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1、
平行關(guān)系
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一、選擇題
1.(2019·長(zhǎng)沙模擬)已知m,n是兩條不同的直線,α,β,γ是三個(gè)不同的平面,則下列命題中正確的是( )
A.m∥α,n∥α,則m∥n
B.m∥n,m∥α,則n∥α
C.m⊥α,m⊥β,則α∥β
D.α⊥γ,β⊥γ,則α∥β
C [對(duì)于A,平行于同一平面的兩條直線可能相交,平行或異面,故A不正確;
對(duì)于B,m∥n,m∥α,則n∥α或nα,故B不正確;
對(duì)于C,利用垂直于同一直線的兩個(gè)平面平行,可知C正確;
對(duì)于D,因?yàn)榇怪庇谕黄矫娴膬蓚€(gè)平面的位置關(guān)系是相交或平行,故D不正確.]
2.下列四個(gè)正方體圖形中,
2、A,B為正方體的兩個(gè)頂點(diǎn),M,N,P分別為其所在棱的中點(diǎn),能得出AB∥平面MNP的圖形的序號(hào)是( )
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
C [對(duì)于圖形①,平面MNP與AB所在的對(duì)角面平行,即可得到AB∥平面MNP;對(duì)于圖形④,AB∥PN,即可得到AB∥平面MNP;圖形②③無(wú)論用定義還是判定定理都無(wú)法證明線面平行.]
3.(2019·哈爾濱模擬)已知互不相同的直線l,m,n和平面α,β,γ,則下列命題正確的是( )
A.若l與m為異面直線,lα,mβ,則α∥β
B.若α∥β,lα,mβ,則l∥m
C.若α∩β=l,β∩γ=m,α∩γ=n,l∥γ,則m∥n
D.若
3、α∩γ,β⊥γ,則α∥β
C [對(duì)于A,α與β也可能相交,故排除A.
對(duì)于B,l與m也可能是異面直線,故排除B.
對(duì)于D,α與β也可能相交,故排除D.
綜上知,選C.]
4.在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn),G分別是A1B1,B1C1,BB1的中點(diǎn),給出下列四個(gè)推斷:
①FG∥平面AA1D1D;
②EF∥平面BC1D1;
③FG∥平面BC1D1;
④平面EFG∥平面BC1D1.
其中推斷正確的序號(hào)是( )
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
A [因?yàn)樵谡襟wABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn),G分別是A1B1,B1C1,BB1的中點(diǎn),所以FG
4、∥BC1,因?yàn)锽C1∥AD1,所以FG∥AD1 ,
因?yàn)镕G平面AA1D1D,AD1平面AA1D1D,
所以FG∥平面AA1D1D,故①正確;
因?yàn)镋F∥A1C1,A1C1與平面BC1D1相交,所以EF與平面BC1D1相交,故②錯(cuò)誤;
因?yàn)镋,F(xiàn),G分別是A1B1,B1C1,BB1的中點(diǎn),
所以FG∥BC1,
因?yàn)镕G平面BC1D1,BC1平面BC1D1,
所以FG∥平面BC1D1,故③正確;
因?yàn)镋F與平面BC1D1相交,所以平面EFG與平面BC1D1相交,故④錯(cuò)誤,故選A.]
5.(2019·黃山模擬)E是正方體ABCD-A1B1C1D1的棱C1D1上的一點(diǎn)(不與端點(diǎn)重合
5、),BD1∥平面B1CE,則( )
A.BD1∥CE
B.AC1⊥BD1
C.D1E=2EC1
D.D1E=EC1
D [如圖,設(shè)B1C∩BC1=O,
可得平面D1BC1∩平面B1CE=EO,
∵BD1∥平面B1CE,根據(jù)線面平行的性質(zhì)可得D1B∥EO,
∵O為BC1的中點(diǎn),∴E為C1D1中點(diǎn),∴D1E=EC1,故選D.]
二、填空題
6.棱長(zhǎng)為2的正方體ABCD-A1B1C1D1中,M是棱AA1的中點(diǎn),過(guò)C,M,D1作正方體的截面,則截面的面積是________.
[如圖,由面面平行的性質(zhì)知截面與平面ABB1A1的交線MN是△AA1B的中位線,所以截面是梯形CD
6、1MN,易求其面積為.]
7.一正四面體木塊如圖所示,點(diǎn)P是棱VA的中點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P將木塊鋸開,使截面PFED平行于棱VB和AC,若木塊的棱長(zhǎng)為a,則截面PFED面積為________.
[在平面VAC內(nèi)作直線PD∥AC,交VC于D,
在平面VBA內(nèi)作直線PF∥VB,交AB于F,
過(guò)點(diǎn)D作直線DE∥VB,交BC于E,
∴PF∥DE,∴P,D,E,F(xiàn)四點(diǎn)共面,且面PDEF與VB和AC都平行,
則四邊形PDEF為邊長(zhǎng)為a的正方形,故其面積為.]
8.如圖,透明塑料制成的長(zhǎng)方體容器ABCD-A1B1C1D1內(nèi)灌進(jìn)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
7、下面四個(gè)命題:
①?zèng)]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(dāng)容器傾斜如圖所示時(shí),BE·BF是定值.
其中正確的命題是________.
①③④ [由題圖,顯然①是正確的,②是錯(cuò)誤的;
對(duì)于③,因?yàn)锳1D1∥BC,BC∥FG,
所以A1D1∥FG且A1D1平面EFGH,
所以A1D1∥平面EFGH(水面).
所以③是正確的;
對(duì)于④,因?yàn)樗嵌康?定體積V),
所以S△BEF·BC=V,即BE·BF·BC=V.
所以BE·BF=(定值),即④是正確的.]
三、解答題
9.如圖,在四棱錐S-AB
8、CD中,四邊形ABCD為矩形,E為SA的中點(diǎn),SA=SB=2,AB=2,BC=3.
(1)證明:SC∥平面BDE;
(2)若BC⊥SB,求三棱錐C-BDE的體積.
[解](1)證明:連接AC,設(shè)AC∩BD=O,連接OE,
∵四邊形ABCD為矩形,
∴O為AC的中點(diǎn),
在△ASC中,E為AS的中點(diǎn),
∴SC∥OE,
又OE平面BDE,SC平面BDE,
∴SC∥平面BDE.
(2)過(guò)點(diǎn)E作EH⊥AB,垂足為H,
∵BC⊥AB,且BC⊥SB,AB∩SB=B,
∴BC⊥平面SAB,
∵EH平面ABS,∴EH⊥BC,
又EH⊥AB,AB∩BC=B,
∴EH⊥平面AB
9、CD,
在△SAB中,取AB中點(diǎn)M,連接SM,
∵SA=SB,∴SM⊥AB,∴SM=1.
∵EH∥SM,∴EH=SM=,
∴S△BCD=×3×2=3.
∴VC-BDE=VE-BCD=S△BCD·EH=×3×=.
∴三棱錐C-BDE的體積為.
10.如圖,在多面體ABCDEF中,四邊形ABCD是正方形,BF⊥平面ABCD,DE⊥平面ABCD,BF=DE,M為棱AE的中點(diǎn).
(1)求證:平面BDM∥平面EFC;
(2)若AB=1,BF=2,求三棱錐A-CEF的體積.
[解](1)證明:如圖,設(shè)AC與BD交于點(diǎn)N,則N為AC的中點(diǎn),連接MN,
又M為棱AE的中點(diǎn),∴MN∥E
10、C.
∵M(jìn)N平面EFC,EC平面EFC,
∴MN∥平面EFC.
∵BF⊥平面ABCD,DE⊥平面ABCD,且BF=DE,∴BFDE,
∴四邊形BDEF為平行四邊形,∴BD∥EF.
∵BD平面EFC,EF平面EFC,
∴BD∥平面EFC.
又MN∩BD=N,∴平面BDM∥平面EFC.
(2)連接EN,F(xiàn)N.在正方形ABCD中,AC⊥BD,
又BF⊥平面ABCD,∴BF⊥AC.
又BF∩BD=B,∴AC⊥平面BDEF,
又N是AC的中點(diǎn),∴V三棱錐A-NEF=V三棱錐C-NEF,
∴V三棱錐A-CEF=2V三棱錐A-NEF=2××AN×S△NEF=2×××××2=,∴三棱錐
11、A-CEF的體積為.
1.(2019·成都模擬)如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,已知E,F(xiàn),G分別是線段A1C1上的點(diǎn),且A1E=EF=FG=GC1.則下列直線與平面A1BD平行的是( )
A.CE B.CF C.CG D.CC1
B [如圖,連接AC,使AC交BD于點(diǎn)O,連接A1O,CF,
在正方體ABCD-A1B1C1D1中,由于A1FAC,
又OC=AC,可得:A1FOC,即四邊形A1OCF為平行四邊形,
可得:A1O∥CF,又A1O平面A1BD,CF平面A1BD,
可得CF∥平面A1BD,故選B.]
2.(2019·深圳模擬)已知正方體
12、ABCD-A1B1C1D1,P為棱CC1的動(dòng)點(diǎn),Q為棱AA1的中點(diǎn),設(shè)直線m為平面BDP與平面B1D1P的交線,以下關(guān)系中正確的是( )
A.m∥D1Q B.m∥平面B1D1Q
C.m⊥B1Q D.m⊥平面ABB1A1
B [由BD∥B1D1知BD∥平面B1D1P,
所以m∥BD∥B1D1.
又m平面B1D1Q,B1D1平面B1D1Q,
所以m∥平面B1D1Q,故選B.]
3.如圖,平面α∥平面β,△PAB所在的平面與α,β分別交于CD,AB,若PC=2,CA=3,CD=1,則AB=________.
[∵平面α∥平面β,∴CD∥AB,
則=,
∴AB===.]
13、
4.在四棱錐P-ABCD中,四邊形ABCD是矩形,平面PAB⊥平面ABCD,點(diǎn)E,F(xiàn)分別為BC、AP中點(diǎn).
(1)求證:EF∥平面PCD;
(2)若AD=AP=PB=AB=1,求三棱錐P-DEF的體積.
[解](1)證明:取PD中點(diǎn)G,連接GF,GC.
在△PAD中,有G,F(xiàn)分別為PD、AP中點(diǎn),
∴GFAD.在矩形ABCD中,E為BC中點(diǎn),
∴CEAD,
∴GFEC,∴四邊形GFEC是平行四邊形.
∴GC∥EF.
而GC平面PCD,EF平面PCD,
∴EF∥平面PCD.
(2)∵四邊形ABCD是矩形,
∴AD⊥AB,AD∥BC.
∵平面PAB⊥平面ABCD,
14、平面PAB∩平面ABCD=AB,AD平面ABCD,
∴AD⊥平面PAB.
∴平面PAD⊥平面PAB,BC∥平面PAD.
∵AD=AP=PB=AB=1,
∴AB=,滿足AP2+PB2=AB2.
∴AP⊥PB,∴BP⊥平面PAD.
∵BC∥平面PAD,
∴點(diǎn)E到平面PAD的距離等于點(diǎn)B到平面PAD的距離.
而S△PDF=×PF×AD=××1=,
∴VP-DEF=S△PDF·BP=××1=.
∴三棱錐P-DEF的體積為.
1.(2019·泰安模擬)如圖,在下列四個(gè)正方體中,P,R,Q,M,N,G,H為所在棱的中點(diǎn),則在這四個(gè)正方體中,陰影平面與PRQ所在平面平行的是( )
15、
D [由題意可知經(jīng)過(guò)P、Q、R三點(diǎn)的平面為圖中正六邊形PQEFRG,點(diǎn)N與點(diǎn)E重合,故排除B、C,又MC1與QE是相交直線,故排除A,因此選D.
]
2.如圖,在多面體ABCA1B1C1中,四邊形ABB1A1是正方形,△A1CB是等邊三角形,AC=AB=1,B1C1∥BC,BC=2B1C1.
(1)求證:AB1∥平面A1C1C;
(2)求多面體ABCA1B1C1的體積.
[解](1)證明:如圖,取BC的中點(diǎn)D,連接AD,B1D,C1D,
∵B1C1∥BC,BC=2B1C1,
∴BD∥B1C1,BD=B1C1,CD∥B1C1,CD=B1C1,
∴四邊形BDC1B1,C
16、DB1C1是平行四邊形,
∴C1D∥B1B,C1D=B1B,CC1∥B1D,
又B1D平面A1C1C,C1C平面A1C1C,
∴B1D∥平面A1C1C.
在正方形ABB1A1中,BB1∥AA1,BB1=AA1,
∴C1D∥AA1,C1D=AA1,
∴四邊形ADC1A1為平行四邊形,∴AD∥A1C1.
又AD平面A1C1C,A1C1平面A1C1C,
∴AD∥平面A1C1C,
∵B1D∩AD=D,∴平面ADB1∥平面A1C1C,
又AB1平面ADB1,∴AB1∥平面A1C1C.
(2)在正方形ABB1A1中,A1B=,
∵△A1BC是等邊三角形,∴A1C=BC=,
∴AC2+AA=A1C2,AB2+AC2=BC2,
∴AA1⊥AC,AC⊥AB.
又AA1⊥AB,∴AA1⊥平面ABC,∴AA1⊥CD,
易得CD⊥AD,AD∩AA1=A,∴CD⊥平面ADC1A1.
易知多面體ABCA1B1C1是由直三棱柱ABD-A1B1C1和四棱錐C-ADC1A1組成的,
直三棱柱ABD-A1B1C1的體積為××1=,四棱錐C-ADC1A1的體積為××1×=,
∴多面體ABCA1B1C1的體積為+=.