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1、第四節(jié) 直線、平面平行的判定與性質(zhì)
題型95 證明空間中直線、平面的平行關(guān)系
2013年
1.(2013廣東文8)設(shè)為直線,是兩個(gè)不同的平面,下列命題中正確的是
A.若,,則 B.若,,則
C.若,,則 D.若,,則
2. (2013浙江文4)設(shè)是兩條不同的直線,是兩個(gè)不同的平面,
A.若,,則 B.若,,則
C.若,,則 D.若,,則
3. (2013山東文19) 如圖,四棱錐中,,,,
,分別為的中點(diǎn).
(1)求證:平面;
(2)求證:平面平面
2、
4. (2013江蘇16)如圖,在三棱錐中,平面平面,,,過作,垂足為,點(diǎn)分別是棱的中點(diǎn).
求證:(1)平面平面;
(2).
5.(2013遼寧文18)如圖,是圓的直徑,垂直于圓所在的平面,是圓上的點(diǎn).
(1)求證:平面;
(2)設(shè)為的中點(diǎn),為的重心,求證:平面.
6. (2013陜西文18)如圖,四棱柱的底面是正方形,為底面中心,平面,
.
(1)證明:平面平面;
(2)求三棱柱的體積.
2014年
1.(2014山東文18)如圖所示,四棱錐中
分別為線段的中點(diǎn).
(1)求證:;
(2)求證:.
3、
2.(2014安徽文19) 如圖所示,四棱錐的底面是邊長為的正方形,四條側(cè)棱長均為.點(diǎn)分別是棱上共面的四點(diǎn),平面平面,平面.
(1)求證:
(2)若,求四邊形的面積.
2015年
1.(2015廣東文18)如圖所示, 所在的平面與長方形所在的平面垂直,
,,.
(1)求證:平面;
(2)求證:;
(3)求點(diǎn)到平面的距離.
1. 解析 (1)因?yàn)樗倪呅问情L方形,所以.
因?yàn)槠矫?,平面,所以平?
(2)因?yàn)樗倪呅问情L方形,所以.
因?yàn)槠矫嫫矫?,平面平面,平面?
所以平面.因?yàn)槠矫?,所?
(3)解法一:取的中點(diǎn),連接和,如圖所示.
因
4、為,所以.在中,.
因?yàn)槠矫嫫矫?,平面平面,平面,所以平?
由(2)知平面,由(1)知,所以平面.因?yàn)槠矫?,所?
設(shè)點(diǎn)到平面的距離為,因?yàn)椋?
所以,即,
所以點(diǎn)到平面的距離是.
解法二:過點(diǎn)作交的延長線于點(diǎn),取的中點(diǎn),連接,如圖所示.
由(2)知平面,由(1)知,所以平面.
又平面,所以. 因?yàn)?,所以平?
則的長度即為點(diǎn)到平面的距離.
因?yàn)椋?
在與中,,所以,所以.
在中,.
則,得.故點(diǎn)到平面的距離為.
2.(2015江蘇16)如圖所示,在直三棱柱中,已知,.
設(shè)的中點(diǎn)為,.
求證:(1)平面;(2).
2
5、.解析 (1)因?yàn)樗倪呅问蔷匦?,所以是的中點(diǎn). 又是的中點(diǎn),
因此是的中位線,故.
又平面,平面,所以平面.
(2)因?yàn)槠矫?,平面,所以,又,,從而平?
因?yàn)槠矫?,所以?
因?yàn)?,為的中點(diǎn),所以.
因?yàn)椋云矫?
又因?yàn)槠矫?,所以?
2016年
1.(2016浙江文2)已知互相垂直的平面,交于直線.若直線,滿足,,則( ).
A. B. C. D.
1.C 解析 對(duì)于選項(xiàng)A,因?yàn)椋?又因?yàn)?,所以與平行或異面.故選項(xiàng)A不正確;對(duì)于選項(xiàng)B和D,因?yàn)?,,所以?又因?yàn)椋耘c的關(guān)系平行、相交或異面都有可能.故選項(xiàng)B和D不正確;對(duì)于選項(xiàng)C
6、,因?yàn)樗砸驗(yàn)樗?,故選項(xiàng)C正確,故選C.
2.(2016上海文16)如圖所示,在正方體中,分別為的中點(diǎn),則下列直線中與直線相交的是( ).
A.直線 B.直線
C.直線 D.直線
2.D 解析 易知與在兩個(gè)平行平面內(nèi),故不可能相交;平面,平面,故不可能相交;同理與也不可能相交;與均在平面內(nèi),且與不平行,故相交,其交點(diǎn)如圖所示.故選D.
3.(2016江蘇16)如圖所示,在直三棱柱中,分別為的中點(diǎn),點(diǎn)在側(cè)棱上,且,.
求證:(1)直線平面;
(2)平面平面.
3.解析 (1)因?yàn)榉謩e為的中點(diǎn),所以為的中位線,所以,又因
7、為三棱柱為直棱柱,故,所以,又因?yàn)槠矫?,且,故平?
(2)三棱柱為直棱柱,所以平面.又平面,
故.又,且,平面,
所以平面.又因?yàn)槠矫?,所?
又因?yàn)?,,且平面?
所以平面.又因?yàn)槠矫妫云矫嫫矫?
4.(2016天津文17)如圖所示,四邊形是平行四邊形,平面平面,,,,,,,為的中點(diǎn).
(1)求證:平面;
(2)求證:平面平面;
(3)求直線與平面所成角的正弦值.
4.解析 (1)如圖所示,取的中點(diǎn)為,聯(lián)結(jié),.
在中,因?yàn)槭堑闹悬c(diǎn),所以且.
又因?yàn)椋?,所以且,即四邊形是平行四邊形,所?又平面,平面,所以平面
(2)在中,,,.由余弦定理可得,進(jìn)而可
8、得,即.
又因?yàn)槠矫嫫矫妫矫?,平面平面,所以平?
又因?yàn)槠矫?,所以平面平?
(3)因?yàn)?,所以直線與平面所成角即為直線與平面所成角.
過點(diǎn)作于點(diǎn),連接,如圖所示.
又因?yàn)槠矫嫫矫?,由?)知平面,
所以直線與平面所成角即為.
在中,.
由余弦定理可得,所以,
因此.
在中,,
所以直線與平面所成角的正弦值為.
5(2016山東文18)在如圖所示的幾何體中,是的中點(diǎn),.
(1)已知,. 求證:;
(2)已知分別是和的中點(diǎn).求證:平面.
5. 解析 (1)因?yàn)椋耘c確定一個(gè)平面,連接,如圖(1)所示. 因?yàn)闉榈闹悬c(diǎn),所以;同理可得. 又因?yàn)?,?/p>
9、以平面,因?yàn)槠矫?,所?
(2)設(shè)的中點(diǎn)為,連接,如圖(2)所示.
在中,是的中點(diǎn),所以.又,所以;在中,是的中點(diǎn),所以.
又,,所以平面平面.
因?yàn)槠矫妫云矫?
(1) (2)
6.(2016全國丙文19)如圖所示,四棱錐中,底面,,,,為線段上一點(diǎn),,為的中點(diǎn).
(1)證明平面;
(2)求四面體的體積.
6.解析(1)取中點(diǎn),連接、,因?yàn)槭侵悬c(diǎn),,且,又,且,所以,且,所以四邊形是平行四邊形.所以.
又平面,平面,所以平面.
(
10、2)由(1) 平面.
所以.
所以.
2017年
1.(2017全國1文6)如圖所示,在下列四個(gè)正方體中,,為正方體的兩個(gè)頂點(diǎn),,,為所在棱的中點(diǎn),則在這四個(gè)正方體中,直線與平面不平行的是( ).
1.解析 由選項(xiàng)B,,則直線平面;由選項(xiàng)C,,則直線平面;由選項(xiàng)D,,則直線平面.故選項(xiàng)A不滿足.故選A.
2.(2017全國2文18)如圖所示,四棱錐中,側(cè)面為等邊三角形且垂直于底面,
,.
(1)證明:直線平面;
(2)若面積為,求四棱錐的體積.
解析 (1)在平面內(nèi),因?yàn)?,所?
又平面,平面,故平面.
(2)取的中點(diǎn),聯(lián)結(jié),.
由,及,,得四邊形為正
11、方形,則.
因?yàn)閭?cè)面是等邊三角形且垂直于底面,平面平面,所以,因?yàn)槠矫?,所以平?因?yàn)槠矫妫?
設(shè),則,,,.
取的中點(diǎn),聯(lián)結(jié),則,所以.
因?yàn)榈拿娣e為,所以,解得(舍去),,于是,,.所以四棱錐的體積.
3.(2017山東文18)由四棱柱截去三棱錐后得到的幾何體如圖所示,四邊形為正方形,為與的交點(diǎn),為的中點(diǎn),平面.
(1)證明:平面;
(2)設(shè)是的中點(diǎn),證明:平面平面.
解析(1)如圖所示,取中點(diǎn),聯(lián)結(jié),由于為四棱柱,
所以,,因此四邊形為平行四邊形,所以.
又平面,平面,所以平面.
(2)因?yàn)樗倪呅问钦叫?,所以,,分別為和的中點(diǎn),所以.
又 面,平面,所以
12、.
因?yàn)?,所以.
又平面,,所以平面,又平面,所以平面平面.
解析(1)如圖所示,取中點(diǎn),聯(lián)結(jié),由于為四棱柱,
所以,,因此四邊形為平行四邊形,所以.
又平面,平面,所以平面.
(2)因?yàn)樗倪呅问钦叫危?,,分別為和的中點(diǎn),所以.
又 面,平面,所以.
因?yàn)?,所以.
又平面,,所以平面,又平面,
所以平面平面.
4.(2017江蘇15)如圖所示,在三棱錐中,,, 平面平面, 點(diǎn)(與不重合)分別在棱上,且.
求證:(1)平面;
(2).
解析 (1)在平面內(nèi),因?yàn)?,,且點(diǎn)與點(diǎn)不重合,所以.
又因?yàn)槠矫?,平面,所以平?
(2)因?yàn)槠?/p>
13、面平面,平面平面,
平面,,所以平面.
因?yàn)槠矫?,所?
又,,平面,平面,
所以平面.又因?yàn)槠矫?,所?
題型96 與平行有關(guān)的開放性、探究性問題
2014年
27.(2014四川文18)在如圖所示的多面體中,四邊形和都為矩形.
(1)若,求證:直線平面;
(2)設(shè),分別是線段,的中點(diǎn),在線段上是否存在一點(diǎn),使直線平面?請證明你的結(jié)論.
2015年
1.(2015陜西文18)如圖1所示,在直角梯形中,,,
,是的中點(diǎn),是與的交點(diǎn),將沿折起
到圖2中的位置,得到四棱錐時(shí),四棱錐的體積為,
求的值.
1.解析
14、 (1)在圖1中,因?yàn)?,是的中點(diǎn),,且所以四邊形是正方形,故.
又在圖2中,,,從而平面.
又 且,所以,即可證得平面;
(2)由已知,平面平面,且平面平面.
又由(1)知,,所以平面,即是四棱錐的高,
且.平行四邊形面積,
從而四棱錐的體積,
由,得.
2016年
1.(2016四川文17)如圖所示,在四棱錐中,,,,.
(1)在平面內(nèi)找一點(diǎn),使得直線平面,并說明理由;
(2)證明:平面平面
1.解析(1)取棱的中點(diǎn)平面,點(diǎn)即為所求的一個(gè)點(diǎn).
證明如下:因?yàn)椋?,?
所以四邊形是平行四邊形,從而
又平面,平面,
所以平面
(說明:取棱的中點(diǎn),則所找的
15、點(diǎn)可以是直線上任意一點(diǎn)).
(2)由已知,,因?yàn)?,所以直線與相交,所以平面從而因?yàn)?,所以,?所以四邊形是平行四邊形.所以,所以又,所以平面又平面,所以平面平面
2.(2016北京文18)如圖所示,在四棱錐中,平面,.
(1)求證:平面;
(2)求證:平面平面;
(3)設(shè)點(diǎn)為的中點(diǎn),在棱上是否存在點(diǎn),使得平面?說明理由.
2.解析 (1)因?yàn)槠矫?,所?
又因?yàn)椋?所以平面.
(2)由(1)知,平面,又,所以平面.
又平面,所以平面平面
(3)棱上存在點(diǎn),使得平面.證明如下.
取中點(diǎn),聯(lián)結(jié).又因?yàn)闉榈闹悬c(diǎn),所以.
又因?yàn)槠矫妫云矫?