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1、江蘇省2022高考數(shù)學二輪復習 專題二 立體幾何 2.2 大題考法—平行與垂直達標訓練(含解析)
1.如圖,在三棱錐V-ABC中,O,M分別為AB,VA的中點,平面VAB⊥平面ABC,△VAB是邊長為2的等邊三角形,AC⊥BC且AC=BC.
(1)求證:VB∥平面MOC;
(2)求線段VC的長.
解:(1)證明:因為點O,M分別為AB,VA的中點,所以MO∥VB.
又MO?平面MOC,VB?平面MOC,
所以VB∥平面MOC.
(2)因為AC=BC,O為AB的中點,AC⊥BC,AB=2,所以O(shè)C⊥AB,且CO=1.
連結(jié)VO,因為△VAB是邊長為2的等邊三角形,所以VO=.又平
2、面VAB⊥平面ABC,OC⊥AB,平面VAB∩平面ABC=AB,OC?平面ABC,
所以O(shè)C⊥平面VAB,所以O(shè)C⊥VO,
所以VC==2.
2.(2018·南通二調(diào))如圖,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC⊥BC,A1B與AB1交于點D,A1C與AC1交于點E.
求證:(1)DE∥平面B1BCC1;
(2)平面A1BC⊥平面A1ACC1.
證明:(1)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,四邊形A1ACC1為平行四邊形.
又E為A1C與AC1的交點, 所以E為A1C的中點.
同理,D為A1B的中點,所以DE∥BC.
又BC?平面B1BCC1,DE?平面B1BCC1,
3、
所以DE∥平面B1BCC1.
(2)在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥平面ABC,
又BC?平面ABC,所以AA1⊥BC.
又AC⊥BC,AC∩AA1=A,AC?平面A1ACC1,AA1?平面A1ACC1,所以BC⊥平面A1ACC1.
因為BC?平面A1BC,所以平面A1BC⊥平面A1ACC1.
3.如圖,在三棱錐A-BCD中,E,F(xiàn)分別為棱BC,CD上的點,且BD∥平面AEF.
(1)求證:EF∥平面ABD;
(2)若BD⊥CD,AE⊥平面BCD,求證:平面AEF⊥平面ACD.
證明:(1)因為BD∥平面AEF,
BD?平面BCD,平面AEF∩平
4、面BCD=EF,
所以 BD∥EF.
因為BD?平面ABD,EF?平面ABD,
所以 EF∥平面ABD.
(2)因為AE⊥平面BCD,CD?平面BCD,
所以AE⊥CD.
因為BD⊥CD,BD∥EF,所以 CD⊥EF,
又AE∩EF=E,AE?平面AEF,EF?平面AEF,
所以CD⊥平面AEF.
又CD?平面ACD,所以平面AEF⊥平面ACD.
4.(2018·無錫期末)如圖,ABCD是菱形,DE⊥平面ABCD,AF∥DE,DE=2AF.
求證:(1)AC⊥平面BDE;
(2)AC∥平面BEF.
證明:(1)因為DE⊥平面ABCD,AC?平面ABCD,所以DE⊥AC
5、.
因為四邊形ABCD是菱形,所以AC⊥BD,
因為DE?平面BDE,BD?平面BDE,且DE∩BD=D,
所以AC⊥平面BDE.
(2)設(shè)AC∩BD=O,取BE中點G,連結(jié)FG,OG,
易知OG∥DE且OG=DE.
因為AF∥DE,DE=2AF,
所以AF∥OG且AF=OG,
從而四邊形AFGO是平行四邊形,所以FG∥AO.
因為FG?平面BEF,AO?平面BEF,
所以AO∥平面BEF,即AC∥平面BEF.
B組——大題增分練
1.(2018·鹽城三模)在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,已知底面ABCD是菱形,M,N分別是棱A1D1,D1C1的
6、中點.
求證:(1)AC∥平面DMN;
(2)平面DMN⊥平面BB1D1D.
證明:(1)連結(jié)A1C1,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,因為AA1綊BB1,BB1綊CC1,所以AA1綊CC1,所以A1ACC1為平行四邊形,所以A1C1∥AC.又M,N分別是棱A1D1,D1C1的中點,所以MN∥A1C1,所以AC∥MN.又AC?平面DMN,MN?平面DMN,所以AC∥平面DMN.
(2)因為四棱柱ABCD-A1B1C1D1是直四棱柱,
所以DD1⊥平面A1B1C1D1,而MN?平面A1B1C1D1,
所以MN⊥DD1.
又因為棱柱的底面ABCD是菱形,所以底面A1B1C1D1
7、也是菱形,
所以A1C1⊥B1D1,而MN∥A1C1,所以MN⊥B1D1.
又MN⊥DD1,DD1?平面BB1D1D,B1D1?平面BB1D1D,且DD1∩B1D1=D1,
所以MN⊥平面BB1D1D.
而MN?平面DMN,所以平面DMN⊥平面BB1D1D.
2.如圖,在四棱錐P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,AB∥CD,AB⊥BC,AB=BC=1,DC=2,點E在PB上.
(1)求證:平面AEC⊥平面PAD;
(2)當PD∥平面AEC時,求PE∶EB的值.
解:(1)證明:在平面ABCD中,過A作AF⊥DC于F,則CF=DF=AF=1,
∴∠DAC=∠DAF+∠FAC=4
8、5°+45°=90°,即AC⊥DA.
又PA⊥平面ABCD,AC?平面ABCD,∴AC⊥PA.
∵PA?平面PAD,AD?平面PAD,且PA∩AD=A,
∴AC⊥平面PAD.
又AC?平面AEC,∴平面AEC⊥平面PAD.
(2)連結(jié)BD交AC于O,連結(jié)EO.
∵PD∥平面AEC,PD?平面PBD,平面PBD∩平面AEC=EO,∴PD∥EO,
則PE∶EB=DO∶OB.
又△DOC∽△BOA,∴DO∶OB=DC∶AB=2∶1,
∴PE∶EB的值為2.
3.(2018·南通、揚州、淮安、宿遷、泰州、徐州六市二調(diào))如圖,在三棱柱ABC-A1B1C1中,已知AB=AC,點E,F(xiàn)分
9、別在棱BB1,CC1上(均異于端點),且∠ABE=∠ACF,AE⊥BB1,AF⊥CC1.
求證:(1)平面AEF⊥平面BB1C1C;
(2)BC∥平面AEF.
證明:(1)在三棱柱ABC-A1B1C1中,BB1∥CC1.
因為AF⊥CC1,所以AF⊥BB1.
又AE⊥BB1,AE∩AF=A,AE?平面AEF,AF?平面AEF,
所以BB1⊥平面AEF.
又因為BB1?平面BB1C1C,
所以平面AEF⊥平面BB1C1C.
(2)因為AE⊥BB1,AF⊥CC1,∠ABE=∠ACF,AB=AC,
所以Rt△AEB≌Rt△AFC.
所以BE=CF.
又BE∥CF,所以四邊形B
10、EFC是平行四邊形.
從而BC∥EF.
又BC?平面AEF,EF?平面AEF,
所以BC∥平面AEF.
4.(2018·常州期末)如圖,四棱錐P-ABCD的底面ABCD是平行四邊形,PC⊥平面ABCD,PB=PD,點Q是棱PC上異于P,C的一點.
(1)求證:BD⊥AC;
(2)過點Q和AD的平面截四棱錐得到截面ADQF(點F在棱PB上),求證:QF∥BC.
證明:(1)因為PC⊥平面ABCD,BD?平面ABCD,所以BD⊥PC.
記AC,BD交于點O,連結(jié)OP.
因為平行四邊形對角線互相平分,則O為BD的中點.
在△PBD中,PB=PD,所以BD⊥OP.
又PC∩OP=P,PC?平面PAC,OP?平面PAC.
所以BD⊥平面PAC,
又AC?平面PAC,所以BD⊥AC.
(2)因為四邊形ABCD是平行四邊形,所以AD∥BC.
又AD?平面PBC,BC?平面PBC,
所以AD∥平面PBC.
又AD?平面ADQF,平面ADQF∩平面PBC=QF,
所以AD∥QF,所以QF∥BC.