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第5節(jié) 直線、平面垂直的判定與性質
【選題明細表】
知識點、方法
題號
與垂直有關的命題判斷
1,2,3
直線與平面垂直的判定與性質
4,7,9
平面與平面垂直的判定與性質
5,10,13
垂直關系的綜合問題
11,12,14
基礎鞏固(時間:30分鐘)
1.“直線l垂直于平面α”的一個必要不充分條件是( D )
(A)直線l與平面α內的任意一條直線垂直
(B)過直線l的任意一個平面與平面α垂直
(C)存在平行于直線l的直線與平面α垂直
(D)經(jīng)過直線l的某一個平面與平面α垂直
解析:若直線l垂直于平面α,則經(jīng)
2、過直線l的某一個平面與平面α垂直,當經(jīng)過直線l的某一個平面與平面α垂直時,直線l垂直于平面α不一定成立,所以“經(jīng)過直線l的某一個平面與平面α垂直”是“直線l垂直于平面α”的必要不充分條件.故選D.
2.若平面α,β滿足α⊥β,α∩β=l,P∈α,P?l,則下列命題中是假命題的為( B )
(A)過點P垂直于平面α的直線平行于平面β
(B)過點P垂直于直線l的直線在平面α內
(C)過點P垂直于平面β的直線在平面α內
(D)過點P且在平面α內垂直于l的直線必垂直于平面β
解析:由于過點P垂直于平面α的直線必平行于平面β內垂直于交線的直線,因此也平行于平面β,因此A正確.過點P垂直于直線
3、l的直線有可能垂直于平面α,不一定在平面α內,因此B不正確.根據(jù)面面垂直的性質定理知,選項C,D正確.
3.(2018·岳陽模擬)已知α,β表示平面,m,n表示直線,m⊥β,α⊥β,給出下列四個結論:
①?n?α,n⊥β;②?n?β,m⊥n;③?n?α,m∥n;④?n?α, m⊥n.
則上述結論中正確的個數(shù)為( B )
(A)1 (B)2 (C)3 (D)4
解析:由于m⊥β,α⊥β,所以m?α或m∥α.?n?α,n⊥β或n,β斜交或n∥β,①不正確;?n?β,m⊥n,②正確;?n?α,m∥n或m,n相交或互為異面直線,③不正確;④正確.故選B.
4.如圖所示,已知△ABC為直
4、角三角形,其中∠ACB=90°,M為AB中點,PM垂直于△ABC所在平面,那么( C )
(A)PA=PB>PC
(B)PA=PB
5、 (B)AB⊥平面BCD
(C)平面BCD⊥平面ABC (D)平面ADC⊥平面ABC
解析:在四邊形ABCD中,
AD∥BC,AD=AB,∠BCD=45°,
∠BAD=90°,
所以BD⊥CD,
又平面ABD⊥平面BCD,
且平面ABD∩平面BCD=BD,
所以CD⊥平面ABD,
所以CD⊥AB,
又AD⊥AB,AD∩CD=D,
故AB⊥平面ADC,
又AB?平面ABC,
從而平面ABC⊥平面ADC.
6.(2018·開封模擬)如圖,直三棱柱ABC-A1B1C1中,側棱長為2,AC= BC=1,∠ACB=90°,D是A1B1的中點,F是BB1上的
6、動點,AB1,DF交于點E.要使AB1⊥平面C1DF,則線段B1F的長為( A )
(A) (B)1
(C) (D)2
解析:設B1F=x,
因為AB1⊥平面C1DF,DF?平面C1DF,
所以AB1⊥DF.由已知可得A1B1=,
設Rt△AA1B1斜邊AB1上的高為h,則DE=h.
又2×=h,
所以h=,DE=.
在Rt△DB1E中,B1E==.
由面積相等得×=x,得x=.
7.(2018·鄂爾多斯模擬)在正方體A1B1C1D1-ABCD中,E,F分別是棱AB,BC的中點,O是底面ABCD的中心(如圖),則EF與平面BB1O的關系是 .?
解析:由正
7、方體的性質知,AC⊥BD,BB1⊥AC,
因為E,F分別是AB,BC的中點,
所以EF∥AC,
所以EF⊥BD,EF⊥BB1,
又BD∩BB1=B,
所以EF⊥平面BB1O.
答案:垂直
8.(2018·臨汾模擬)在△ABC中,∠ACB=90°,AB=8,∠ABC=60°,PC⊥平面ABC,PC=4,M是AB上一個動點,則PM的最小值為 .?
解析:因為PC⊥平面ABC,CM?平面ABC,
所以PC⊥CM.
所以PM=.
要使PM最小,只要CM最小,
此時應有CM⊥AB.
因為AB=8,∠ABC=60°,∠ACB=90°.
所以BC=AB=4,AC=4.
8、
所以CM==2.
所以PM==2.
即PM的最小值為2.
答案:2
能力提升(時間:15分鐘)
9.(2018·泉州質檢)如圖,在下列四個正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G均為所在棱的中點,過E,F,G作正方體的截面,則在各個正方體中,直線BD1與平面EFG不垂直的是( D )
解析:如圖在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G,M,N,Q均為所在棱的中點,是一個平面圖形,直線BD1⊥平面EFMNQG,選項A,B,C中的平面均與平面EFMNQG重合,只有D中平面EFG不與該平面重合,故選D.
10.如圖,在三棱錐D-ABC中,若AB=CB,AD=
9、CD,E是AC的中點,則下列命題中正確的有 (寫出全部正確命題的序號).?
①平面ABC⊥平面ABD;
②平面ABD⊥平面BCD;
③平面ABC⊥平面BDE,且平面ACD⊥平面BDE;
④平面ABC⊥平面ACD,且平面ACD⊥平面BDE.
解析:由AB=CB,AD=CD知AC⊥BE,AC⊥DE,從而AC⊥平面BDE,故③正確.其他均不正確.
答案:③
11.(2018·南寧模擬)如圖,將邊長為1的正方形ABCD沿對角線AC折起,使得平面ADC⊥平面ABC,在折起后形成的三棱錐DABC中,給出下列三個命題:
①△DBC是等邊三角形;②AC⊥BD;③三棱錐DABC的體
10、積是.
其中正確命題的序號是 .(寫出所有正確命題的序號)?
解析:取AC的中點O,連接OD,OB.
則AC⊥OD,AC⊥OB,
所以∠BOD=90°,
所以BD=1=CD=BC,故①正確;易知AC⊥平面BOD,所以AC⊥BD,故②正確;=××1×1×=,故③不正確.
答案:①②
12.(2018·宿遷模擬)假設平面α∩平面β=EF,AB⊥α,CD⊥β,垂足分別為B,D,如果增加一個條件,就能推出BD⊥EF,現(xiàn)有下面四個 條件:
①AC⊥α;②AC與α,β所成的角相等;③AC與BD在β內的射影在同一條直線上;④AC∥EF.
其中能成為增加條件的是 .
11、(把你認為正確的條件序號都填上)?
解析:如果AB與CD在一個平面內,可以推出EF垂直于該平面,
又BD在該平面內,所以BD⊥EF.故要證BD⊥EF,
只需AB,CD在一個平面內即可,只有①③能保證這一條件.
答案:①③
13.(2018·全國Ⅲ卷)如圖,矩形ABCD所在平面與半圓弧所在平面垂直,M是上異于C,D的點.
(1)證明:平面AMD⊥平面BMC;
(2)在線段AM上是否存在點P,使得MC∥平面PBD?說明理由.
(1)證明:由題設知,平面CMD⊥平面ABCD,交線為CD.
因為BC⊥CD,BC?平面ABCD,
所以BC⊥平面CMD,故BC⊥DM.
因為M為上
12、異于C,D的點,且DC為直徑,
所以DM⊥CM.
又BC∩CM=C,所以DM⊥平面BMC.
而DM?平面AMD,故平面AMD⊥平面BMC.
(2)解:當P為AM的中點時,MC∥平面PBD.
證明如下:連接AC交BD于O.因為ABCD為矩形,
所以O為AC的中點.
連接OP,
因為P為AM的中點,
所以MC∥OP.
又MC?平面PBD,OP?平面PBD,
所以MC∥平面PBD.
14.四面體ABCD中,△ABC是正三角形,AD=CD.
(1)證明:AC⊥BD;
(2)已知△ACD是直角三角形,AB=BD.若E為棱BD
上與D不重合的點,且AE⊥EC,求四面體AB
13、CE與四面體ACDE的體 積比.
(1)證明:取AC中點O,連接OD,OB,
因為AD=CD,O為AC中點,
所以AC⊥OD,
又因為△ABC是等邊三角形,
所以AC⊥OB,
又因為OB∩OD=O,所以AC⊥平面OBD,
又BD?平面OBD,所以AC⊥BD.
(2)解:設AD=CD=2,
所以AC=2,AB=CB=2,
又因為AB=BD,所以BD=2,
所以△ABD≌△CBD,
所以AE=EC,
又因為AE⊥EC,AC=2,
所以AE=EC=2,
在△ABD中,設DE=x,根據(jù)余弦定理
cos∠ADB=
=,
所以=.
解得x=,
所以點E是BD的中點,則=,
所以=1.
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