cm,EF=3 cm,所以=,解得BC= cm,所以AC=AB+BC=2+=(cm).答案:【變式備選】如圖,平面平面平面,兩條直線a,b分別與平面,相交于點A,B,C和點D,E,F.已知AC=15 cm,DE=5 cm,ABBC=13,求AB,BC,EF的長.【解析】如圖所示,連接AF,交于點G,則點A,B,C,G,F共面;因為,平面ACF=BG,平面ACF=CF,所以BGCF,所以ABGACF,所以=,同理,有ADGE,=;所以=;又=,所以AB=AC= cm,BC=AC= cm;所以EF=3DE=35=15 cm.1.(5分)對于平面和不重合的兩條直線m,n,下列選項中正確的是()A.如果m,n,m,n共面,那么mnB.如果m,n與相交,那么m,n是異面直線C.如果m,n,m,n是異面直線,那么nD.如果m,nm,那么n【解析】選A.由線面平行的性質定理,可知A正確,B選項中,n可以與m相交,C選項中,直線n可以與平面相交,D選項中,n可以在平面內.2.(5分)已知點E,F分別為正方體ABCD-A1B1C1D1的棱AB,AA1上的點,且AE=AB,AF=AA1,點M,N分別為線段D1E和線段C1F上的點,則與平面ABCD平行的直線MN有()A.1條B.3條C.6條D.無數條【解析】選D.取BH=BB1,連接FH,則FHAB,在線段D1E上取OE=D1E,在線段DE上取EK=ED,連接OH,OK,BK,則易得四邊形OKBH為矩形,連接HE,在D1E上任取一點M,過點M在平面D1HE中,作MGHO,交D1H于點G,再過點G作GNFH,交C1F于點N,連接MN,由于MGHO,HOKB,KB平面ABCD,MG平面ABCD,所以MG平面ABCD,同理由GNFH,可推得GN平面ABCD,由面面平行的判定定理得,平面MNG平面ABCD,則MN平面ABCD,由于M為D1E上任意一點,故這樣的直線MN有無數條.【變式備選】1.如圖,在正四棱錐S-ABCD中,點E,M,N分別是BC,CD,SC的中點,動點P在線段MN上運動時,下列四個結論:EPBD;EPAC;EP平面SAC;EP平面SBD中恒成立的為()A.B.C.D.【解析】選A.如圖所示,連接AC,BD相交于點O,連接EM,EN,SO,在中:由異面直線的定義可知:EP與BD是異面直線,不可能EPBD,因此不正確.在中:由正四棱錐S-ABCD,可得SO底面ABCD,ACBD,所以SOAC,因為SOBD=O,所以AC平面SBD,因為點E,M,N分別是BC,CD,SC的中點,所以EMBD,MNSD,而EMMN=M,BDSD=D,所以平面EMN平面SBD,所以AC平面EMN,所以ACEP,故正確.在中:由同理可得:EM平面SAC,若EP平面SAC,則EPEM,與EPEM=E相矛盾,因此當P與M不重合時,EP與平面SAC不垂直,即不正確.在中:由可知平面EMN平面SBD,所以EP平面SBD,因此正確.2.如圖,矩形ABCD中,E為邊AB的中點,將ADE沿直線DE翻轉成A1DE.若M為線段A1C的中點,則在ADE翻轉過程中,正確的命題是()BM是定值;點M在圓上運動;一定存在某個位置,使DEA1C;一定存在某個位置,使MB平面A1DE.A.B.C.D.【解析】選B.取DC中點N,連接MN,NB,則MNA1D,NBDE,所以平面MNB平面A1DE,因為MB平面MNB,所以MB平面A1DE,正確;A1DE=MNB,MN=A1D=定值,NB=DE=定值,根據余弦定理得,MB2=MN2+NB2-2MNNBcosMNB,所以MB是定值.正確;B是定點,所以M是在以B為圓心,MB為半徑的圓上,正確;只有當矩形ABCD滿足ACDE時存在DEA1C,其他情況不存在,不正確.所以正確.3.(5分)在四面體ABCD中,M,N分別是ACD,BCD的重心,則四面體的四個面中與MN平行的是_.【解析】如圖,連接AM并延長交CD于點E,連接BN并延長交CD于點F,由重心性質可知,E,F重合為一點,且該點為CD的中點,由=,得MNAB,因此,MN平面ABC,且MN平面ABD.答案:平面ABD,平面ABC4.(12分)如圖,在三棱錐S-ABC中,平面SAB平面SBC,ABBC,AS=AB,過點A作AFSB,垂足為F,點E,G分別是棱SA,SC的中點.求證:(1)平面EFG平面ABC.(2)BCSA.【證明】(1)因為AS=AB, AFSB, 垂足為F, 所以F是SB的中點.又因為E是SA的中點, 所以EFAB.因為EF平面ABC, AB平面ABC,所以EF平面ABC.同理EG平面ABC.又因為EFEG=E,所以平面EFG平面ABC.(2)因為平面SAB平面SBC, 且交線為SB,又因為AF平面SAB,AFSB,所以AF平面SBC, 因為 BC平面 SBC,所以 AFBC.又因為ABBC, AFAB=A,AF平面SAB,AB平面 SAB, 所以 BC平面 SAB.又因為 SA平面 SAB, 所以BCSA.5.(13分)如圖,在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD是菱形,DAB=60,PD平面ABCD,PD=AD=1,點E,F分別為AB和PC的中點,連接EF,BF.(1)求證:直線EF平面PAD.(2)求三棱錐F-PEB的體積.【解析】(1)作FMCD交PD于點M,連接AM.因為點F為PC中點,所以FM=CD.因為點E為AB的中點,所以AE=AB=FM.又AEFM,所以四邊形AEFM為平行四邊形,所以EFAM.所以直線EF平面PAD.(2)連接EC.已知DAB=60,AE=,AD=1,由余弦定理,得DEAB,又ABDC,則DEDC,設F到平面BEC的距離為h.因為點F為PC的中點,所以h=PD.從而有VF-PBE=VP-BEF=VP-BEC-VF-BEC=SBEC(PD-h)=SBECPD=1=.