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1、课时作业12点、直线、平面之间的位置关系1已知E,F,G,H是空间四点,命题甲:E,F,G,H四点不共面,命题乙:直线EF和GH不相交,则甲是乙成立的()A必要不充分条件B充分不必要条件C充要条件D既不充分也不必要条件解析:若E,F,G,H四点不共面,则直线EF和GH肯定不相交,但直线EF和GH不相交,E,F,G,H四点可以共面,例如EFGH.故选B.答案:B22018成都市高中毕业班第二次诊断性检测已知m,n是空间中两条不同的直线,为空间中两个互相垂直的平面,则下列命题正确的是()A若m,则mB若m,n,则mnC若m,m,则mD若m,nm,则n解析:选项A中,若m,则直线m和平面可能垂直,也
2、可能平行或相交,故选项A不正确;选项B中,直线m与直线n的关系不确定,可能平行,也可能相交或异面,故选项B不正确;选项C中,若m,则m或m,又m,故m,选项C正确;选项D中,缺少条件n,故选项D不正确,故选C.答案:C3已知,为两个平面,l为直线,若,l,则()A垂直于平面的平面一定平行于平面B垂直于直线l的直线一定垂直于平面C垂直于平面的平面一定平行于直线lD垂直于直线l的平面一定与平面,都垂直解析:选D,由,l,知:垂直于平面的平面与平面平行或相交,故A不正确;垂直于直线l的直线若在平面内,则一定垂直于平面,否则不一定,故B不正确;垂直于平面的平面与l的关系有l,l,l与相交,故C不正确;
3、由平面垂直的判定定理知:垂直于直线l的平面一定与平面,都垂直,故D正确答案:D42017全国卷如图,在下列四个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,Q为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ不平行的是()A B C D解析:A项,作如图所示的辅助线,其中D为BC的中心,则QDAB.QD平面MNQQ,QD与平面MNQ相交,直线AB与平面MNQ相交B项,作如图所示的辅助线,则ABCD,CDMQ,ABMQ.又AB平面MNQ,MQ平面MNQ,AB平面MNQ. C项,作如图所示的辅助线,则ABCD,CDMQ, ABMQ,又AB平面MNQ,MQ平面MNQ, AB平面MNQ.D项,作如
4、图所示的辅助线,则ABCD,CDNQ, ABNQ.又AB平面MNQ,NQ平面MNQ, AB平面MNQ.故选A.答案:A52017全国卷在正方体ABCD A1B1C1D1中,E为棱CD的中点,则()AA1EDC1BA1EBDCA1EBC1 DA1EAC解析:如图, A1E在平面ABCD上的投影为AE,而AE不与AC,BD垂直, B,D错; A1E在平面BCC1B1上的投影为B1C,且B1CBC1, A1EBC1,故C正确;(证明:由条件易知,BC1B1C,BC1CE,又CEB1CC, BC1平面CEA1B1.又A1E平面CEA1B1, A1EBC1) A1E在平面DCC1D1上的投影为D1E,而
5、D1E不与DC1垂直,故A错故选C.(空间向量法)建立如图所示的空间直角坐标系,设正方体的棱长为1,则A(1,0,0),B(1,1,0),C(0,1,0),D(0,0,0),A1(1,0,1),C1(0,1,1),E, ,(0,1,1),(1,1,0),(1,0,1),(1,1,0), 0,0,0,0, A1EBC1.故选C.答案:C62018全国卷在正方体ABCD A1B1C1D1中,E为棱CC1的中点,则异面直线AE与CD所成角的正切值为()A. B.C. D.解析:如图,因为ABCD,所以AE与CD所成的角为EAB.在RtABE中,设AB2,则BE,则tanEAB,所以异面直线AE与CD
6、所成角的正切值为.故选C.答案:C72018全国卷在长方体ABCDA1B1C 1D1中,ABBC2,AC1与平面BB1C1C所成的角为30,则该长方体的体积为()A8 B6C8 D8解析:如图,连接AC1,BC1,AC. AB平面BB1C1C, AC1B为直线AC1与平面BB1C1C所成的角, AC1B30.又ABBC2,在RtABC1中,AC14,在RtACC1中,CC1 2, V长方体ABBCCC12228.故选C.答案:C8.如图,四边形ABCD中,ADBC,ADAB,BCD45,BAD90,将ADB沿BD折起,使平面ABD平面BCD,构成三棱锥ABCD.则在三棱锥ABCD中,下列命题正
7、确的是()A平面ABD平面ABCB平面ADC平面BDCC平面ABC平面BDCD平面ADC平面ABC解析:在四边形ABCD中,ADBC,ADAB,BCD45,BAD90,BDCD.又平面ABD平面BCD,且平面ABD平面BCDBD,CD平面ABD,则CDAB.又ADAB,ADCDD,AB平面ADC,又AB平面ABC,平面ABC平面ADC,故选D.答案:D9.如图所示,直线PA垂直于O所在的平面,ABC内接于O,且AB为O的直径,点M为线段PB的中点现有结论:BCPC;OM平面APC;点B到平面PAC的距离等于线段BC的长其中正确的是()A BC D解析:对于,PA平面ABC,PABC.AB为O的
8、直径,BCAC,又PAACA,BC平面PAC,又PC平面PAC,BCPC.对于,点M为线段PB的中点,OMPA,PA平面PAC,OM平面PAC,OM平面PAC.对于,由知BC平面PAC,线段BC的长即是点B到平面PAC的距离,故都正确答案:B10如图,四棱锥PABCD的底面是直角梯形,ABCD,BAAD,CD2AB,PA底面ABCD,E为PC的中点,则BE与平面PAD的位置关系为_解析:取PD的中点F,连接EF,AF,在PCD中,EF綊CD.又因为ABCD且CD2AB,所以EF綊AB,所以四边形ABEF是平行四边形,所以EBAF.又因为EB平面PAD,AF平面PAD,所以BE平面PAD.答案:
9、平行11已知P为ABC所在平面外一点,且PA,PB,PC两两垂直,则下列命题:PABC;PBAC;PCAB;ABBC.其中正确命题的个数是_解析:如图所示,PAPC,PAPB,PCPBP,PA平面PBC.又BC平面PBC,PABC.同理PBAC,PCAB,但AB不一定垂直于BC.答案:3122018湖北武汉武昌调研在矩形ABCD中,ABBC,这与已知矛盾,所以不正确答案:132018陕西省高三教学质量检测试题(二)如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,AA1AB,ABC90,侧面A1ABB1底面ABC.(1)求证:AB1平面A1BC;(2)若AC5,BC3,A1AB60,求三棱柱ABCA1B1C
10、1的体积解析:(1)证明:在侧面A1ABB1中,A1AAB,四边形A1ABB1为菱形,AB1A1B.侧面A1ABB1底面ABC,ABC90,CB平面A1ABB1AB1平面A1ABB1,CBAB1.又A1BBCB,AB1平面A1BC.(2)解法一如图,过A1作A1DAB,垂足为D.平面ABC平面A1ABB1,平面ABC平面A1ABB1AB,A1D平面ABC,A1D为三棱柱ABCA1B1C1的高BC3,AC5,ABC90,AB4,又AA1AB,A1AB60,A1AB为等边三角形,A1DAB2.VABCA1B1C1SABCA1D43212.解法二在ABC中,由AC5,BC3,ABC90,可得AB4.
11、又A1AAB,A1AB60,ABA1是边长为4的等边三角形,SABA1424.由(1)知BC平面ABA1,VCABA1SABA1BC434.设三棱柱ABCA1B1C1的高为h,则VABCA1B1C1SABCh33VA1ABC3VCABA13412.142018昆明市高三复习教学质量检测如图,直三棱柱ABCA1B1C1中,M是AB的中点(1)证明:BC1平面MCA1;(2)若ABA1M2MC2,BC,求点C1到平面MCA1的距离解:(1)如图,连接AC1,设AC1与A1C的交点为N,则N为AC1的中点,连接MN,因为M是AB的中点,所以MNBC1,又MN平面MCA1,BC1平面MCA1,所以BC
12、1平面MCA1.(2)因为AB2MC2,M是AB的中点,所以ACB90,在直三棱柱中,A1M2,AM1,所以AA1,又BC,所以AC,A1C,所以A1MC90.设点C1到平面MCA1的距离为h,因为AC1的中点N在平面MCA1上,所以点A到平面MCA1的距离也为h,三棱锥A1AMC的体积VSAMCAA1,MCA1的面积SA1MMC1,则VShh,得h,故点C1到平面MCA1的距离为.152018全国卷如图,矩形ABCD所在平面与半圆弧所在平面垂直,M是上异于C,D的点(1)证明:平面AMD平面BMC;(2)在线段AM上是否存在点P,使得MC平面PBD?说明理由解析:(1)证明:由题设知,平面C
13、MD平面ABCD,交线为CD.因为BCCD,BC平面ABCD,所以BC平面CMD,故BCDM.因为M为上异于C,D的点,且DC为直径,所以DMCM.又BCCMC,所以DM平面BMC.而DM平面AMD,故平面AMD平面BMC.(2)解:当P为AM的中点时,MC平面PBD.证明如下:如图,连接AC交BD于O.因为ABCD为矩形,所以O为AC中点连接OP,因为P为AM中点,所以MCOP.又MC平面PBD,OP平面PBD,所以MC平面PBD.162018云南玉溪模拟如图1,已知梯形ABCD中,ADBC,ABCBAD,ABBC2AD4,E、F分别是AB、CD上的点,EFBC,AEx,沿EF将梯形ABCD
14、翻折,使平面AEFD平面EBCF(如图2)G是BC的中点,以F、B、C、D为顶点的三棱锥的体积记为f(x)(1)当x2时,求证:BDEG;(2)求f(x)的最大值;(3)当f(x)取得最大值时,求异面直线AE与BD所成角的余弦值解析:(1)证明:作DHEF,垂足为H,连接BH、GH、EG.平面AEFD平面EBCF,平面AEFD平面EBCFEF,DH平面EBCF,又EG平面EBCF,EGDH.AE2,BGBC2,BEBG.EHADBCBG,EFBC,EBC90,四边形BGHE为正方形,EGBH.又BH、DH平面DBH,且BHDHH,EG平面DBH.BD平面DBH,EGBD.(2)AEEF,平面A
15、EFD平面EBCF,平面AEFD平面EBCFEF,AE平面EBCF.结合DH平面EBCF,得AEDH,四边形AEHD是矩形,得DHAE,故以F、B、C、D为顶点的三棱锥DBCF的高DHAEx,又SBCFBCBE4(4x)82x,三棱锥DBCF的体积Vf(x)SBFCDHSBFCAE(82x)xx2x(x2)2.当x2时,f(x)取最大值.(3)由(2)知当f(x)取最大值时,AE2,故BE2,结合DHAE,可得BDH或其补角是异面直线AE与BD所成的角在RtBEH中,BH2.DH平面EBCF,BH平面EBCF,DHBH.在RtBDH中,BD2,cosBDH.异面直线AE与BD所成角的余弦值为.10