- 点、直线、平面之间的位置关系
- 共9241题
下列命题:
①平面的每条斜线都垂直于这个平面内的无数条直线;
②若一条直线垂直于平面的斜线,则此直线必垂直于斜线在此平面内的射影;
③若平面的两条斜线段相等,则它们在同一平面内射影也相等;
④若一条线段在平面外并且不垂直于这个平面,则它的射影长一定小于线段的长.
其中正确的有( )
正确答案
解析
解:①平面的每条斜线都垂直于这个平面内的无数条直线,这无数条直线与斜线在平面内的射影垂直,正确;
②若一条直线垂直于平面的斜线,利用线面垂直的判断与性质,可得此直线必垂直于斜线在此平面内的射影,正确;
③若平面的两条斜线段相等,且线面角相等时,则它们在同一平面内射影也相等,故不正确;
④若一条线段在平面外并且不垂直于这个平面,则它的射影长一定小于线段的长,正确.
故选:C.
下列命题正确的是( )
正确答案
解析
解:若a∥b,a⊥α,根据线面垂直的第二判断定理,得b⊥α,a还是平行b,故A不正确;
B正确,∵a⊥α,b⊥α,根据直线与平面垂直的性质定理可得a∥b;
若a⊥α,a⊥b,则b与α可能平行也可能b⊂α,故C错误;
若a∥α,a⊥b,则b与α可能平行也可能相交,故D错误
直线l∥直线m,l与平面α相交,则m与平面α的位置关系是( )
正确答案
解析
解:∵l与平面α相交,
∴l与平面α有交点,
∵直线l∥直线m,
∴m与平面α有交点,
∴m与平面α相交,
故选:A.
(2015•佳木斯一模)已知直线m,l,平面α,β,且m⊥α,l⊂β,给出下列命题:
①若α∥β,则m⊥l; ②若α⊥β,则m∥l; ③若m⊥l,则α⊥β;④若m∥l,则α⊥β.
其中正确的命题的个数是( )
正确答案
解析
解:若α∥β,且m⊥α⇒m⊥β,又l⊂β⇒m⊥l,所以①正确.
若α⊥β,且m⊥α⇒m∥β,又l⊂β,则m与l可能平行,可能异面,所以②不正确.
若m⊥l,且m⊥α,l⊂β⇒α与β可能平行,可能相交.所以③不正确.
若m∥l,且m⊥α⇒l⊥α又l⊂β⇒α⊥β,∴④正确.
故选:B.
正方体ABCD-A′B′C′D′中,E为DD′的中点,则BD′与平面ACE的位置关系是______.
正确答案
平行
解析
解:连接BD′,AC,BD,设AC,BD交于点O,连接OE,
∵正方体ABCD-A′B′C′D′中,E为DD′的中点,
∴OE∥BD′,
∵OE⊂面ACE,BD′⊄面ACE,
∴BD′∥平面ACE.
故答案为:平行.
已知平面α,β,直线m,n,给出下列命题:
①若m∥α,n∥β,m⊥n,则α⊥β,②若α∥β,m∥α,n∥β,则m||n,③若m⊥α,n⊥β,m⊥n,则α⊥β,④若α⊥β,m⊥α,n⊥β,则m⊥n.
其中是真命题的是______.(填写所有真命题的序号).
正确答案
③④
解析
解:对于①,若m∥α,n∥β,m⊥n,则α与β可能平行,故①错误;
对于②,若α∥β,m∥α,n∥β,则m与n的位置关系有:平行、相交或者异面,故②错误;
对于③,若m⊥α,n⊥β,m⊥n,利用线面垂直的性质定理和面面垂直的判定定理可以判断α⊥β,故③正确;
对于④,若α⊥β,m⊥α,n⊥β,利用面面垂直、线面垂直的性质定理可以得到m⊥n;故④正确;
故答案为:③④
设m、n是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,给出下列命题:①n∥α,α⊥β,则n⊥β;②若m⊥n,n⊥α,m⊥β,则α⊥β;③若n⊥α,α⊥β,m⊂β,则m∥n;④n⊥β,α⊥β,则n∥α,或n⊂α.其中真命题是( )
正确答案
解析
解:∵例如在正方体ABCD-A′B′C′D′中,AB∥平面A′C′,平面DC′⊥平面A′C′,但AB∥平面DC′,故①错误,排除A;
∵例如在正方体ABCD-A′B′C′D′中,平面DC′⊥平面A′C′,BC⊥平面DC′,A′B′⊂平面A′C′,但BC与A′B′不平行,故③错误,排除C、D
故选B
已知平面α∥β,a⊂α,有下列说法:
①a与β内的所有直线平行;
②a与β内无数条直线平行;
③a与β内的任意一条直线都不垂直.
其中正确的序号为______.
正确答案
②
解析
解:由于平面α∥β,a⊂α,
则α,β没有公共点,α,β内的直线也没有公共点,
它们可以平行或异面,
则①错误,②正确,
a与β内的直线可能垂直,故③错误.
故答案为:②
如图,平行四边形ABCD中,CD=1,∠BCD=60°,且BD⊥CD,正方形ADEF和平面ABCD成直二面角,G,H是DF,BE的中点.
(Ⅰ)求证:BD⊥平面CDE;
(Ⅱ)求证:GH∥平面CDE;
(Ⅲ)求三棱锥D-CEF的体积.
正确答案
解:(Ⅰ)证明:平面ADEF⊥ABCD平面,交线为AD
∵ED⊥AD
∴ED⊥平面ABCD
∴ED⊥BD
又∵BD⊥CD
∴BD⊥平面CDE
(Ⅱ)证明:连接EA,则G是AE的中点
∴△EAB中,GH∥AB
又∵AB∥CD
∴GH∥CD
GH⊊平面CDE平面
∴GH∥平面CDE平面
(Ⅲ)设Rt△BCD中BC边上的高为h
∵
∴
∴点C到平面DEF的距离为
∴VD-CEF=.
解析
解:(Ⅰ)证明:平面ADEF⊥ABCD平面,交线为AD
∵ED⊥AD
∴ED⊥平面ABCD
∴ED⊥BD
又∵BD⊥CD
∴BD⊥平面CDE
(Ⅱ)证明:连接EA,则G是AE的中点
∴△EAB中,GH∥AB
又∵AB∥CD
∴GH∥CD
GH⊊平面CDE平面
∴GH∥平面CDE平面
(Ⅲ)设Rt△BCD中BC边上的高为h
∵
∴
∴点C到平面DEF的距离为
∴VD-CEF=.
对于直线m、n和平面α、β,α⊥β的一个充分条件是( )
正确答案
解析
解:对于A,”m⊥n,m∥α,n∥β”推不出α⊥β,故不正确
对于B,“m⊥n,α∩β=m,n⊂α”推不出α⊥β,故不正确
对于C,根据m∥n,n⊥β,m⊂α可⇒α⊥β,可知该命题正确
对于D,“m∥n,m⊥α,n⊥β”→α∥β,故不正确.
故选C.
设是空间的三条直线,给出以下五个命题:
①若a⊥b,b⊥c,则a⊥c;
②若a、b是异面直线,b、c是异面直线,则a、c也是异面直线;
③若a和b相交,b和c相交,则a和c也相交;
④若a和b共面,b和c共面,则a和c也共面;
⑤若a∥b,b∥c,则a∥c;
其中正确的命题的个数是( )
正确答案
解析
解:①若a⊥b,b⊥c,则a⊥c,垂直于同一直线的两条直线相交、平行、异面皆有可能,故命题不正确;
②若a、b是异面直线,b、c是异面直线,则a、c也是异面直线,与同一直线异面的两直线可能是平行的,即异面关系不具有传递性,故命题不正确;
③若a和b相交,b和c相交,则a和c也相交,相交关系不具有传递性,故命题不正确;
④若a和b共面,b和c共面,则a和c也共面,线线间共面关系不具有传递性,a∥b,b与c相交,则a,c可以是异面关系,故命题不正确;
⑤若a∥b,b∥c,则a∥c,此是空间两直线平行公理,是正确命题;
综上,仅有⑤正确
故选B
已知m,n是两条不重合的直线,α,β,γ是三个两两不重合的平面,给出下列四个命题
①若m⊥α,m⊥β,则α∥β;
②若α⊥β,β⊥γ,则α∥β;
③若m⊂a,n⊂β,m∥n,则α∥β;
④若m,n是异面直线,n⊂α,m∥β,n⊂β,n∥α,则α∥β.
其中真命题是( )
正确答案
解析
解:①根据线面垂直的性质可知若m⊥α,m⊥β,则α∥β成立;
②若α⊥β,β⊥γ,则α∥β或α与β相交;故②不成立;
③根据面面平行的可知,当m与n相交时,α∥β,若两直线不相交时,结论不成立;
④若m、n是异面直线,m⊂α,m∥β,n⊂β,n∥α,则α∥β成立.
故正确的是①④,
故选C.
设l、m、n表示三条直线,α、β、r表示三个平面,则下面命题中不成立的是( )
正确答案
解析
解:根据线面垂直的性质定理,垂直于同一个平面的直线互相平行,
可得若l⊥α,m⊥α,则l∥m,所以A项是真命题;
根据三垂线定理的逆定理,得平面β内的直线m如果垂直于β的斜线l,
则m垂直于l在β内的射影,由此可得B项是真命题;
根据线面平行的判定定理,得平面α外的直线n如果平行于平面α内的直线m,
则直线n平行于平面α,由此可得C项是真命题;
以长方体过同一个顶点的三个面为例,可得若α⊥r,β⊥r,可能α与β是相交的平面,
由此可得D项是假命题.
故选:D
如图,在棱长为1的正方体ABCD-A′B′C′D′中,AP=BQ=b(0<b<1),截面PQEF∥A′D,截面PQGH∥AD′.
(1)证明:平面PQEF和平面PQGH互相垂直;
(2)证明:截面PQEF和截面PQGH面积之和是定值,并求出这个值;
(3)若D′E与平面PQEF所成的角为45°,求D′E与平面PQGH所成角的正弦值.
正确答案
解:解法一:
(Ⅰ)证明:∵面PQEF∥A′D,平面PQEF∩平面A′ADD′=PF
∴A′D∥PF,同理可得PH∥AD′,
∵AP=BQ=b,AP∥BQ;∴APBQ是平行四边形,∴PQ∥AB,
∵在正方体中,AD′⊥A′D,AD′⊥AB,
∴PH⊥PF,PH⊥PQ,
∴PH⊥平面PQEF,PH⊂平面PQGH.
∴平面PQEF⊥平面PQGH.(4分)
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知
,截面PQEF和截面PQGH都是矩形,且PQ=1,
∴截面PQEF和截面PQGH面积之和是,是定值.(8分)
(Ⅲ)解:连接BC′交EQ于点M.
∵PH∥AD′,PQ∥AB;PH∩PQ=P,AD′∩AB=A
∴平面ABC′D′∥平面PQGH,
∴D′E与平面PQGH所成角与D′E与平面ABC′D′所成角相等.
由(Ⅰ)同理可证EQ⊥平面PQGH,可知EM⊥平面ABC′D′,
∴EM与D′E的比值就是所求的正弦值.
设AD′交PF于点N,连接EN,由FD=1-b知
.
∵AD′⊥平面PQEF,又已知D′E与平面PQEF成45°角,
∴,即
,
解得,可知E为BC中点.
∴EM=,又
,
∴D′E与平面PQCH所成角的正弦值为.(12分)
解法二:
以D为原点,射线DA,DC,DD′分别为x,y,z轴的正半轴建立如图的空间直角坐标系D-xyz由已知得DF=1-b,
故A(1,0,0),A′(1,0,1),D(0,0,0),D′(0,0,1),P(1,0,b),Q(1,1,b),
E(1-b,1,0),F(1-b,0,0),G(b,1,1),H(b,0,1).
(Ⅰ)证明:在所建立的坐标系中,
可得,
,
.
∵
,∴
是平面PQEF的法向量.
∵,∴
是平面PQGH的法向量.
∵,∴
,
∴平面PQEF⊥平面PQGH.(4分)
(Ⅱ)证明:∵,
∴,
又∵,∴PQEF为矩形,同理PQGH为矩形.
在坐标系中可求得,
,
∴,又
,
∴截面PQEF和截面PQGH面积之和为,是定值.(8分)
(Ⅲ)解:由已知得与
成45°角,又
可得,
即,解得
.
∴,又
,
∴D′E与平面PQGH所成角的正弦值为.(12分)
解析
解:解法一:
(Ⅰ)证明:∵面PQEF∥A′D,平面PQEF∩平面A′ADD′=PF
∴A′D∥PF,同理可得PH∥AD′,
∵AP=BQ=b,AP∥BQ;∴APBQ是平行四边形,∴PQ∥AB,
∵在正方体中,AD′⊥A′D,AD′⊥AB,
∴PH⊥PF,PH⊥PQ,
∴PH⊥平面PQEF,PH⊂平面PQGH.
∴平面PQEF⊥平面PQGH.(4分)
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知
,截面PQEF和截面PQGH都是矩形,且PQ=1,
∴截面PQEF和截面PQGH面积之和是,是定值.(8分)
(Ⅲ)解:连接BC′交EQ于点M.
∵PH∥AD′,PQ∥AB;PH∩PQ=P,AD′∩AB=A
∴平面ABC′D′∥平面PQGH,
∴D′E与平面PQGH所成角与D′E与平面ABC′D′所成角相等.
由(Ⅰ)同理可证EQ⊥平面PQGH,可知EM⊥平面ABC′D′,
∴EM与D′E的比值就是所求的正弦值.
设AD′交PF于点N,连接EN,由FD=1-b知
.
∵AD′⊥平面PQEF,又已知D′E与平面PQEF成45°角,
∴,即
,
解得,可知E为BC中点.
∴EM=,又
,
∴D′E与平面PQCH所成角的正弦值为.(12分)
解法二:
以D为原点,射线DA,DC,DD′分别为x,y,z轴的正半轴建立如图的空间直角坐标系D-xyz由已知得DF=1-b,
故A(1,0,0),A′(1,0,1),D(0,0,0),D′(0,0,1),P(1,0,b),Q(1,1,b),
E(1-b,1,0),F(1-b,0,0),G(b,1,1),H(b,0,1).
(Ⅰ)证明:在所建立的坐标系中,
可得,
,
.
∵
,∴
是平面PQEF的法向量.
∵,∴
是平面PQGH的法向量.
∵,∴
,
∴平面PQEF⊥平面PQGH.(4分)
(Ⅱ)证明:∵,
∴,
又∵,∴PQEF为矩形,同理PQGH为矩形.
在坐标系中可求得,
,
∴,又
,
∴截面PQEF和截面PQGH面积之和为,是定值.(8分)
(Ⅲ)解:由已知得与
成45°角,又
可得,
即,解得
.
∴,又
,
∴D′E与平面PQGH所成角的正弦值为.(12分)
已知直线l、m、n与平面α、β,则下列叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A.∵m∥l,n∥l,∴由平行线的传递性可得m∥n,因此正确;
B.∵m⊥α,m∥β,根据面面垂直的判定定理可得:α⊥β,因此正确;
C.由m∥α,n∥α,则m与n的位置关系可以为:m∥n,相交或为异面直线,因此C不正确;
D.∵m⊥β,α⊥β,由线面、面面垂直的性质可得:m∥α或m⊂α,因此D正确.
综上可知:只有C错误.
故选C.
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