- 平行关系的综合应用
- 共147题
如图,已知平面ABC,
AB=AC=3,
,,
点E,F分别是BC,
的中点.
19.求证:EF∥平面 ;
20.求证:平面平面
.
21.求直线 与平面
所成角的大小.
正确答案
要证明EF∥平面, 只需证明EF||BA1 且EF
平面
证明:如图,连接,在△
中,因为E和F分别是BC,
的中点,所以EF||BA1 ,又因为EF
平面
, 所以EF∥平面
.
解析
见答案.
考查方向
易错点
线面关系与面面关系的转化
正确答案
要证明平面平面
,可证明
,
.
因为AB=AC,E为BC中点,所以,因为
平面ABC,BB1||AA1所以
平面ABC,从而
,又
,所以
平面
,又因为
平面
,所以平面
平面
.
解析
见答案.
考查方向
易错点
线面垂直于面面垂直的转化.
正确答案
.
解析
取 中点N,连接
,则
就是直线
与平面
所成角,Rt△
中,由
得直线
与平面
所成角为
.
取中点M和
中点N,连接
,NE因为N和E分别为
,BC中点,所以NE||BB1 ,
,故NE||AA1 ,
,所以A1N||AE ,
,又因为
平面
,所以
平面
,从而
就是直线
与平面
所成角,在△
中,可得AE=2,所以
=2,因为BM||AA1,BM=AA1 ,所以A1M||AB,A1M=AB 又由
,有
,在Rt△
中,可得
,在Rt△
中,
因此
,所以,直线
与平面
所成角为
.
考查方向
易错点
线面角定义的灵活运用
20.在如图所示的几何体中,D是AC的中点,EF∥DB.
(I)已知AB=BC,AE=EC.求证:AC⊥FB;
(II)已知G,H分别是EC和FB的中点.求证:GH∥平面ABC.
正确答案
(Ⅰ)证明:因,所以
与
确定一个平面,连接
,因为
为
的中点,所以
;同理可得
,又因为
,所以
平面
,因为
平面
,
。
(Ⅱ)设的中点为
,连
,在
中,
是
的中点,所以
,又
,所以
;在
中,
是
的中点,所以
,又
,所以平面
平面
,因为
平面
,所以
平面
。
解析
(Ⅰ)证明:因,所以
与
确定一个平面,连接
,因为
为
的中点,所以
;同理可得
,又因为
,所以
平面
,因为
平面
,
。
(Ⅱ)设的中点为
,连
,在
中,
是
的中点,所以
,又
,所以
;在
中,
是
的中点,所以
,又
,所以平面
平面
,因为
平面
,所以
平面
。
考查方向
解题思路
(Ⅰ)根据,知
与
确定一个平面,连接
,得到
,
,从而
平面
,证得
.
(Ⅱ)设的中点为
,连
,在
,
中,由三角形中位线定理可得线线平行,证得平面
平面
,进一步得到
平面
.
易错点
空间垂直与平行的判定定理的条件分析和步骤的完整性。
知识点
如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥CD,AD∥BC,∠ADC=∠PAB=90°,BC=CD=½AD。
19.在平面PAD内找一点M,使得直线CM∥平面PAB,并说明理由;
20.证明:平面PAB⊥平面PBD。
正确答案
(Ⅰ)取棱AD的中点M,证明详见解析;
解析
(I)取棱AD的中点M(M∈平面PAD),点M即为所求的一个点.理由如下:
因为AD‖BC,BC=AD,所以BC‖AM, 且BC=AM.
所以四边形AMCB是平行四边形,从而CM‖AB.
又AB 平面PAB,CM
平面PAB,
所以CM∥平面PAB.
(说明:取棱PD的中点N,则所找的点可以是直线MN上任意一点)
考查方向
解题思路
本题考查线面平行、面面垂直的判断,考查空间想象能力、分析问题的能力、计算能力.证明线面平行时,可根据判定定理的条件在平面内找一条平行线,而这条平行线一般是由过面外的直线的一个平面与此平面相交而得,证明时注意定理的另外两个条件(线在面内,线在面外)要写全,否则会被扣分,求线面角(以及其他角),证明面面垂直时,要证线面垂直,要善于从图形中观察有哪些线线垂直,从而可能有哪个线面垂直,确定要证哪个线线垂直,切忌不加思考,随便写.
易错点
本题考查线面平行、面面垂直的判断,考查空间想象能力、分析问题的能力、计算能力.证明线面平行时,容易在证明平行时步骤不全面出现错误。
正确答案
(II)由已知,PA⊥AB, PA ⊥ CD,
因为AD∥BC,BC=AD,所以直线AB与CD相交,
所以PA ⊥平面ABCD.
从而PA ⊥ BD.
因为AD∥BC,BC=AD,
所以BC∥MD,且BC=MD.
所以四边形BCDM是平行四边形.
所以BM=CD=AD,所以BD⊥AB.
又AB∩AP=A,所以BD⊥平面PAB.
又BD 平面PBD,
所以平面PAB⊥平面PBD.
解析
(II)由已知,PA⊥AB, PA ⊥ CD,
因为AD∥BC,BC=AD,所以直线AB与CD相交,
所以PA ⊥平面ABCD.
从而PA ⊥ BD.
因为AD∥BC,BC=AD,
所以BC∥MD,且BC=MD.
所以四边形BCDM是平行四边形.
所以BM=CD=AD,所以BD⊥AB.
又AB∩AP=A,所以BD⊥平面PAB.
又BD 平面PBD,
所以平面PAB⊥平面PBD.
考查方向
解题思路
本题考查线面平行、面面垂直的判断,考查空间想象能力、分析问题的能力、计算能力.证明线面平行时,可根据判定定理的条件在平面内找一条平行线,而这条平行线一般是由过面外的直线的一个平面与此平面相交而得,证明时注意定理的另外两个条件(线在面内,线在面外)要写全,否则会被扣分,求线面角(以及其他角),证明面面垂直时,要证线面垂直,要善于从图形中观察有哪些线线垂直,从而可能有哪个线面垂直,确定要证哪个线线垂直,切忌不加思考,随便写.
易错点
本题考查线面平行、面面垂直的判断,考查空间想象能力、分析问题的能力、计算能力.证明线面平行时,容易在证明平行时步骤不全面出现错误。
如图,在已知正三棱锥P-ABC的侧面是直角三角形,PA=6,顶点P在平面ABC内的正投影为点E,连接PE并延长交AB于点G.
19.证明G是AB的中点;
20.在答题卡第(18)题图中作出点E在平面PAC内的正投影F(说明作法及理由),并求四面体PDEF的体积.
正确答案
见解析
解析
(I)因为在平面
内的正投影为
,所以
因为在平面
内的正投影为
,所以
所以平面
,故
又由已知可得,,从而
是
的中点.
考查方向
解题思路
易错点
应用定理时一定要写全定理的条件.
正确答案
作图见解析,体积为
解析
(II)在平面内,过点
作
的平行线交
于点
,
即为
在平面
内的正投影.
理由如下:由已知可得,
,又
,所以
,因此
平面
,即点
为
在平面
内的正投影.
连接,因为
在平面
内的正投影为
,所以
是正三角形
的中心.
由(I)知,是
的中点,所以
在
上,故
由题设可得平面
,
平面
,所以
,因此
由已知,正三棱锥的侧面是直角三角形且,可得
在等腰直角三角形中,可
得
所以四面体的体积
考查方向
解题思路
易错点
应用定理时一定要写全定理的条件.
15.在球O的内接四面体中,
且四面体
体积的最大值为200,则球O的半径为 .
正确答案
13
解析
因为所以当体积最大的时候的情况为
,所以填13
考查方向
解题思路
根据题意,先找到四面体体积最大时的情况,进而利用四面体求球的体积
易错点
体积最大时的情况考虑不周全
知识点
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