- 直线、平面平行的判定及其性质
- 共5998题
如图,已知平面ABEF⊥平面ABCD,四边形ABEF为矩形,四边形ABCD为直角梯形,∠ADC=90°,AB∥CD,AD=AF=a,AB=2CD=2a.
(Ⅰ)求证:AF∥平面BCE;
(Ⅱ)求证:AC⊥平面BCE;
(Ⅲ)求四棱锥C-ABEF的体积.
正确答案
解:
(I)因为四边形ABEF为矩形,
∴AF∥BE,BE⊂平面BCE,AF⊄平面BCE,
∴AF∥平面BCE.
(II)过C作CM⊥AB,垂足为M,∵AD⊥DC,
∴四边形ADCM为矩形.
∴AM=MB=a.
又∵AD=a,AB=2CD=2a,
∴.
∴AC2+BC2=AB2,
∴AC⊥BC.
∵平面ABEF⊥平面ABCD,四边形ABEF为矩形,
∴BE⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,
∴BE⊥AC.BE⊂平面BCE,BC⊂平面BCE,BE∩BC=B,
∴AC⊥平面BCE.
(III)∵平面ABCD⊥平面ABEF,平面ABCD∩平面ABEF=AB,
CM⊥AB,CM⊂平面ABCD,
∴CM⊥平面ABEF.
.
解析
解:
(I)因为四边形ABEF为矩形,
∴AF∥BE,BE⊂平面BCE,AF⊄平面BCE,
∴AF∥平面BCE.
(II)过C作CM⊥AB,垂足为M,∵AD⊥DC,
∴四边形ADCM为矩形.
∴AM=MB=a.
又∵AD=a,AB=2CD=2a,
∴.
∴AC2+BC2=AB2,
∴AC⊥BC.
∵平面ABEF⊥平面ABCD,四边形ABEF为矩形,
∴BE⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,
∴BE⊥AC.BE⊂平面BCE,BC⊂平面BCE,BE∩BC=B,
∴AC⊥平面BCE.
(III)∵平面ABCD⊥平面ABEF,平面ABCD∩平面ABEF=AB,
CM⊥AB,CM⊂平面ABCD,
∴CM⊥平面ABEF.
.
在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,BB1=BA=BC=1,∠B1BC=60°,∠ABC=90°,平面BB1C1C⊥平面ABC,M、N分别是BC的三等分点.
(1)求证:A1N∥平面AB1M;
(2)求证:AB⊥B1M;
(3)求三棱锥A-B1BC的体积V.
正确答案
解(1)连A1B交AB1与O,连OM,
则OM为△A1BN的中位线
∴OM∥A1N
∵A1N⊈平面AB1M,OM⊂平面AB1M
∴A1N∥平面AB1M.
(2)∵平面BB1C1C⊥平面ABC,而∠ABC=90°
∴AB⊥BC,AB⊂平面ABC
∴AB⊥平面BB1C
∵B1M⊂平面BB1C1C
∴AB⊥B1M.
(3)∵AB⊥平面BB1C1C
∴V=
解析
解(1)连A1B交AB1与O,连OM,
则OM为△A1BN的中位线
∴OM∥A1N
∵A1N⊈平面AB1M,OM⊂平面AB1M
∴A1N∥平面AB1M.
(2)∵平面BB1C1C⊥平面ABC,而∠ABC=90°
∴AB⊥BC,AB⊂平面ABC
∴AB⊥平面BB1C
∵B1M⊂平面BB1C1C
∴AB⊥B1M.
(3)∵AB⊥平面BB1C1C
∴V=
如图,在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB=AC,∠BAC为直角,D,E分别为BC,AC的中点,AB=2PA=4.
(1)在BC上是否存在一点F,使AD∥平面PEF?请说明理由;
(2)对于(1)中的点F,求三棱锥F-PDE的高.
正确答案
解:(1)取CD中点F,连接EF、PE,则AD∥平面PEF,证明如下
∵△ACD中,E、F分别是AC、CD的中点,∴EF∥AD
∵EF⊆平面PEF,AD⊈平面PEF,
∴AD∥平面PEF,即存在CD中点F,使AD∥平面PEF
(2)连接DE、DP,设F到平面PDE的距离为d
∵AB=AC=4,∠BAC为直角,∴S△ABC=AB•AC=8
又∵AD是△ABC的边BC上的中线,EF是△ACD的中位线
∴S△DEF=S△ABC=1
∵PA⊥平面ABC,AC、AD⊆平面ABC,
∴Rt△PAE中,PE==2
,Rt△PAD中,PD=
=2
又∵DE是△ABC的中位线,∴DE=AB=2
∴△PDE中,PE2+DE2=12=PD2,可得S△PDE=PE•DE=2
,
由此可得三棱锥F-PDE体积V=S△DEF×PA=
S△PDE×d
∴F到平面PDE的距离为:d==
=
解析
解:(1)取CD中点F,连接EF、PE,则AD∥平面PEF,证明如下
∵△ACD中,E、F分别是AC、CD的中点,∴EF∥AD
∵EF⊆平面PEF,AD⊈平面PEF,
∴AD∥平面PEF,即存在CD中点F,使AD∥平面PEF
(2)连接DE、DP,设F到平面PDE的距离为d
∵AB=AC=4,∠BAC为直角,∴S△ABC=AB•AC=8
又∵AD是△ABC的边BC上的中线,EF是△ACD的中位线
∴S△DEF=S△ABC=1
∵PA⊥平面ABC,AC、AD⊆平面ABC,
∴Rt△PAE中,PE==2
,Rt△PAD中,PD=
=2
又∵DE是△ABC的中位线,∴DE=AB=2
∴△PDE中,PE2+DE2=12=PD2,可得S△PDE=PE•DE=2
,
由此可得三棱锥F-PDE体积V=S△DEF×PA=
S△PDE×d
∴F到平面PDE的距离为:d==
=
若l、m表示互不重合的两条直线,α、β表示互不重合的两个平面,则l∥α的一个充分条件是( )
正确答案
解析
解:对于A,α∥β,l∥β,则l∥β或者l⊂β,错误;对于B,a∩β=m,l⊄a,l∥m,由线面平行的判定定理可得:l∥m,正确;
对于C,l∥m,m∥α,则l∥α或l⊂α,错误;对于D,α⊥β,l⊥β则l∥α或l⊂α,错误;
故选B.
已知在四棱锥P一ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,
PA=AD=1,AB=2,E、F分别是AB、PD的中点.
(Ⅰ)求证:AF∥平面PEC;
(Ⅱ)求PC与平面ABCD所成角的正切值;
(Ⅲ)求二面角P-EC-D的正切值.
正确答案
解:(Ⅰ)取PC的中点O,连接OF、OE.
∴FO∥DC,且FO=DC
∴FO∥AE
又E是AB的中点.且AB=DC.
∴FO=AE.
∴四边形AEOF是平行四边形.
∴AF∥OE又OE⊂平面PEC,AF⊄平面PEC
∴AF∥平面PEC
(Ⅱ)连接AC
∵PA⊥平面ABCD,∴∠PCA是直线PC与平面ABCD所成的角
在Rt△PAC中,即直线PC与平面ABCD所成的角正切为
(Ⅲ)作AM⊥CE,交CE的延长线于M.连接PM,
由三垂线定理,得PM⊥CE
∴∠PMA是二面角P-EC-D的平面角
由△AME∽△CBE,可得,
∴
∴二面角P一EC一D的正切为
解析
解:(Ⅰ)取PC的中点O,连接OF、OE.
∴FO∥DC,且FO=DC
∴FO∥AE
又E是AB的中点.且AB=DC.
∴FO=AE.
∴四边形AEOF是平行四边形.
∴AF∥OE又OE⊂平面PEC,AF⊄平面PEC
∴AF∥平面PEC
(Ⅱ)连接AC
∵PA⊥平面ABCD,∴∠PCA是直线PC与平面ABCD所成的角
在Rt△PAC中,即直线PC与平面ABCD所成的角正切为
(Ⅲ)作AM⊥CE,交CE的延长线于M.连接PM,
由三垂线定理,得PM⊥CE
∴∠PMA是二面角P-EC-D的平面角
由△AME∽△CBE,可得,
∴
∴二面角P一EC一D的正切为
如图,ABCD-A1B1C1D1为正方体,则以下结论:①BD∥平面CB1D1;②AC1⊥BD;③AC1⊥平面CB1D1其中正确结论的个数是( )
正确答案
解析
解:由正方体的性质得,BD∥B1D1,所以结合线面平行的判定定理可得:BD∥平面CB1D1;所以①正确.
由正方体的性质得 AC⊥BD,因为AC是AC1在底面ABCD内的射影,所以由三垂线定理可得:AC1⊥BD,所以②正确.
由正方体的性质得 BD∥B1D1,由②可得AC1⊥BD,所以AC1⊥B1D1,同理可得AC1⊥CB1,进而结合线面垂直的判定定理得到:AC1⊥平面CB1D1 ,所以③正确.
故选D.
已知两条直线a,b和平面α,若b⊂α,则a∥b是a∥α的( )
正确答案
解析
解:当b⊂α是
若a∥b时,a与α的关系可能是a∥α,也可能是a⊂α,即a∥α不一定成立,故a∥b⇒a∥α为假命题;
若a∥α时,a与b的关系可能是a∥b,也可能是a与b异面,即a∥b不一定成立,故a∥α⇒a∥b也为假命题;
故a∥b是a∥α的既不充分又不必要条件
故选D
如图,在四棱锥S-ABCD中,SA⊥平面ABCD,底ABCD为正方形,M、N分别为SB、SD的中点.求证:
(1)BD∥面AMN;
(2)CD⊥平面SAD.
正确答案
证明:(1)∵M、N分别为SB、SD的中点,
∴MN∥BD,
∵MN⊂平面AMN,
BD不包含于平面AMN,
∴BD∥面AMN.
(2)∵SA⊥平面ABCD,CD⊂平面ABCD,
∴SA⊥CD,
∵底ABCD为正方形,
∴CD⊥AD,
∵SA∩AD=A,
∴CD⊥平面SAD.
解析
证明:(1)∵M、N分别为SB、SD的中点,
∴MN∥BD,
∵MN⊂平面AMN,
BD不包含于平面AMN,
∴BD∥面AMN.
(2)∵SA⊥平面ABCD,CD⊂平面ABCD,
∴SA⊥CD,
∵底ABCD为正方形,
∴CD⊥AD,
∵SA∩AD=A,
∴CD⊥平面SAD.
如图(1)是一个水平放置的正三棱柱ABC-A1B1C1,D是棱BC的中点,正三棱柱的正(主)视图如图(2).
(1)求正三棱柱ABC-A1B1C1的体积;
(2)证明:A1B∥平面ADC1;
正确答案
证明:(1)依题意,在正三棱柱中,,
AA1=3,从而AB=2,AA1⊥平面ABC,
所以正三棱柱的体积 =
.
(2)连接A1C,设A1C∩AC1=E,
连接DE,因为AA1C1C是正三棱柱的侧面,
所以AA1C1C是矩形,E是A1C的中点,
所以DE是△A1BC的中位线,DE∥A1B,
因为DE⊂平面ADC1,A1B⊄平面ADC1,
所以A1B∥平面ADC1.
解析
证明:(1)依题意,在正三棱柱中,,
AA1=3,从而AB=2,AA1⊥平面ABC,
所以正三棱柱的体积 =
.
(2)连接A1C,设A1C∩AC1=E,
连接DE,因为AA1C1C是正三棱柱的侧面,
所以AA1C1C是矩形,E是A1C的中点,
所以DE是△A1BC的中位线,DE∥A1B,
因为DE⊂平面ADC1,A1B⊄平面ADC1,
所以A1B∥平面ADC1.
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1,
(1)求证:直线BD∥平面AB1D1;
(2)求证:平面BDC1∥平面AB1D1.
正确答案
证明:(1)正方体ABCD-A1B1C1D1中BB1∥DD1,
所以四边形BB1D1D为平行四边形 (3分)
∴BD∥B1D1(5分)
∴BD∥平面AB1D1(7分)
(2)同理证明:BC1∥AD1(9分)
∴BC1∥平面AB1D1(11分)
∵BD∩BC1=B,B1D1∩AD1=D1(12分)
所以平面BDC1∥平面AB1D1(14分)
解析
证明:(1)正方体ABCD-A1B1C1D1中BB1∥DD1,
所以四边形BB1D1D为平行四边形 (3分)
∴BD∥B1D1(5分)
∴BD∥平面AB1D1(7分)
(2)同理证明:BC1∥AD1(9分)
∴BC1∥平面AB1D1(11分)
∵BD∩BC1=B,B1D1∩AD1=D1(12分)
所以平面BDC1∥平面AB1D1(14分)
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