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1、課后限時集訓(三十九) 平行關系
(建議用時:60分鐘)
A組 基礎達標
一、選擇題
1.若直線l不平行于平面α,且lα,則( )
A.α內(nèi)的所有直線與l異面
B.α內(nèi)不存在與l平行的直線
C.α與直線l至少有兩個公共點
D.α內(nèi)的直線與l都相交
B [∵lα,且l與α不平行,∴l(xiāng)∩α=P,故α內(nèi)不存在與l平行的直線.故選B.]
2.如圖所示的三棱柱ABC-A1B1C1中,過A1B1的平面與平面ABC交于DE,則DE與AB的位置關系是( )
A.異面 B.平行
C.相交 D.以上均有可能
B [由面面平行的性質可得DE∥A1B1,又A1B1∥AB,
2、
故DE∥AB.所以選 B.]
3.已知m,n是兩條不同的直線,α,β,γ是三個不同的平面,下列命題中正確的是( )
A.若m∥α,n∥α,則m∥n
B.若m∥α,m∥β,則α∥β
C.若α⊥γ,β⊥γ,則α∥β
D.若m⊥α,n⊥α,則m∥n
D [選項A中,兩直線可能平行,相交或異面,故選項A錯誤;選項B中,兩平面可能平行或相交,故選項B錯誤;選項C中,兩平面可能平行或相交,故選項C錯誤;選項D中,由線面垂直的性質定理可知結論正確.故選D.]
4.如圖,AB∥平面α∥平面β,過A,B的直線m,n分別交α,β于C,E和D,F(xiàn),若AC=2,CE=3,BF=4,則BD的長為(
3、 )
A. B.
C. D.
C [由AB∥α∥β,易證=,
即=,
所以BD===.]
5.若平面α截三棱錐所得截面為平行四邊形,則該三棱錐與平面α平行的棱有( )
A.0條 B.1條
C.2條 D.0條或2條
C [如圖,設平面α截三棱錐所得的四邊形EFGH是平行四邊形,則EF∥GH,EF平面BCD,GH平面BCD,所以EF∥平面BCD,又EF平面ACD,平面ACD∩平面BCD=CD,則EF∥CD,EF平面EFGH,CD平面EFGH,則CD∥平面EFGH,同理AB∥平面EFGH,所以該三棱錐與平面α平行的棱有2條,故選C.]
二、填空題
6.設
4、α,β,γ是三個不同的平面,m,n是兩條不同的直線,在命題“α∩β=m,nγ,且________,則m∥n”中的橫線處填入下列三組條件中的一組,使該命題為真命題.
①α∥γ,nβ;②m∥γ,n∥β;③n∥β,mγ.
可以填入的條件有________.
①和③ [由面面平行的性質定理可知,①正確;當n∥β,mγ時,n和m在同一平面內(nèi),且沒有公共點,所以平行,③正確.]
7.如圖所示,正方體ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,點E為AD的中點,點F在CD上.若EF∥平面AB1C,則線段EF的長度等于________.
[在正方體ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,
∴
5、AC=2.
又E為AD中點,EF∥平面AB1C,EF平面ADC,
平面ADC∩平面AB1C=AC,
∴EF∥AC,∴F為DC中點,∴EF=AC=.]
8.在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,O為底面ABCD的中心,P是DD1的中點,設Q是CC1上的點,則點Q滿足條件________時,有平面D1BQ∥平面PAO.
Q為CC1的中點 [當Q為CC1的中點時,因為P為DD1的中點,所以QB∥PA.連接DB(圖略),因為P,O分別是DD1,DB的中點,所以D1B∥PO,又D1B平面PAO,QB平面PAO,所以D1B∥平面PAO,QB∥平面PAO,又D1B∩QB=B,所以平面D1BQ∥
6、平面PAO.]
三、解答題
9.
如圖所示,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn),G,H分別是BC,CC1,C1D1,A1A的中點.求證:
(1)BF∥HD1;
(2)EG∥平面BB1D1D;
(3)平面BDF∥平面B1D1H.
[證明] (1)如圖所示,取BB1的中點M,連接MH,MC1,易證四邊形HMC1D1是平行四邊形,
∴HD1∥MC1.
又∵MC1∥BF,
∴BF∥HD1.
(2)取BD的中點O,連接EO,D1O,則OE綊DC,
又D1G綊DC,∴OE綊D1G,
∴四邊形OEGD1是平行四邊形,
∴GE∥D1O.
又GE平面BB1D1D,
7、D1O平面BB1D1D,
∴EG∥平面BB1D1D.
(3)由(1)知BF∥HD1,
又BD∥B1D1,B1D1,HD1平面B1D1H,
BF,BD平面BDF,且B1D1∩HD1=D1,
DB∩BF=B,
∴平面BDF∥平面B1D1H.
10.(2019·惠州模擬)如圖所示,在多面體ABCDM中,△BCD是等邊三角形,△CMD是等腰直角三角形,∠CMD=90°,平面CMD⊥平面BCD,AB⊥平面BCD,點O為CD的中點.
(1)求證:OM∥平面ABD;
(2)若AB=BC=2,求三棱錐M-ABD的體積.
[解] (1)∵△CMD是等腰直角三角形,∠CMD=90°,點O
8、為CD的中點,∴OM⊥CD.
∵平面CMD⊥平面BCD,平面CMD∩平面BCD=CD,
OM平面CMD,
∴OM⊥平面BCD.
∵AB⊥平面BCD,∴OM∥A B.
∵AB平面ABD,OM平面ABD,
∴OM∥平面ABD.
(2)法一:由(1)知OM∥平面ABD,
∴點M到平面ABD的距離等于點O到平面ABD的距離.
∵AB=BC=2,△BCD是等邊三角形,點O為CD的中點,連接BO,如圖,
∴S△BOD=S△BCD=××BC×CD×sin 60°=××2×2×=.
連接AO,則VM-ABD=VO-ABD=VA-BOD=S△BOD×AB=××2=.
故三棱錐M-AB
9、D的體積為.
法二:由(1)知OM∥平面ABD,
∴點M到平面ABD的距離等于點O到平面ABD的距離.
如圖,過O作OH⊥BD,垂足為點H,
∵AB⊥平面BCD,OH平面BCD,
∴OH⊥AB.
∵AB平面ABD,BD平面ABD,AB∩BD=B,
∴OH⊥平面ABD.
∵AB=BC=2,△BCD是等邊三角形,
∴BD=2,OD=1,OH=OD·sin 60°=.
∴V三棱錐M-ABD=××AB×BD×OH=××2×2×=.
∴三棱錐M-ABD的體積為.
B組 能力提升
1.(2017·全國卷Ⅰ)如圖,在下列四個正方體中,A,B為正方體的兩個頂點,M,N,Q為所在
10、棱的中點,則在這四個正方體中,直線AB與平面MNQ不平行的是( )
A [A項,作如圖①所示的輔助線,其中D為BC的中點,則QD∥A B.
∵QD∩平面MNQ=Q,∴QD與平面MNQ相交,
∴直線AB與平面MNQ相交.
B項,作如圖②所示的輔助線,則AB∥CD,CD∥MQ,
∴AB∥MQ.
又AB平面MNQ,MQ平面MNQ,∴AB∥平面MNQ.
C項,作如圖③所示的輔助線,則AB∥CD,CD∥MQ,
∴AB∥MQ.
又AB平面MNQ,MQ平面MNQ,∴AB∥平面MNQ.
D項,作如圖④所示的輔助線,則AB∥CD,CD∥NQ,
∴AB∥NQ.
又AB平面MN
11、Q,NQ平面MNQ,∴AB∥平面MNQ.故選A.]
2.如圖所示,透明塑料制成的長方體容器ABCD-A1B1C1D1內(nèi)灌進一些水,固定容器底面一邊BC于地面上,再將容器傾斜,隨著傾斜度的不同,有下面四個命題:
①沒有水的部分始終呈棱柱形;
②水面EFGH所在四邊形的面積為定值;
③棱A1D1始終與水面所在平面平行;
④當容器傾斜如圖所示時,BE·BF是定值.
其中正確命題的個數(shù)是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
C [由題圖,顯然①正確,②錯誤;
對于③,∵A1D1∥BC,BC∥FG,
∴A1D1∥FG且A1D1平面EFGH,F(xiàn)G平面EFGH,
∴
12、A1D1∥平面EFGH(水面).
∴③正確;
對于④,∵水是定量的(定體積V),
∴S△BEF·BC=V,即BE·BF·BC=V.
∴BE·BF=(定值),即④正確,故選C.]
3.如圖所示,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn),G,H分別是棱CC1,C1D1,D1D,DC的中點,N是BC的中點,點M在四邊形EFGH及其內(nèi)部運動,則M滿足條件________時,有MN∥平面B1BDD1.
M∈線段HF [如圖所示,連接FH,HN,F(xiàn)N,由題意知
HN∥平面B1BDD1,
FH∥平面B1BDD1,
又HN∩FH=H,
∴平面NHF∥平面B1BDD1,
∴當M在線段H
13、F上運動時,有MN∥平面B1BDD1.]
4.如圖所示,四邊形EFGH為空間四邊形ABCD的一個截面,若截面為平行四邊形.
(1)求證:AB∥平面EFGH,CD∥平面EFGH;
(2)若AB=4,CD=6,求四邊形EFGH周長的取值范圍.
[解] (1)證明:∵四邊形EFGH為平行四邊形,
∴EF∥HG.
∵HG平面ABD,EF平面ABD,
∴EF∥平面ABD.
又∵EF平面ABC,
平面ABD∩平面ABC=AB,
∴EF∥AB,又∵AB平面EFGH,
EF平面EFGH,
∴AB∥平面EFGH.
同理可證,CD∥平面EFGH.
(2)設EF=x(0<x<4),
∵EF∥AB,F(xiàn)G∥CD,
∴=,
則===1-.
∴FG=6-x.
∵四邊形EFGH為平行四邊形,
∴四邊形EFGH的周長
l=2=12-x.
又∵0<x<4,∴8<l<12,
即四邊形EFGH周長的取值范圍是(8,12).
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