- 直线、平面平行的判定及其性质
- 共5998题
设,b,c表示直线,M表示平面,给出下列命题:
①若∥M、b∥M,则∥b; ②若bM、∥b,则∥M;
③若⊥c、b⊥c,则∥b; ④若⊥M、b⊥M,则∥b;
其中正确命题的个数为( )。
正确答案
1
如图,矩形ABCD中,AD⊥平面ABE,AE=EB=BC=2,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.
(Ⅰ)求证:AE⊥平面BCE;
(Ⅱ)求证;AE∥平面BFD;
(Ⅲ)求三棱锥C﹣BGF的体积.
正确答案
解:(Ⅰ)证明:∵AD⊥平面ABE,AD∥BC,
∴BC⊥平面ABE,则AE⊥BC.
又∵BF⊥平面ACE,则AE⊥BF
∴AE⊥平面BCE.
(Ⅱ)证明:依题意可知:G是AC中点,
∵BF⊥平面ACE,则CE⊥BF,而BC=BE,
∴F是EC中点.
在△AEC中,FG∥AE,
∴AE∥平面BFD.
(Ⅲ)解:∵AE∥平面BFD,
∴AE∥FG,而AE⊥平面BCE,
∴FG⊥平面BCE,
∴FG⊥平面BCF,
∵G是AC中点,
∴F是CE中点,且,
∵BF⊥平面ACE,
∴BF⊥CE.
∴Rt△BCE中,.
∴,
∴
如图,棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的底面ABCD为菱形,平面AA1C1C⊥平面ABCD.
(1)证明:BD⊥AA1;
(2)证明:平面AB1C∥平面DA1C1
(3)在直线CC1上是否存在点P,使BP∥平面DA1C1?若存在,求出点P的位置;若不存在,说明理由.
正确答案
证明:(1)连BD,
∵面ABCD为菱形,
∴BD⊥AC
因为平面AA1C1C⊥平面ABCD,平面AA1C1C∩平面ABCD=AC,
所以BD⊥平面AA1C1C,
又因为AA1平面AA1C1C,
所以BD⊥AA1
(2)连AB1,B1C,由棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的性质知:
AB1∥DC1,AD∥B1C,AB1∩B1C=B1,A1D∩DC1=D,
所以由面面平行的判定定理知:平面AB1C∥平面DA1C1
(3)存在这样的点P,因为A1B1∥AB∥DC,
所以四边形A1B1CD为平行四边形.
所以A1D∥B1C,
在C1C的延长线上取点P,使C1C=CP,连接BP,
因为B1B∥CC1,所以BB1∥CP,
所以四边形BB1CP为平行四边形,即BP∥B1C,
所以BP∥A1D,所以BP∥平面DA1C1,
所以在直线CC1上是否存在点P,使BP∥平面DA1C1.
如图,已知四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,ABCD是直角梯形,AD∥BC,∠BAD=90°,BC=2AD.
(1)求证:AB⊥PD;
(2)在线段PB上是否存在一点E,使AE∥平面PCD,若存在,指出点E的位置并加以证明;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)证明∵PA⊥平面ABCD,AB平面ABCD,
∴PA⊥AB.
∵AB⊥AD,PA∩AD=A,
∴AB⊥平面PAD,
∵PD平面PAD,
∴AB⊥PD.
(2)取线段PB的中点E,PC的中点F,连接AE,EF,DF,则EF是△PBC中位线.
∴EF∥BC, ,
∵AD∥BC, ,
∴AD∥EF,AD=EF.
∴四边形EFDA是平行四边形,
∴AE∥DF.
∵AE平面PCD,DF
平面PCD,
∴AE∥平面PCD.
∴线段PB的中点E是符合题意要求的点.
∴平面AEF∥平面PCD.
∵AE平面AEF,
∴AE∥平面PCD.
∴线段PB的中点E是符合题意要求的点.
如图,矩形ABCD中,AD⊥平面ABE,AE=EB=BC=2,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE,AC∩BD=G。
(1)求证:AE⊥平面BCE;
(2)求证:AE∥平面BFD;
(3)求三棱锥C-BGF的体积。
正确答案
解:(1)∵平面
,
∴平面
则
又∵平面
则
∴平面BCE。
(2)依题意可知:G是中点
∵平面
,
则,而
∴F是AC中点
在中,
∴平面
。
(3)∵平面
∴
而平面BCE
∴平面
∴平面
∵G是AC中点
∴F是CE中点
∴且
∵平面
∴
∴中,
∴
∴。
如图,在三棱锥D-ABC中,已知△BCD是正三角形,AB⊥平面BCD,AB=BC,E为BC的中点,F在棱AC上,且AF=3FC,
(1)求证:AC⊥平面DEF;
(2)求平面DEF与平面ABD所成的锐二面角的余弦值;
(3)若M为BD的中点,问AC上是否存在一点N,使MN∥平面DEF?若存在,说明点N的位置;若不存在,试说明理由。
正确答案
(1)证明:取AC的中点H,因为AB=BC,所以BH⊥AC,
因为AF=3FC,所以F为CH的中点,
因为E为BC的中点,所以EF∥BH,则EF⊥AC,
因为△BCD是正三角形,所以DE⊥BC,
因为AB⊥平面BCD,所以AB⊥DE,
因为AB∩BC=B,所以DE⊥平面ABC,
所以 DE⊥AC,
因为 DE∩EF=E,所以AC⊥平面DEF。
(2);
(3)存在这样的点N,当CN=时,“MN∥平面DEF”,
连结CM,设CM∩DE=O,连OF,
由条件知,O为△BCD的重心,CO=CM,
所以 当CF=CN时,MN∥OF,所以
。
若一条直线与两个平行平面中的一个平面平行,则这条直线与另一平面的位置关系是( )。
正确答案
平行或直线在平面内
如图,四棱锥S﹣ABCD的底面是正方形,每条侧棱的长都是底面边长的 倍,P为侧棱SD上的点.
(1)求证:AC⊥SD;
(2)若SD⊥平面PAC,求二面角P﹣AC﹣D的大小;
(3)在(2)的条件下,侧棱SC上是否存在一点E,使得BE∥平面PAC.若存在,求SE:EC的值;若不存在,试说明理由.
正确答案
证明:(1)连BD,设AC交于BD于O,
由题意知SO⊥平面ABCD.
以O为坐标原点,分别为x轴、y轴、z轴正方向,建立坐标系O﹣xyz如图.
设底面边长为a,则高.
于是,
,
,
,
故OC⊥SD从而AC⊥SD
(2)由题设知,平面PAC的一个法向量,
平面DAC的一个法向量.
设所求二面角为θ,则
,
所求二面角的大小为30°.
(3)在棱SC上存在一点E使BE∥平面PAC.
由(2)知是平面PAC的一个法向量,且
设,则
而
即当SE:EC=2:1时,而BE不在平面PAC内,
故BE∥平面PAC
如图所示,平面EAD⊥平面ABCD,△ADE是等边三角形,ABCD是矩形,F是AB的中点,G是AD的中点,∠BCG=30°.
(1)求证:EG⊥平面ABCD
(2)若M,N分别是EB,CD的中点,求证MN∥平面EAD.
(3)若AD= ,求三棱锥F﹣EGC的体积.
正确答案
证明:(1)∵△ADE是正三角形,
∴EG⊥AD,
又平面ADE⊥平面ABCD,
且相交于AD,
∴EG⊥平面ABCD.
(2)取AE中点H,连接DH,
∵MH= AB,MH∥AB,即MH∥DN,MH=DN,
∴四边形MHDN为平行四边形,
∴MN∥DH,
又MN平面EAD,DH
平面ADE,
∴MN∥平面EAD.
(3)由(1)知EG⊥平面ABCD,
即底面CGF的高为EG,且GE= ,
又在直角三角形EGC中,
由GE= ,得CG=
,
∴DC=2 .
∴S△CGF=2 ×
﹣
×
×2
﹣
×
×
=
,
∴VF﹣EGC=VC﹣EGF = ×
×
=
如图,在底面为平行四边形的四棱锥P-ABCD中,AB⊥AC,PA⊥平面ABCD,且PA=PB,点E是PD的中点,
(Ⅰ)求证:AC⊥PB;
(Ⅱ)求证:PB∥平面AEC;
(Ⅲ)求二面角E-AC-B的大小。
正确答案
解:(Ⅰ)∵PA⊥平面ABCD,
∴AB是PB在平面ABCD上的射影,
又∵AB⊥AC,AC平面ABCD,
∴AC⊥PB。
(Ⅱ)连接BD,与AC相交于O,连接EO,
∵ABCD是平行四边形,
∴O是BD的中点,又E是PD的中点,
∴EO∥PB,
又PB平面AEC,EO
平面AEC,
∴PB∥平面AEC。
(Ⅲ)取BC中点G,连接OG,则点G的坐标为(,
,0),
=(0,
,0),
又,
∴,
∴OE⊥AC,OG⊥AC,
∴∠EOG是二面角E-AC-B的平面角,
∵,
∴∠EOG=135°,
∴二面角E-AC-B的大小为135°。
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