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1、- 1 -2.3.42.3.4 平面与平面垂直的性质平面与平面垂直的性质A 级 基础巩固一、选择题1在空间中,下列命题正确的是( )A垂直于同一条直线的两直线平行B平行于同一条直线的两个平面平行C垂直于同一平面的两个平面平行D垂直于同一平面的两条直线平行解析:A 项中垂直于同一条直线的两直线可能平行、异面或相交;B 项中平行于同一条直线的两个平面可能平行或相交;C 项中垂直于同一平面的两个平面可能平行或相交;D 项正确答案:D2设m,n是两条不同的直线,是两个不同的平面,下列命题正确的是( )A若mn,n,则mB若m,则mC若m,n,n则mD若mn,n,则m解析:对于 A,若mn,n,则m或m
2、或m或m与斜交,故 A 错误;对于 B,若m,则m或m或m或m与斜交,故 B 错误;对于 C,若m,n,则mn,又n,则m,故 C 正确;对于 D,若mn,n,则m或m或m或m与斜交,故 D 错误答案:C3若平面平面,平面平面,则( )Aa BC与相交但不垂直 D以上都有可能解析:两个平面都垂直于同一个平面,则这两个平面可能平行,也可能相交,故 A,B,C都有可能答案:D4在圆柱的一个底面上任取一点(该点不在底面圆周上),过该点作另一个底面的垂线,则这条垂线与圆柱的母线所在直线的位置关系是( )A相交 B平行C异面 D相交或平行解析:由线面垂直的性质可得- 2 -答案:B5在正方体ABCDA1
3、B1C1D1中,若E为A1C1的中点,则直线CE垂直于( )AAC BBDCA1D DA1A解析:如图所示,连接AC,BD,因为BDAC,A1C1AC,所以BDA1C1,因为BDA1A,所以BD平面ACC1A1,因为CE平面ACC1A1,所以BDCE.答案:B二、填空题6已知AF平面ABCD,DE平面ABCD,如图所示,且AFDE,AD6,则EF_解析:因为AF平面ABCD,DE平面ABCD,所以AFDE,又AFDE,所以四边形AFED是平行四边形,所以EFAD6.答案:67设a,b是两条不同的直线,是两个不同的平面,有下列四个说法:若ab,a,b,则b;若a,a,则;若a,则a或a;若ab,
4、a,b,则.其中正确的个数为_解析:若ab,a,可得出b或b,又b,可得出b,正确;若a,a,由线面平行的性质定理可以得出在内存在一条线c,故可得出,正确;由a,可得出a或a,正确;由ab,a,可得出b或b,又b,可得出,正确答案:48已知直二面角l,点A,ACl,点C为垂足,B,BDl,点D为垂足若AB2,ACBD1,则CD的长为_解析:如图,连接BC.因为二面角l为直二面角,AC,且ACl,l,- 3 -所以AC.又BC,所以ACBC,所以BC2AB2AC23.又BDCD,所以CD.BC2BD22答案:2三、解答题9.如图,在四棱锥PABCD中,PA底面ABCD,ABAD,ACCD,ABC
5、60,PAABBC,E是PC的中点求证:(1)CDAE;(2)PD平面ABE.证明:(1)在四棱锥PABCD中,因为PA底面ABCD,CD平面ABCD,所以PACD.因为ACCD,PAACA,所以CD平面PAC,而AE平面PAC,所以CDAE.(2)由PAABBC,ABC60,可得ACPA.因为E是PC的中点,所以AEPC.由(1)知,AECD,且PCCDC,所以AE平面PCD,而PD平面PDC,所以AEPD.因为PA底面ABCD,PD在底面ABCD内的射影是AD,ABAD,所以ABPD.又因为ABAEA,所以PD平面ABE.10(2017全国卷)如图,在四棱锥PABCD中,ABCD,且BAP
6、CDP90.(1)证明:平面PAB平面PAD;- 4 -(2)若PAPDABDC,APD90,且四棱锥PABCD的体积为 ,求该四棱锥的侧面8 3积(1)证明:由已知BAPCDP90,得ABAP,CDPD.由于ABCD,故ABPD,从而AB平面PAD.又AB平面PAB,所以平面PAB平面PAD.(2)解:如图,在平面PAD内作PEAD,垂足为E.由(1)知,AB平面PAD,故ABPE,ABAD,可得PE平面ABCD.设ABx,则由已知可得ADx,PEx.222故四棱锥PABCD的体积VPABCDABADPEx3.1 31 3由题设得x3 ,故x2.1 38 3从而结合已知可得PAPDABDC2
7、,ADBC2,PBPC2.22可得四棱锥PABCD的侧面积为PAPDPAABPDDCBC2sin 6062.1 21 21 21 23B 级 能力提升1如图所示,在正方形SG1G2G3中,E、F分别是G1G2、G2G3的中点,现在沿SE、SF、EF把这个正方形折成一个四面体,使G1、G2、G3重合,重合后的点记为G.给出下列关系:SG平面EFG;SE平面EFG;GFSE;EF平面SEG.其中成立的有( )A与 B与C与 D与- 5 -解析:由SGGE,SGGF,得SG平面EFG,排除 C、D;若SE平面EFG,则SGSE,这与SGSES矛盾,排除 A.答案:B2在三棱锥PABC中,平面PAC平
8、面ABC,PCA90,ABC是边长为 4 的正三角形,PC4,M是AB边上的一动点,则PM的最小值为_解析:如图,连接CM,则由题意知PC平面ABC,可得PCCM,所以PM,要求PM的最小值只需求出CM的最小值即可,在ABCPC2CM2中,当CMAB时CM有最小值,此时有CM42,所以PM的最小值为 2.3237答案:273(2017全国卷)如图,四棱锥PABCD中,侧面PAD为等边三角形且垂直于底面ABCD,ABBCAD,BADABC1 290.(1)证明:直线BC平面PAD;(2)若PCD的面积为 2,求四棱锥PABCD的体积7(1)证明:在平面ABCD内,因为BADABC90,所以BCA
9、D.又BC平面PAD,AD平面PAD,故BC平面PAD.(2)解:如图,取AD的中点M,连接PM,CM.由ABBCAD及BCAD,ABC90得四边形ABCM为正1 2方形,则CMAD.因为侧面PAD为等边三角形且垂直于底面ABCD,平面PAD平面ABCDAD,所以PMAD,PM底面ABCD.因为CM底面ABCD,所以PMCM.设BCx,则CMx,CDx,PMx,PCPD2x,如图,取CD的中点N,连接PN,23则PNCD,- 6 -所以PNx.142因为PCD的面积为 2,所以 xx2,71 221427解得x2(舍去)或x2.于是ABBC2,AD4,PM2.3所以四棱锥 PABCD 的体积 V 24.132(24)233