- 直线、平面平行的判定及其性质
- 共5998题
如图,在三棱锥P-ABC中,D,E,F分别是PA,PB,PC的中点.M是AB上一点,连接MC,N是PM与DE的交点,连接NF,求证:NF∥CM.
正确答案
证明:∵D、E分别为PA、PB的中点,
∴DE∥AB,
又DE⊄平面ABC,AB⊂平面ABC,
∴DE∥平面ABC;
同理,EF∥平面ABC,
且DE∩EF=E,DE⊂平面DEF,EF⊂平面DEF,
∴平面DEF∥平面ABC;
又平面PMC∩平面ABC=MC,平面PMC∩平面DEF=NF,
∴NF∥MC.
解析
证明:∵D、E分别为PA、PB的中点,
∴DE∥AB,
又DE⊄平面ABC,AB⊂平面ABC,
∴DE∥平面ABC;
同理,EF∥平面ABC,
且DE∩EF=E,DE⊂平面DEF,EF⊂平面DEF,
∴平面DEF∥平面ABC;
又平面PMC∩平面ABC=MC,平面PMC∩平面DEF=NF,
∴NF∥MC.
如图,平面ABEF⊥平面ABCD,四边形ABEF与ABCD都是直角梯形,∠BAD=∠FAB=90°,BC∥AD且BC=
AD,BE∥AF且BE=
AF,G,H分别为FA,FD的中点.证明:四边形BCHG是平行四边形.
正确答案
证明:∵,分别为,的中点,
∴
又∵,且BC∥AD,
∴∴四边形为平行四边形.
解析
证明:∵,分别为,的中点,
∴
又∵,且BC∥AD,
∴∴四边形为平行四边形.
如图,正方形ABCD所在平面与直角三角形ABE所在的平面互相垂直,AE⊥AB,设M,N分别是DE,AB的中点,已知AB=2,AE=1
(Ⅰ)求证:MN∥平面BEC;
(Ⅱ)求点E到平面BMC的距离.
正确答案
解:(Ⅰ)证明:取EC中点F,连接MF,BF.
∵MF为△CDE的中位线,
∴;
又∵,
∴NB∥MF,NB=MF
∴四边形NBFM为平行四边形,
∴MN∥BF,又∵BF⊆平面BEC,MN⊄平面BEC,
∴MN∥平面BEC;
(Ⅱ)∵MN∥平面BEC,
∴
∵AB⊥AD,AB⊥AE,
∴AB⊥平面EAD,
∴AB⊥AM,
则
∵CD∥AB,
∴CD⊥平面EAD,故CD⊥DM,
则
在△BMC中,,
∴
∴(其中h表示点E到平面BMC的距离),
即,
解得,,
即点E到平面BMC的距离为.
解析
解:(Ⅰ)证明:取EC中点F,连接MF,BF.
∵MF为△CDE的中位线,
∴;
又∵,
∴NB∥MF,NB=MF
∴四边形NBFM为平行四边形,
∴MN∥BF,又∵BF⊆平面BEC,MN⊄平面BEC,
∴MN∥平面BEC;
(Ⅱ)∵MN∥平面BEC,
∴
∵AB⊥AD,AB⊥AE,
∴AB⊥平面EAD,
∴AB⊥AM,
则
∵CD∥AB,
∴CD⊥平面EAD,故CD⊥DM,
则
在△BMC中,,
∴
∴(其中h表示点E到平面BMC的距离),
即,
解得,,
即点E到平面BMC的距离为.
已知三棱柱ABC-A1B1C1的三视图如图所示,其中正视图和侧视图均为矩形,在俯视图的三角形中,三边长度分别为3,4,5.
(1)若正视图中MN=5,求三棱柱ABC-A1B1C1的体积;
(2)在三棱柱ABC-A1B1C1中,若D是底边的中点,求证:AC1∥平面CDB1.
正确答案
解:(Ⅰ)由于三棱柱的正视图和侧视图均为矩形,∴该三棱柱是直三棱柱,
在俯视图中,A1C1=3,B1C1=4,A1B1=5,∴,
∴△A1B1C1为直角三角形,
∴.
(Ⅱ)证明:在三棱柱ABC-A1B1C1中,连接BC1,交B1C于O,
连接OD,由于D为AB的中点,则OD为△BAC1的中位线,
∴OD∥AC1.
∵AC1⊄平面CDB1,OD⊂平面CDB1,
∴AC1∥平面CDB1.
解析
解:(Ⅰ)由于三棱柱的正视图和侧视图均为矩形,∴该三棱柱是直三棱柱,
在俯视图中,A1C1=3,B1C1=4,A1B1=5,∴,
∴△A1B1C1为直角三角形,
∴.
(Ⅱ)证明:在三棱柱ABC-A1B1C1中,连接BC1,交B1C于O,
连接OD,由于D为AB的中点,则OD为△BAC1的中位线,
∴OD∥AC1.
∵AC1⊄平面CDB1,OD⊂平面CDB1,
∴AC1∥平面CDB1.
如图,在四面体A-BCD中,AD⊥平面BCD,BC⊥CD,AD=2,BD=2
.M是AD的中点,P是BM的中点,点Q在线段AC上,且AQ=3QC.
(1)证明:PQ∥平面BCD;
(2)若∠BDC=45°,求直线BM与平面ABC所成角的余弦值.
正确答案
(1)证明:取BD的中点O,在线段CD上取点F,使得DF=3FC,连接OP,OF,FQ.
∵AQ=3QC,
∴QF∥AD,且QF=AD,
∵O,P分别为BD,BM的中点,所以OP是△BDM的中位线,
∴OP∥DM,且OP=DM,
又点M是AD的中点,
∴OP∥AD,且OP=AD
∴OP∥FQ,且OP=FQ
∴四边形OPQF是平行四边形,
∴PQ∥OF,
又∵PQ⊄平面BCD,OF⊂平面BCD,
∴PQ∥平面BCD.
(2)解:过M做MK⊥AC,交AC于点K,连结BK,
∵BC⊥CD,BC⊥AD,CD∩AD=D,
∴BC⊥平面ADC,
又∵BC⊂平面ABC,
∴平面ACD⊥平面ABC,
∵平面ACD∩平面ABC=AC,MK⊥AC,
∴MK⊥平面ABC,
∴∠MBK就是所求,
在Rt△BDM中,BD=2,MD=1
∴BM=3,
∵在Rt△AMC中,AM=1,AC=2,且AC•MK=AM•CD,
∴MK=,
∴在Rt△MKB中,cos∠MBK==
=
.
解析
(1)证明:取BD的中点O,在线段CD上取点F,使得DF=3FC,连接OP,OF,FQ.
∵AQ=3QC,
∴QF∥AD,且QF=AD,
∵O,P分别为BD,BM的中点,所以OP是△BDM的中位线,
∴OP∥DM,且OP=DM,
又点M是AD的中点,
∴OP∥AD,且OP=AD
∴OP∥FQ,且OP=FQ
∴四边形OPQF是平行四边形,
∴PQ∥OF,
又∵PQ⊄平面BCD,OF⊂平面BCD,
∴PQ∥平面BCD.
(2)解:过M做MK⊥AC,交AC于点K,连结BK,
∵BC⊥CD,BC⊥AD,CD∩AD=D,
∴BC⊥平面ADC,
又∵BC⊂平面ABC,
∴平面ACD⊥平面ABC,
∵平面ACD∩平面ABC=AC,MK⊥AC,
∴MK⊥平面ABC,
∴∠MBK就是所求,
在Rt△BDM中,BD=2,MD=1
∴BM=3,
∵在Rt△AMC中,AM=1,AC=2,且AC•MK=AM•CD,
∴MK=,
∴在Rt△MKB中,cos∠MBK==
=
.
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( )
正确答案
解析
解:在①中NP平行所在正方体的那个侧面的对角线,从而平行AB,所以AB∥平面MNP;
在③中设过点B且垂直于上底面的棱与上底面交点为C,
则由NP∥CB,MN∥AC可知平面MNP∥平行平面ABC,
即AB∥平面MNP.
故选B.
在四棱锥P-ABCD中,PD⊥平面ABCD,AD⊥CD,且DB平分∠ADC,E为PC的中点,AD=CD=1,DB=2
,PD=3,
(1)证明PA∥平面BDE
(2)证明AC⊥平面PBD
(3)求四棱锥P-ABCD的体积.
正确答案
解:(1)证明:设AC∩BD=H,连接EH,在△ADC中,因为AD=CD,且DB平分∠ADC,
所以H为AC的中点,又由题设知E为PC的中点,故EH是三角形PAC的中位线,故EH∥PA,
又HE⊂平面BDE,PA⊄平面BDE,所以,PA∥平面BDE.
(2)证明:因为PD⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,所以,PD⊥AC.
由(1)知,BD⊥AC,PD∩BD=D,故AC⊥平面PBD.
(3)四棱锥P-ABCD的体积为 =
=2.
解析
解:(1)证明:设AC∩BD=H,连接EH,在△ADC中,因为AD=CD,且DB平分∠ADC,
所以H为AC的中点,又由题设知E为PC的中点,故EH是三角形PAC的中位线,故EH∥PA,
又HE⊂平面BDE,PA⊄平面BDE,所以,PA∥平面BDE.
(2)证明:因为PD⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,所以,PD⊥AC.
由(1)知,BD⊥AC,PD∩BD=D,故AC⊥平面PBD.
(3)四棱锥P-ABCD的体积为 =
=2.
如图四边形ABCD是菱形,PA⊥平面ABCD,Q为PA的中点.
求证:(1)PC∥平面QBD;
(2)平面QBD⊥平面PAC.
正确答案
证:设AC∩BD=O,连OQ.
(1)∵ABCD为菱形,∴O为AC中点,又Q为PA中点.
∴OQ∥PC (5分)
又PC⊄平面QBD,OQ⊂平面QBD,
∴PC∥平面QBD (7分)
(2)∵ABCD为菱形,∴BD⊥AC,(9分)
又∵PA⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD∴PA⊥BD (12分)
又PA∩AC=A∴BD⊥平面PAC又BD⊂平面QBD
∴平面QBD⊥平面PAC (14分)
解析
证:设AC∩BD=O,连OQ.
(1)∵ABCD为菱形,∴O为AC中点,又Q为PA中点.
∴OQ∥PC (5分)
又PC⊄平面QBD,OQ⊂平面QBD,
∴PC∥平面QBD (7分)
(2)∵ABCD为菱形,∴BD⊥AC,(9分)
又∵PA⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD∴PA⊥BD (12分)
又PA∩AC=A∴BD⊥平面PAC又BD⊂平面QBD
∴平面QBD⊥平面PAC (14分)
设l,m是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则下列命题正确的是( )
正确答案
解析
解:对于A,l可能在平面α内,所以A错误;
对于B,l可能在平面α内,所以B错误;
对于C,l,m可能平行、相交、异面,所以C错误;
对于D,因为l∥m,l⊥α,所以m⊥α,又因为α∥β,所以m⊥β,正确;
故选D.
如图所示,四棱锥P-ABCD底面是直角梯形,BA⊥AD,CD⊥AD,CD=2AB,PA⊥底面ABCD,E为PC的中点,PA=AD=AB=1.
(1)证明:EB∥平面PAD;
(2)证明:BE⊥平面PDC;
(3)求三棱锥B-PDC的体积V.
正确答案
解(1)证明:取PD中点Q,连EQ,AQ,则…(1分)
…(2分)⇒四边形ABEQ是平行四边形⇒BE∥AQ…(3分)
…(5分)
(2)证明:PA⊥CD,
又∵CD⊥AD,PA∩AD=A
∴CD⊥平面PAD
又∵AQ⊂平面PAD
∴AQ⊥CD,
又∵PA=AD,Q为PD的中点
∴AQ⊥PD,
又∵PD∩CD=D
.…(10分)
(3)…(11分)
.…(13分)
解析
解(1)证明:取PD中点Q,连EQ,AQ,则…(1分)
…(2分)⇒四边形ABEQ是平行四边形⇒BE∥AQ…(3分)
…(5分)
(2)证明:PA⊥CD,
又∵CD⊥AD,PA∩AD=A
∴CD⊥平面PAD
又∵AQ⊂平面PAD
∴AQ⊥CD,
又∵PA=AD,Q为PD的中点
∴AQ⊥PD,
又∵PD∩CD=D
.…(10分)
(3)…(11分)
.…(13分)
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