9..(全国II)如图,平面α⊥平面β,A∈α,B∈β,AB与两平面α、β所成的角分别为和,过A、B分别作两平面交线的垂线,垂足为A′、B′,则AB∶A′B′=
(A)2∶1 (B)3∶1 (C)3∶2 (D)4∶3
解析:连接,设AB=a,可得AB与平面所成的角为
,在,同理可得AB与平面所成的角为,所以,因此在,所以,故选A
[典型考例]
例1.(P75例3) 如图,在五面体ABCDEF中,点O是矩形ABCD的对角线的交点,面CDE是等边三角形,棱 (I)证明平面 (II)设证明平面
(19)本小题考查直线与平面平行、直线与平面垂直等基础知识,考查空间想象能力和推理论证能力。满分12分。
(I)证明:取CD中点M,连结OM。
在矩形ABCD中,
又
则连结EM,于是
四边形EFOM为平行四边形。
又平面CDE,且平面CDE,平面CDE。
(II)证明:连结FM。由(I)和已知条件,在等边中,
且
因此平行四边形EFOM为菱形,从而。
平面EOM,从而
而所以平面
例2. 如图, 在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,AA1=4,AB=5点D是AB的中点, (I)求证:AC⊥BC1; (II)求证:AC 1//平面CDB1; (III)设BD1的中点为F,求三棱锥B1-BEF的体积
证:(I)直三棱柱ABC-A1B1C1,底面三边长AC=3,BC=4AB=5,
∴ AC⊥BC,且BC1在平面ABC内的射影为BC,∴ AC⊥BC1;
(II)设CB1与C1B的交点为E,连结DE,∵ D是AB的中点,E是BC1的中点,∴ DE//AC1,
∵ DE平面CDB1,AC1平面CDB1,∴ AC1//平面CDB1;
例2.已知ABCD是上.下底边长分别为2和6,高为的等腰梯形,将它沿对称轴OO1折成直二面角
(Ⅰ)证明:AC⊥BO1;
(Ⅱ)求点O1到平面AOC的距离。
(III)求四面体O1-ACO的体积。
(I)证明 由题设知OA⊥OO1,OB⊥OO1.
所以∠AOB是所折成的直二面角的平面角,
即OA⊥OB. 故可以O为原点,OA、OB、OO1
所在直线分别为轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,
如图3,则相关各点的坐标是A(3,0,0),
B(0,3,0),C(0,1,)O1(0,0,).
从而
所以AC⊥BO1.
例3.如图,在底面为平行四边形的四棱锥中,,平面,且,点是的中点.(Ⅰ)求证:;(Ⅱ)求证:平面;
(Ⅲ)求四面体B-AED的体积。
解:(1)由平面可得PA^AC
又,所以AC^平面PAB,所以
(2)如图,连BD交AC于点O,连EO,则
EO是△PDB的中位线,\EOPB
\PB平面
(3)如图,取AD的中点F,连EF,FO,则EF是△PAD的中位线,\EFPA又平面,\EF^平面
同理FO是△ADC的中位线,\FOAB\FO^AC由三垂线定理可知\ÐEOF是二面角E-AC-D的平面角.又FO=AB=PA=EF\ÐEOF=45°而二面角与二面角E-AC-D互补,故所求二面角的大小为135°.
例4.(2006湖北文文修改)如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱长和底面边长均为1,M是底面BC边上的中点,N是侧棱CC1上的点。(Ⅰ)当B1M⊥AN时,求CN的长度;(Ⅱ)若CN=时,求点B1到平面AMN的距离。
8.已知a、b、c是直线,是平面,给出下列命题:①若②若
③若;④若a与b异面,且相交; ⑤若a与b异面,则至多有一条直线与a,b都垂直. 其中真命题的个数是 ( ) A.1子 B.2 C.3 D.4
7.给出下列关于互不相同的直线和平面的四个命题:
③ 则与m不共面;、m是异面直线,;
④ 若;若,则
其中为假命题的是 (C)(A)① (B)② (C)③ (D)④
5.(上海卷)如果一条直线与一个平面垂直,那么,称此直线与平面构成一个“正交线面对”.在一个正方体中,由两个顶点确定的直线与含有四个顶点的平面构成的“正交线面对”的个数是 .
解:正方体中,一个面有四条棱与之垂直,六个面,共构成24个“正交线面对”;而正方体的六个对角截面中,每个对角面又有两条面对角线与之垂直,共构成12个“正交线面对”,所以共有36个“正交线面对”;6. 在正四面体P-ABC中,D,E,F分别是AB,BC,CA的中点,下面四个结论中不成立的是(C)
(A)BC//平面PDF (B)DF⊥平面PA E (C)平面PDF⊥平面ABC (D)平面PAE⊥平面 ABC
4.(上海卷)若空间中有四个点,则“这四个点中有三点在同一直线上”是“这四个点在同一平面上”的 ( )
(A)充分非必要条件;(B)必要非充分条件;(C)充要条件;(D)非充分非必要条件
解:充分性成立: “这四个点中有三点在同一直线上”有两种情况:1)第四点在共线三点所在的直线上,可推出“这四个点在同一平面上”;2)第四点不在共线三点所在的直线上,可推出“这四点在唯一的一个平面内”;必要性不成立:“四个点在同一平面上”可能推出“两点分别在两条相交或平行直线上”; 故选(A)
3.(湖北卷)关于直线与平面,有以下四个命题:①若且,则;②若且,则;③若且,则;④若且,则;其中真命题的序号是 A.①② B.③④ C.①④ D.②③
2.(北京卷)平面的斜线交于点,过定点的动直线与垂直,且交于点,则动点的轨迹是 (A)一条直线 (B)一个圆(C)一个椭圆 (D)双曲线的一支
1.已知m、n是两条不重合的直线,α、β、γ是三个两两不重合的平面.给出下列的四个命题: ①若,,则;②若,,则;③若,,,则;
④若m、n是异面直线,,,,,则,其中真命题是
A.①和② B.①和③ C.③和④ D.①和④
9..(全国II)如图,平面α⊥平面β,A∈α,B∈β,AB与两平面α、β所成的角分别为和,过A、B分别作两平面交线的垂线,垂足为A′、B′,则AB∶A′B′=
(A)2∶1 (B)3∶1 (C)3∶2 (D)4∶3
[典型考例]例1.(P75例3)
例1.如图, 在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,AA1=4,AB=5点D是AB的中点,(I)求证:AC⊥BC1;
(II)求证:AC 1//平面CDB1;
(III)设BD1的中点为F,求三棱锥B1-BEF的体积
例2.已知ABCD是上.下底边长分别为2和6,高为的等腰梯形,将它沿对称轴OO1折成直二面角(Ⅰ)证明:AC⊥BO1;(Ⅱ)求点O1到平面AOC的距离。(III)求四面体O1-ACO的体积。
例3.如图,在底面为平行四边形的四棱锥中,,平面,且,点是的中点.(Ⅰ)求证:;(Ⅱ)求证:平面;(Ⅲ)求四面体B-AED的体积。
例4.(2006湖北文文修改)如图,已知正三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱长和底面边长均为1,M是底面BC边上的中点,N是侧棱CC1上的点。(Ⅰ)当B1M⊥AN时,求CN的长度;(Ⅱ)若CN=时,求点B1到平面AMN的距离。
[考点聚焦]
考点1:空间元素点、线、面之间的垂直与平行关系的判断;
考点2:空间线面垂直与平行关系的证明;简单几何体中的线面关系证明;
[考点小测]
8.已知a、b、c是直线,是平面,给出下列命题:①若②若
③若;④若a与b异面,且相交; ⑤若a与b异面,则至多有一条直线与a,b都垂直. 其中真命题的个数是 ( ) A.1 B.2 C.3 D.4
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