2020高考数学一轮复习课时规范练39空间点直线平面之间的位置关系理新人教B版
高考数学(理)一轮规范练【40】空间点、直线、平面之间的位置关系(含答案)
课时规范练40 空间点、直线、平面之间的位置关系课时规范练第63页一、选择题1.如图,α∩β=l,A,B∈α,C∈β,且C∉l,直线AB∩l=M,过A,B,C三点的平面记作γ,则γ与β的交线必通过( )A.点AB.点BC.点C但不过点MD.点C和点M答案:D解析:∵AB⊂γ,M∈AB,∴M∈γ.又α∩β=l,M∈l,∴M∈β.根据公理3可知,M在γ与β的交线上.同理可知,点C也在γ与β的交线上.2.已知a,b,c,d是空间四条直线,如果a⊥c,b⊥c,a⊥d,b⊥d,那么( )A.a∥b且c∥dB.a,b,c,d中任意两条可能都不平行C.a∥b或c∥dD.a,b,c,d中至多有一对直线互相平行答案:C解析:若a与b不平行,则存在平面β,使得a⊂β且b⊂β,由a⊥c,b⊥c,知c⊥β,同理d⊥β,所以c∥d.若a∥b,则c与d可能平行,也可能不平行.结合各选项知选C.3.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.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件答案:A解析:如果四个点中有三点在同一直线上,则一定有这四个点在同一个平面上;反之则不成立.例如平行四边形的四个顶点.4.给出(1)在空间内,垂直于同一平面的两个平面平行;(2)设l,m是不同的直线,α是一个平面,若l⊥α,l∥m,则m⊥α;(3)已知α,β表示两个不同的平面,m为平面α内的一条直线,则“α⊥β”是“m⊥β”的充要条件;(4)a,b是两条异面直线,P为空间内一点,过P总可以作一个平面与a,b之一垂直,与另一个平行.[:其中正确A.0B.1C.2D.3答案:B解析:(1)中有可能互相垂直;(2)正确;(3)α⊥β,m⊂α不一定有m⊥β.而m⊥β则α⊥β一定成立,故“α⊥β”是“m⊥β”的必要不充分条件;(4)只有两异面直线互相垂直时,才能有这样的平面.5.已知m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则下列A.若α⊥β,α∩β=m,n⊥m,则n⊥α或n⊥βB.若m不垂直于α,则m不可能垂直于α内的无数条直线[:C.若α∩β=m,n∥m,且n⊄α,n⊄β,则n∥α且n∥βD.若α⊥β,m∥n,n⊥β,则m∥α答案:C解析:∵n∥m,m⊂α,n⊄α,∴n∥α,同理有n∥β,故C正确.6.已知直线l∥平面α,P∈α,那么过点P且平行于直线l的直线( )A.只有一条,不在平面α内B.只有一条,且在平面α内C.有无数条,不一定在平面α内D.有无数条,一定在平面α内答案:B解析:由直线l与点P可确定一个平面β,则平面α,β有公共点,因此它们有一条公共直线,设该公共直线为m,因为l∥α,所以l∥m,故过点P且平行于直线l的直线只有一条,且在平面α内,选B.7.如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,线段B1D1上有两个动点E,F,且EF=,则下列结论中错误的是( )A.AC⊥BEB.EF∥平面ABCDC.三棱锥A-BEF的体积为定值D.△AEF的面积与△BEF的面积相等答案:D解析:由AC⊥平面DBB1D1,可知AC⊥BE,故A正确.由EF∥BD,EF⊄平面ABCD,知EF∥平面ABCD,故B正确.A到平面BEF的距离即A到平面DBB1D1的距离为,且S△BEF=BB1×EF=定值,[:故V A-BEF为定值,即C正确.二、填空题8.如图,在矩形ABCD中,AB=2,BC=4,将△ABD沿对角线BD折起到△A'BD的位置,使点A'在平面BCD内的射影点O恰好落在BC边上,则异面直线A'B与CD所成角的大小为.答案:90°解析:如题图所示,由A'O⊥平面ABCD,可得平面A'BC⊥平面ABCD,又由DC⊥BC可得DC⊥平面A'BC,故DC⊥A'B,即得异面直线A'B与CD所成的角的大小为90°.9.如图,在正方体ABC D-A1B1C1D1中,M,N分别是棱C1D1,C1C的中点.给出以下四个结论:①直线AM与直线C1C相交;②直线AM与直线BN平行;③直线AM与直线DD1异面;④直线BN与直线MB1异面.其中正确结论的序号为.(注:把你认为正确的结论序号都填上)答案:③④解析:AM与C1C异面,故①错;AM与BN异面,故②错;③,④正确.10.设α,β为两个不重合的平面,m,n是两条不重合的直线,给出下列四个①若m⊥n,m⊥α,则n∥α;②若n⊂α,m⊂β,α与β相交但不垂直,则n与m不垂直;③若α⊥β,α∩β=m,n⊥m,则n⊥β;④若m∥n,n⊥α,α∥β,则m⊥β.其中真答案:④解析:若m⊥n,m⊥α,则n∥α或n⊂α,①是假三、解答题11.如图,平面ABEF⊥平面ABCD,四边形ABEF与ABCD都是直角梯形,∠BAD=∠FAB=90°,BC∥AD且BC=AD,BE∥AF且BE=AF,G,H分别为FA,FD的中点.(1)证明:四边形BCHG是平行四边形;(2)C,D,F,E四点是否共面?为什么?[:解:(1)证明:∵G,H分别为FA,FD的中点,∴GH AD.又∵BC AD,∴GH BC.∴四边形BC HG为平行四边形.[:(2)解∵BE∥AF,BC∥AD,BC∩BE=B,平面BCE∥平面AFD,∴EC∥平面AFD.∵DF⊂平面AFD,∴EC∥DF.∴C,D,E,F四点共面.12.如图所示,在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为DD1,DB的中点.(1)求证:EF∥平面ABC1D1;(2)求证:CF⊥B1E;(3)求三棱锥B1-EFC的体积.解: (1)证明:如图,连接BD1,在△DD1B中,E,F分别为D1D,DB的中点,∴EF为△DD1B的中位线,∴EF∥D1B.而D1B⊂平面ABC1D1,EF⊄平面ABC1D1,∴EF∥平面ABC1D1.(2)证明:在等腰直角三角形BCD中,∵F为BD的中点,∴CF⊥BD.①在正方体ABCD-A1B1C1D1中,DD1⊥平面ABCD,∵CF⊂平面ABCD,∴DD1⊥CF.②综合①②,且DD1∩BD=D,DD1,BD⊂平面BDD1B1,∴CF⊥平面BDD1B1.而B1E⊂平面BDD1B1,∴CF⊥B1E.(3)解连接B1D1,由(2)可知CF⊥平面BDD1B1,∴CF⊥平面EFB1,即CF为高,CF=BF=.∵EF=BD1=,B1F=,B1E==3,∴EF2+B1F2=B1E2,即∠EFB1=90°,∴EF·B1F=,∴··CF==1.。
2020高考数学理科大一轮复习导学案《空间点、直线、平面之间的位置关系》含答案
第三节空间点、直线、平面之间的位置关系知识点一平面的基本性质1.公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内.2.公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.3.公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线.4.公理2的三个推论推论1:经过一条直线和这条直线外一点有且只有一个平面;推论2:经过两条相交直线有且只有一个平面;推论3:经过两条平行直线有且只有一个平面.1.判断正误(1)两个不重合的平面只能把空间分成四个部分.(×)(2)两个平面α,β有一个公共点A,就说α,β相交于A点,记作α∩β=A.(×)(3)两两相交的三条直线最多可以确定三个平面.(√)(4)如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.(×)2.以下四个命题中,正确命题的个数是(B)①不共面的四点中,其中任意三点不共线;②若点A,B,C,D共面,点A,B,C,E共面,则A,B,C,D,E 共面;③若直线a,b共面,直线a,c共面,则直线b,c共面;④依次首尾相接的四条线段必共面.A.0 B.1C.2 D.3解析:①显然是正确的,可用反证法证明;②中若A,B,C三点共线,则A,B,C,D,E五点不一定共面;③构造长方体或正方体,如图显然b,c异面,故不正确;④中空间四边形中四条线段不共面.故正确的个数是1.3.如图,α∩β=l,A、B∈α,C∈β,且C∉l,直线AB∩l=M,过A,B,C三点的平面记作γ,则γ与β的交线必通过(D)A.点A B.点BC.点C但不过点M D.点C和点M解析:∵AB⊂γ,M∈AB,∴M∈γ.又α∩β=l,M∈l,∴M∈β.根据公理3可知,M在γ与β的交线上.同理可知,点C也在γ与β的交线上.知识点二直线与直线的位置关系1.空间中两直线的位置关系(1)两直线位置关系的分类(2)公理4和等角定理①公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行.②等角定理:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.2.异面直线所成的角(1)定义:设a ,b 是两条异面直线,经过空间中任一点O 作直线a ′∥a ,b ′∥b ,把a ′与b ′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a 与b 所成的角(或夹角).(2)范围:⎝ ⎛⎦⎥⎤0,π2.4.已知直线a 和平面α,β,α∩β=l ,a ⊄α,a ⊄β,且a 在α,β内的射影分别为直线b 和c ,则直线b 和c 的位置关系是( D )A .相交或平行B .相交或异面C .平行或异面D .相交、平行或异面解析:依题意,直线b 和c 的位置关系可能是相交、平行或异面.5.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M ,N 分别为A 1B 1,BB 1的中点,则异面直线AM 与CN 所成角的余弦值为( D )A.13B.23C.15D.25解析:如图,取AB 的中点E ,连接B 1E ,则AM ∥B 1E .取EB 的中点F ,连接FN ,则B 1E ∥FN ,因此AM ∥FN ,连接CF ,则直线FN 与CN 所夹锐角或直角为异面直线AM 与CN 所成的角θ.设AB =1,在△CFN 中,CN =52,FN =54,CF =174.由余弦定理得cos θ=|cos ∠CNF |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪CN 2+FN 2-CF 22CN ·FN =25.故选D.6.下列命题中不正确的是①②.(填序号)①没有公共点的两条直线是异面直线;②分别和两条异面直线都相交的两直线异面;③一条直线和两条异面直线中的一条平行,则它和另一条直线不可能平行;④一条直线和两条异面直线都相交,则它们可以确定两个平面.解析:没有公共点的两直线平行或异面,故①错;如果与两异面直线中一条交于一点,则两直线相交,故命题②错;命题③,设两条异面直线为a,b,c∥a,若c∥b,则a∥b,这与a,b异面矛盾,故c,b不可能平行,③正确;命题④正确,若c与两异面直线a,b都相交,a,c可确定一个平面,b,c也可确定一个平面,这样a,b,c共确定两个平面.1.空间中两个角的两边分别对应平行,则两个角相等或互补.2.异面直线的判定:经过平面内一点的直线与平面内不经过该点的直线互为异面直线.3.唯一性的几个结论:(1)过直线外一点有且只有一个平面与已知直线垂直.(2)过平面外一点有且只有一个平面与已知平面平行.(3)过平面外一点有且只有一条直线与已知平面垂直.考向一平面的基本性质【例1】已知在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为D1C1,C1B1的中点,AC∩BD=P,A1C1∩EF=Q.求证:(1)D,B,F,E四点共面;(2)若A1C交平面DBFE于R点,则P,Q,R三点共线;(3)DE,BF,CC1三线交于一点.【证明】(1)连接D1B1,如图所示.因为EF是△D1B1C1的中位线,所以EF∥B1D1.在正方体AC1中,B1D1∥BD,所以EF∥BD,所以EF,BD确定一个平面,即D,B,F,E四点共面.(2)在正方体AC1中,设A1CC1确定的平面为α,又设平面BDEF为β.因为Q∈A1C1,所以Q∈α.又Q∈EF,所以Q∈β.所以Q是α与β的公共点,同理,P是α与β的公共点.所以α∩β=PQ.又A1C∩β=R,所以R∈A1C,R∈α,且R∈β.则R∈PQ,故P,Q,R三点共线.(3)∵EF∥BD且EF<BD,∴DE与BF相交,设交点为M,则由M∈DE,DE⊂平面D1DCC1,得M∈平面D1DCC1,同理,点M∈平面B1BCC1.又平面D1DCC1∩平面B1BCC1=CC1,∴M∈CC1.∴DE,BF,CC1三线交于点M.1.证明不共线的四点共面,即证由这四点组成的两条直线平行或相交.或由三点确定一个平面,再证明第4个点在该平面上.2.证明点共线或线共点的问题,关键是转化为证明点在直线上,也就是利用公理3,证明点在两个平面的交线上,或者选择其中两点确定一条直线,然后证明另一点也在该直线上.(1)如图是正方体或四面体,P,Q,R,S分别是所在棱的中点,则这四个点不共面的一个图是(D)解析:A,B,C图中四点一定共面,D中四点不共面.(2)如图,在四边形ABCD中,已知AB∥CD,直线AB,BC,AD,DC分别与平面α相交于点E,G,H,F,求证:E,F,G,H四点必定共线.证明:因为AB∥CD,所以AB,CD确定一个平面β.又因为AB∩α=E,AB⊂β,所以E∈α,E∈β,即E为平面α与β的一个公共点.同理可证F,G,H均为平面α与β的公共点,因为若两个平面有公共点,那么它们有且只有一条通过公共点的公共直线,所以E,F,G,H四点必定共线.考向二空间两条直线的位置关系【例2】(1)(2019·益阳、湘潭调研考试)下图中,G,N,M,H分别是正三棱柱(两底面为正三角形的直棱柱)的顶点或所在棱的中点,则表示直线GH,MN是异面直线的图形有()A.①③B.②③C.②④D.②③④(2)已知a,b,c为三条不同的直线,且a⊂平面α,b⊂平面β,α∩β=c,给出下列结论:①若a与b是异面直线,则c至少与a,b中的一条相交;②若a不垂直于c,则a与b一定不垂直;③若a∥b,则必有a∥c.其中正确的结论是________.(填序号)【解析】(1)由题意,可知题图①中,GH∥MN,因此直线GH与MN 共面;题图②中,G,H,N三点共面,但M∉平面GHN,因此直线GH与MN异面;题图③中,连接MG,则GM∥HN,因此直线GH与MN共面;题图④中,连接GN,G,M,N三点共面,但H∉平面GMN,所以直线GH 与MN异面.故选C.(2)若c与a,b均不相交,则有c∥a,c∥b,从而a∥b,这与a,b异面相矛盾,所以①正确;对于②,显然a与b有可能垂直;易知③正确.【答案】(1)C(2)①③(1)要判断空间两条直线的位置关系(平行、相交、异面),可利用定义及公理4,借助空间想象并充分利用图形进行判断.(2)判断空间直线的位置关系一般有两种方法:一是构造几何体(如正方体、空间四边形等)模型来推断;二是利用排除法.(1)已知a,b,c为三条不重合的直线,已知下列结论:①若a⊥b,a⊥c,则b∥c;②若a⊥b,a⊥c,则b⊥c;③若a∥b,b⊥c,则a⊥c.其中正确的个数为(B)A.0 B.1C.2 D.3(2)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,点E,F分别在A1D,AC上,且A1E=2ED,CF=2F A,则EF与BD1的位置关系是(D)A.相交但不垂直B.相交且垂直C.异面D.平行解析:(1)在空间中,若a⊥b,a⊥c,则b,c可能平行,也可能相交,还可能异面,所以①②错,③显然成立.(2)连接D1E并延长交AD于M点,因为A1E=2ED,可得,M为AD 中点,连接BF并延长交AD于N点,因为CF=2F A,可得N为AD中点,所以M,N重合.且MEED1=12,MFFB=12.所以MEED1=MFFB,所以EF∥BD1.考向三 异面直线所成的角【例3】 (2018·全国卷Ⅱ)在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =BC =1,AA 1=3,则异面直线AD 1与DB 1所成角的余弦值为( )A.15B.56C.55D.22【解析】 解法1:如图,连接BD 1,交DB 1于O ,取AB 的中点M ,连接DM ,OM ,易知O 为BD 1的中点,所以AD 1∥OM ,则∠MOD 为异面直线AD 1与DB 1所成角.因为在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =BC =1,AA 1=3,AD 1=AD2+DD 21=2,DM =AD 2+(12AB )2=52,DB 1=AB 2+AD2+DD 21=5,所以OM =12AD 1=1,OD =12DB 1=52,于是在△DMO 中,由余弦定理,得cos ∠MOD =12+(52)2-(52)22×1×52=55,即异面直线AD 1与DB 1所成角的余弦值为55,故选C.解法2:以D 为坐标原点,DA ,DC ,DD 1所在直线分别为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系,如图所示.由条件可知D (0,0,0),A (1,0,0),D 1(0,0,3),B 1(1,1,3),所以AD 1→=(-1,0,3),DB 1→=(1,1,3),则由向量夹角公式,得cos 〈AD 1→,DB 1→〉=AD 1→·DB 1→|AD 1→|·|DB 1→|=225=55,即异面直线AD 1与DB 1所成角的余弦值为55,故选C.【答案】 C用平移法求异面直线所成角的一般步骤 (1)作角——用平移法找(或作)出符合题意的角;(2)求角——转化为求一个三角形的内角,通过解三角形,求出所找的角;(3)结论——设由(2)求出的角的大小为θ,若0°<θ≤90°,则θ即为所求,若90°<θ<180°,则180°-θ即为所求.(1)已知四棱锥P -ABCD 的侧棱长与底面边长都相等,点E 是PB 的中点,则异面直线AE 与PD 所成角的余弦值为( C )A.13B.23C.33D.23(2)如图所示,正三棱锥A -BCD 的底面BCD 与正四面体E -BCD 的底面BCD 重合,连接AE ,则异面直线AE 与CD 所成角的大小为( D )A .30°B .45°C .60°D .90°解析:(1)如图,设四棱锥P -ABCD 的棱长为1,AC ∩BD =O ,则O 是AC 与BD 的中点,连接OE ,又E 是PB 的中点,所以由三角形中位线定理,得OE∥PD,OE=12PD=12,则∠AEO或其补角是异面直线AE与PD所成的角.又△P AB是等边三角形,所以AE=3 2AB=32.易得OA=OB=OC=OD=22,在△OAE中,由余弦定理,得cos∠AEO=AE2+OE2-OA22AE·OE=33,即异面直线AE与PD所成角的余弦值为33.(2)由已知得,底面BCD是等边三角形,又AB=AC=AD,EB=EC=ED,所以点A,E在平面BCD上的射影是△BCD的中心,即AE⊥平面BCD,则异面直线AE与CD所成角的大小为90°.。
高考数学一轮总复习课时规范练39两条直线的位置关系北师大版
课时规范练39两条直线的位置关系基础巩固组1.(2021四川资阳中学月考)若直线l1:(a+2)x+(1-a)y-3=0与l2:(a-1)x+(2a+3)y+2=0互相垂直,则实数a的值为()A.1B.-1C.±1D.-322.(2021北京昌平模拟)直线x+ay+2=0与直线ax+y+2a2=0平行,则实数a的值为()A.1或-1B.0或-1C.-1D.13.已知直线mx+4y-2=0与直线2x-5y+n=0互相垂直,垂足为点(1,p),则m+n-p等于()A.24B.20C.4D.04.与直线l:2x-3y+1=0关于y轴对称的直线的方程为()A.2x+3y+1=0B.2x+3y-1=0C.3x-2y+1=0D.3x+2y+1=05.直线l0:4x-y-4=0与l1:x-2y-2=0及l2:4x+3y-12=0所得两交点间的距离为()A.32√17 B.314√17C.914√17 D.3√176.直线l1,l2是分别过A(1,1),B(0,-1)两点的两条平行直线,当l1,l2间的距离最大时,直线l1的方程为()A.x+2y-3=0B.x-2y-3=0C.2x-y-1=0D.2x-y-3=07.三条直线x+y=0,x-y=0,x+ay=3构成三角形,则实数a的取值可以是()A.-1B.1C.-1或1D.58.若a>0,点A(2,a)到直线l:x-2y+3=0距离为√5,则a=.9.已知M(-1,2),直线l:2x+y-5=0,点M关于直线l的对称点Q的坐标是.综合提升组10.(2021北京高三二模)点P(cos θ,sin θ)到直线3x+4y-12=0的距离的取值范围为()A.[125,17 5]B.[75,12 5]C.[75,17 5]D.[125,24 5]11.等腰直角三角形ABC的直角顶点为点C(3,3),若点A的坐标为(0,4),则点B的坐标是()A.(0,0)B.(0,2)C.(4,6)或(2,0)D.(6,4)12.已知直线l1:ax-y+1=0,l2:x+ay+1=0,a∈R,以下结论错误的是()A.不论a为何值,直线l1与直线l2都互相垂直B.当a变化时,直线l1,l2分别过定点A(0,1),B(-1,0)C.不论a为何值,直线l1与l2都关于直线x+y=0对称D.若直线l1与l2交于点M,则|MO|的最大值为√213.(2021河北高三二模)直线l1:x+ay-2=0(a∈R)与直线l2:y=34x-1平行,则a=,l1与l2的距离为.创新应用组14.已知平面上一点M(5,0),若直线上存在点P,使|PM|=4,则称该直线为“切割型直线”.下列直线是“切割型直线”的有.x;④直线y=2x+1.①直线y=x+1;②直线y=2;③直线y=43课时规范练39 两条直线的位置关系1.C 解析:因为直线l 1:(a+2)x+(1-a )y-3=0与l 2:(a-1)x+(2a+3)y+2=0互相垂直,所以(a+2)(a-1)+(1-a )(2a+3)=0,得a 2=1,解得a=±1.故选C .2.C 解析:因为直线x+ay+2=0与直线ax+y+2a 2=0平行,所以{1×1−a ×a =0,1×2a 2-a ×2≠0即{a =±1,a ≠0,a ≠1, 所以a=-1.故选C .3.D 解析:由两直线垂直得2m+4×(-5)=0,解得m=10,所以原直线为10x+4y-2=0.又因为垂足(1,p )同时满足两直线方程,所以代入得{10×1+4p -2=0,2×1−5p +n =0,解得{p =−2,n =−12,所以m+n-p=10-12+2=0.故选D .4.B 解析:设点M (x ,y )是所求直线上的任意一点,则其关于y 轴的对称点M'(-x ,y )在直线l :2x-3y+1=0上,所以-2x-3y+1=0,即2x+3y-1=0.故选B .5.C 解析:由{4x -y -4=0,x -2y -2=0,得{x =67,y =−47,即直线l 0与l 1的交点A 的坐标为(67,-47),由{4x -y -4=0,4x +3y -12=0,得{x =32,y =2,即直线l 0与l 2的交点B 的坐标为(32,2), 所以|AB|=√(67-32)2+(-47-2)2=9√1714. 故选C .6.A 解析:当两条平行直线与直线AB 垂直时,两条平行直线间的距离最大.因为k AB =1−(−1)1−0=2,所以k 1=-12,所以直线l 1的方程为y-1=-12(x-1),即x+2y-3=0.故选A .7.D 解析:由题意可得直线x+y=0与x-y=0都过原点,而无论a 为何值,直线x+ay=3不过原点,因此,要满足三条直线构成三角形,只需直线x+ay=3与另两条直线不平行,所以a ≠±1.故选D . 8.5 解析:由点到直线的距离公式可得√5=√5=√5,即|5-2a|=5.又因为a>0,所以a=5.9.(3,4) 解析:设Q (x 0,y 0).因为点M (-1,2)关于直线l 的对称点是点Q ,所以{y 0-2x 0-(-1)×(−2)=−1,2×x 0-12+y 0+22-5=0,解得{x 0=3,y 0=4,即Q (3,4). 10.C 解析:点P 到直线的距离为d=√32+42=|5sin(θ+φ)-12|5,其中sin φ=35,cos φ=45. 由三角函数性质易知,5sin(θ+φ)-12∈[-17,-7],故d ∈[75,175].故选C .11.C 解析:设B (x ,y ).根据题意可得{k AC k BC =−1,|BC|=|AC|,即{3−43−0·y -3x -3=−1,√(x -3)2+(y -3)2=√(0-3)2+(4−3)2,解得{x =2,y =0或{x =4,y =6,所以B (2,0)或B (4,6). 故选C .12.C 解析:对于A ,因为a ×1+(-1)×a=0恒成立,所以不论a 为何值,直线l 1与l 2互相垂直恒成立,故A 正确;对于B ,易知直线l 1恒过点A (0,1),直线l 2恒过点B (-1,0),故B 正确;对于C ,在直线l 1上任取点(x ,ax+1),其关于直线x+y=0对称的点的坐标为(-ax-1,-x ),代入直线l 2的方程x+ay+1=0,可知左边不恒等于0,故C 不正确;对于D ,由{ax -y +1=0,x +ay +1=0,解得{x =-a -1a 2+1,y =-a+1a 2+1, 所以M -a -1a 2+1,-a+1a 2+1, 所以|MO|=√(-a -1a 2+1) 2+(-a+1a 2+1) 2=√2a 2+1≤√2,所以|MO|的最大值为√2,故D 正确.故选C .13.-4325解析:l2方程可化为3x-4y-4=0.因为l1∥l2,所以13=a-4≠-2-4,解得a=-43,所以直线l1:x-43y-2=0,即3x-4y-6=0,所以它们之间的距离为d=√32+(−4)2=25.14.②③解析:①点M到直线y=x+1的距离d=√2=3√2>4,故该直线上不存在点P,使|PM|=4,该直线不是“切割型直线”;②点M到直线y=2的距离d=2<4,故该直线上存在点P,使|PM|=4,该直线是“切割型直线”;③点M到直线y=43x的距离d=4,故该直线上存在点P,使|PM|=4,该直线是“切割型直线”;④点M到直线y=2x+1的距离d=√5=11√55>4,故该直线上不存在点P,使|PM|=4,该直线不是“切割型直线”.故答案为②③.。
高考数学大一轮复习 7.3空间点、直线、平面之间的位置关系 理
4.公理 2 的三个推论 推论 1:经过一条直线和这条直线外一点有且只有一个 平面; 推论 2:经过两条 相交 直线有且只有一个平面; 推论 3:经过两条 平行 直线有且只有一个平面.
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公理中“有且只有”一个平面的含义是什么? 提示:平面存在且唯一,“有且只有”有时说成“确 定”.
3 连接 AO,在 Rt△AOD 中,cos∠ADO=DADO=22=34.
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求异面直线所成的角常采用“平移线段 法”,平移的方法一般有三种类型:利用图中已有的平行线 平移;利用特殊点(线段的端点或中点)作平行线平移;补形 平移.计算异面直线所成的角通常放在三角形中进行.
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(2014·大纲全国卷)已知正四面体 ABCD 中,E 是 AB 的
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3.定理 空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角 相等或互补.
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(1)不相交的两条直线是异面直线吗? (2)不在同一平面内的直线是异面直线吗? 提示:(1)不一定,不相交的两条直线可能平行,也可能 异面. (2)不一定,不在同一平面内的直线可能异面,也可能平 行.
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(2)∵EF 綊12CD1,
∴直线 D1F 和 CE 必相交. 设 D1F∩CE=P.延长 D1F、CE 交于点 P. ∵P∈D1F 且 D1F⊂平面 AA1D1D,∴P∈平面 AA1D1D. 又 P∈EC 且 CE⊂平面 ABCD,∴P∈平面 ABCD,即 P 是平面 ABCD 与平面 AA1D1D 的公共点,而平面 ABCD∩ 平面 AA1D1D=AD,∴P∈AD. ∴CE、D1F、DA 三线共点.
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(2)已知空间四边形 ABCD 中,E,H 分别是边 AB,AD 的中点,F,G 分别是边 BC,CD 的中点.
2020版高考数学理科(人教B版)一轮复习课时规范练39 空间点、直线、平面之间的位置关系 含解析
课时规范练39空间点、直线、平面之间的位置关系基础巩固组1.(2018陕西师大附中期末,5)设已知A,B,C,D,E是空间五个不同的点,若点E在直线BC上,则“AC与BD是异面直线”是“AD与BE是异面直线”的()A.充分不必要条件B.充分必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件2.(2018北京西城区期末,5)如图,四棱锥P-ABCD的底面ABCD是梯形,AB∥CD,若平面PAD∩平面PBC=l,则()A.l∥CDB.l∥BCC.l与直线AB相交D.l与直线DA相交3.(2018河南洛阳一模,4)设α,β是两个不同的平面,a,b,c是三条不同的直线()A.若a⊥b,b⊥c,则a∥cB.若a∥α,b∥α,则a∥bC.若a⊥b,a⊥α,则b∥αD.若a⊥α,a⊥β,则α∥β4.如图所示,ABCD-A1B1C1D1是长方体,O是B1D1的中点,直线A1C交平面AB1D1于点M,则下列结论正确的是()A.A,M,O三点共线B.A,M,O,A1不共面C.A,M,C,O不共面D.B,B1,O,M共面5.(2018广东佛山模拟,4)在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F分别为棱AA1,CC1的中点,则在空间中与直线A1B1,EF,BC都相交的直线()A.不存在B.有且只有两条C.有且只有三条D.有无数条6.(2018云南保山统考二,10)四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是边长为2的正方形,PA=,E为PC的中点,则异面直线BE与PD所成角的余弦值为()A. B. C. D.7.(2018河北衡水一模,14)如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,CC1⊥底面ABC,D是AB的中点,∠ACB=90°,AC=BC=CC1,过点D、C作截面交BB1于点E,若点E恰好是BB1的中点,则直线AC1与DE所成角的余弦值为.综合提升组8.(2018福建福州二模,7)平面α外有两条直线m和n,如果m和n在平面α内的射影分别是m1和n1,给出下列四个命题:①m1⊥n1⇒m⊥n;②m⊥n⇒m1⊥n1;③m1与n1相交⇒m与n相交或重合;④m1与n1平行⇒m与n平行或重合;其中不正确的命题个数是()A.1B.2C.3D.49.(2017福建厦门二模,11)过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A作平面α,使得正方体的各棱与平面α所成的角均相等,则满足条件的平面α的个数是()A.1B.4C.6D.810.平面α过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A,α∥平面CB1D1,α∩平面ABCD=m,α∩平面ABB1A1=n,则m,n所成角的正弦值为()A. B. C. D.11.α,β是两个平面,m,n是两条直线,有下列四个命题:①如果m⊥n,m⊥α,n∥β,那么α⊥β.②如果m⊥α,n∥α,那么m⊥n.③如果α∥β,m⊂α,那么m∥β.④如果m∥n,α∥β,那么m与α所成的角和n与β所成的角相等.其中正确的命题有.(填写所有正确命题的编号)创新应用组12.(2018山西太原三模,8)如图是正四面体的平面展开图,G,H,M,N分别是DE,BE,EF,EC的中点,在这个正四面体中:①DE与MN平行;②BD与MN为异面直线;③GH与MN成60°角;④DE与MN垂直.以上四个命题中,正确命题的个数是()A.1B.2C.3D.413.(2018陕西黄陵中学6月模拟,5)我国古代《九章算术》里,记载了一个例子:“今有羡除,下广六尺,上广一丈,深三尺,末广八尺,无深,袤七尺,问积几何?”该问题中的羡除是如图所示的五面体ABCDEF,其三个侧面皆为等腰梯形,两个底面为直角三角形,其中AB=6尺,CD=10尺,EF=8尺,AB,CD间的距离为3尺,CD,EF间的距离为7尺,则异面直线DF与AB所成角的正弦值为()A. B.C. D.课时规范练39空间点、直线、平面之间的位置关系1.B若AC与BD是异面直线,则A,B,C,D四点不共面,则AD与BC是异面直线,而点E在BC上,所以AD与BE也是异面直线,若AD与BE是异面直线,而点E在直线BC上,所以AD与BC是异面直线,所以A,B,C,D四点不共面,所以AC与BD是异面直线,所以互为充分必要条件,故选B.2.D两个平面若有一个交点,那么必然有无数个交点,而且这些交点在同一条直线上.那么DA与BC 的交点必在直线l上,故选D.3.D A.垂直于同一条直线的两条直线,可能是互相垂直的,比如墙角模型.故不正确.B.平行于同一个平面的两条直线可以是平行的,垂直的,共面异面都有可能.故不正确.C.直线b有可能在平面α内.故不正确.D.垂直于同一条直线的两个平面是平行的.正确.故答案为D.4.A连接A1C1,AC,则A1C1∥AC,所以A1,C1,A,C四点共面.所以A1C⊂平面ACC1A1.因为M∈A1C,所以M∈平面ACC1A1.又M∈平面AB1D1,所以M在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上.同理A,O在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上,所以A,M,O三点共线.5.D在EF上任意取一点M,直线A1B1与M确定一个平面,这个平面与BC有且仅有1个交点N,当M的位置不同时确定不同的平面,从而与BC有不同的交点N,而直线MN与A1B1,EF,BC分别有交点P,M,N,如图,故有无数条直线与直线A1B1,EF,BC都相交.6.C如图所示,取CD的中点F,连接BF,EF,∵E是PC的中点,∴EF∥PD,则∠BEF是BE与PD的夹角,EF=PD=∵PC=,∴cos∠BPC=,∴BE2=32+2-2×3-又BF=,∴cos∠BEF=-7连接AB1,且AB1∥DE,所以直线AC1与DE所成角为∠C1AB1,由CC1⊥底面ABC,所以为直三棱柱,设AC=BC=CC1=1,∠ACB=90°,所以B1C1=1,AC1=,AB1=,且B1C1⊥AC1,cos∠C1AB1=填8.D结合题意逐一分析所给的四个说法,在如图所示的正方体ABCD-A1B1C1D1中:对于说法①:若取平面α为ABCD,m1,n1分别为AC,BD,m,n分别为A1C,BD1,满足m1⊥n1,但是不满足m⊥n,该说法错误;对于说法②:若取平面α为ADD1A1,m1,n1分别为A1D1,AD1,m,n分别为A1C1,BD1,满足m⊥n,但是不满足m1⊥n1,该说法错误;对于说法③:若取平面α为ABCD,m1,n1分别为AC,BD,m,n分别为AC1,B1D1,满足m1与n1相交,但是m与n异面,该说法错误;对于说法④:若取平面α为ADD1A1,m1,n1分别为A1D1,AD,m,n分别为A1C1,BC,满足m1与n1平行,但是m与n异面,该说法错误;综上可得:不正确的命题个数是4.故选D.9.B在正方体ABCD-A1B1C1D1中,与AA1,AD,AB平行的直线各有3条,AA1=AD=AB,A1-BDC1是正三棱锥,AA1,AD,AB与平面A1DB所成角相等,∴满足条件的平面有4个,故选B.10.A(方法一)∵α∥平面CB1D1,平面ABCD∥平面A1B1C1D1,α∩平面ABCD=m,平面CB1D1∩平面A1B1C1D1=B1D1,∴m∥B1D1.∵α∥平面CB1D1,平面ABB1A1∥平面DCC1D1,α∩平面ABB1A1=n,平面CB1D1∩平面DCC1D1=CD1,∴n∥CD1.∴B1D1,CD1所成的角等于m,n所成的角,即∠B1D1C等于m,n所成的角.∵△B1D1C为正三角形,∴∠B1D1C=60°,∴m,n所成的角的正弦值为(方法二)由题意画出图形如图,将正方体ABCD-A1B1C1D1平移,补形为两个全等的正方体如图,易证平面AEF∥平面CB1D1,所以平面AEF即为平面α,m即为AE,n即为AF,所以AE与AF所成的角即为m与n所成的角.因为△AEF是正三角形,所以∠EAF=60°,故m,n所成角的正弦值为11.②③④对于①,若m⊥n,m⊥α,n∥β,则α,β的位置关系无法确定,故错误;对于②,因为n∥α,所以过直线n作平面γ与平面α相交于直线c,则n∥c.因为m⊥α,所以m⊥c,所以m⊥n,故②正确;对于③,由两个平面平行的性质可知正确;对于④,由线面所成角的定义和等角定理可知其正确,故正确命题的编号有②③④.12.C将正四面体的平面展开图复原为正四面体A(B、C)-DEF,如图:对于①,M、N分别为EF、AE的中点,则MN∥AF,而DE与AF异面,故DE与MN不平行,故①错误;对于②,BD与MN为异面直线,正确(假设BD与MN共面,则A、D、E、F四点共面,与ADEF为正四面体矛盾,故假设不成立,故BD与MN异面);对于③,依题意,GH∥AD,MN∥AF,∠DAF=60°,故GH与MN成60°角,故③正确;对于④,连接GF,A点在平面DEF的射影A1在GF上,∴DE⊥平面AGF,DE⊥AF,而AF∥MN,∴DE与MN垂直,故④正确.综上所述,正确命题的序号是②③④,故答案为②③④.13.B如图:根据题意AB∥CD,所以∠FDC为异面直线DF与AB所成角,又因为CD=10尺,EF=8尺且侧面为等腰梯形,过点F作FG⊥DC,则DG=9尺,CD,EF间的距离为7尺,故FG=7尺,由勾股定理得DF=尺,所以sin∠FDC=,故选B.。
高考数学一轮复习 第七章 第3课时 空间点、直线、平面之间的位置关系课时作业 理 新人教版-新人教版
第3课时空间点、直线、平面之间的位置关系考纲索引空间直线、平面的位置关系.课标要求1.了解可以作为推理依据的公理和定理.2.能运用公理、定理和已获得的结论证明一些空间图形的位置关系的简单命题.知识梳理1.平面的基本性质2.空间中两直线的位置关系(1)空间两直线的位置关系图形语言符号语言公共点平行直线a∥b个相交直线a∩b=A个异面直线a,b是异面直线个(2)平行公理和等角定理①平行公理平行于的两条直线平行.用符号表示:设a,b,c为三条直线,若a∥b,b∥c,则a∥c.②等角定理空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角.(3)异面直线所成的角①定义:已知两条异面直线a,b,经过空间中任一点O作直线a'∥a,b'∥b',把a'与b'所成的叫做异面直线所成的角(或夹角).②X围:.3.空间直线与平面、平面与平面的位置关系图形语言符号语言公共点相交a∩α=A个平行a∥α个在平a⊂α个面内平行α∥β个相交α∩β=l个基础自测1.(教材改编)下列命题是真命题的是().A. 空间中不同三点确定一个平面B. 空间中两两相交的三条直线确定一个平面C. 一条直线和一个点能确定一个平面D. 梯形一定是平面图形指点迷津◆两种方法异面直线的判定方法:(1)判定定理:平面外一点A与平面内一点B的连线和平面内不经过该点的直线是异面直线.(2)反证法:证明两线不可能平行、相交或证明两线不可能共面,从而可得两线异面.◆三个推论公理2的三个推论:推论1:经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面.推论2:经过两条相交直线,有且只有一个平面.推论3:经过两条平行直线,有且只有一个平面.◆三个作用(1)公理1的作用:①检验平面;②判断直线在平面内;③由直线在平面内判断直线上的点在平面内.(2)公理2的作用:公理2及其推论给出了确定一个平面或判断“直线共面”的方法.(3)公理3的作用:①判定两平面相交;②作两平面相交的交线;③证明多点共线.2.已知a,b是异面直线,直线c平行于直线a,那么c与b().A. 一定是异面直线B. 一定是相交直线C. 不可能是平行直线D. 不可能是相交直线3.平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,既与AB共面也与CC1共面的棱的条数为().A.3B.4C.5D.64.(教材改编)在下列命题中,所有正确命题的序号是.①平面α与平面β相交,它们只有有限个公共点;②经过一条直线和这条直线外的一点,有且只有一个平面;③经过两条相交直线,有且只有一个平面;④如果两个平面有三个不共线的公共点,那么这两个平面重合;⑤四边形确定一个平面.5.(教材改编)给出三个命题:①若两条直线和第三条直线所成的角相等,则这两条直线平行;②若两条直线和第三条直线垂直,则这两条直线互相平行;③若两条直线和第三条直线平行,这两条直线互相平行;④若两条直线均与一个平面平行,则这两条直线互相平行.其中不正确命题的序号是.考向一平面的基本性质及应用例1(2013·某某模拟)以下四个命题:①不共面的四点中,其中任意三点不共线;②若点A,B,C,D共面,点A,B,C,E共面,则点A,B,C,D,E共面;③若直线a,b共面,直线a,c共面,则直线b,c共面;④依次首尾相接的四条线段必共面.其中正确命题的个数是().A.0B.1C.2D.3【审题视点】根据三个公理及推论,结合构造几何体的方法判断.变式训练1.(2013·某某模拟)如图是正方体或四面体,P,Q,R,S分别是所在棱的中点,则这四个点不共面的一个图是().考向二空间中两直线的位置关系【方法总结】空间中两直线位置关系的判定,主要是异面、平行和垂直的判定,对于异面直线,可采用直接法或反证法;对于平行直线,可利用三角形(梯形)中位线的性质、公理4及线面平行与面面平行的性质定理;对于垂直关系,往往利用线面垂直的性质来解决.变式训练2.如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是A1B1,B1C1的中点.问:(1)AM和是否是异面直线?说理理由.(2)D1B和CC1是否是异面直线?说明理由.(第2题)考向三异面直线所成的角例3(2013·某某调研)已知正方体ABCD-A1B1C1D1.(1)求AC与A1D所成角的大小;(2)若E,F分别为AB,AD的中点,求A1C1与EF所成角的大小.【审题视点】(1)平移A1D到B1C,找出AC与A1D所成的角,再计算.(2)可证A1C1与EF垂直.变式训练3.(2014·某某)如图所示,已知二面角α-MN-β的大小为60°,菱形ABCD在面β内,A,B 两点在棱MN上,∠BAD=60°,E是AB的中点,DO⊥平面α,垂足为O.(1)求证:AB⊥平面ODE;(2)求异面直线BC与OD所成角的余弦值.(第3题)经典考题典例已知三棱锥A-BCD,AB=CD,且直线AB与CD成60°角,点M,N分别是BC,AD的中点,求直线AB和MN所成的角.【解题指南】取AC的中点,作AB的平行线与MN形成三角形求解.【解】如图,取AC的中点P,连接PM,PN.则PM∥AB,且PM=AB.又PN∥CD,且PN=CD,所以∠MPN为AB与CD所成的角(或所成角的补角).则∠MPN=60°或∠MPN=120°,若∠MPN=60°,因PM∥AB,所以∠PMN是AB与MN所成的角(或所成角的补角).又因AB=CD,所以PM=PN.则△PMN是等边三角形,所以∠PMN=60°,即AB与MN所成的角为60°.若∠MPN=120°,则易知△PMN是等腰三角形.所以∠PMN=30°,即AB与MN所成的角为30°.故直线AB和MN所成的角为60°或30°.真题体验1.(2014·某某)已知m,n表示两条不同直线,α表示平面.下列说法正确的是().A. 若m∥α,n∥α,则m∥nB. 若m⊥α,n⊂α,则m⊥nC. 若m⊥α,m⊥n,则n∥αD. 若m∥α,m⊥n,则n⊥α2.(2014·某某)设m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则().A. 若m⊥n,n∥α,则m⊥αB. 若m∥β,β⊥α,则m⊥αC. 若m⊥β,n⊥β,n⊥α,则m⊥αD. 若m⊥n,n⊥β,β⊥α,则m⊥α3.(2014·某某)若空间中四条两两不同的直线l1,l2,l3,l4,满足l1⊥l2,l2∥l3,l3⊥l4,则下列结论一定正确的是().A.l1⊥l4B.l1∥l4C.l1与l4既不垂直也不平行D.l1与l4的位置关系不确定4.(2014·全国大纲)已知正四面体ABCD中,E是AB的中点,则异面直线CE与BD所成角的余弦值为().参考答案与解析知识梳理1.两点一条直线上的三点有且只有一2.(1)010(2)同一条直线相等或互补(3)锐角或直角3.10无数0无数基础自测1.D2.C3.C4.②③④5.①②④考点透析【例1】B解析:①中显然是正确的;②中若A,B,C三点共线,则A,B,C,D,E五点不一定共面;③构造长方形或正方体,如图,显然b,c异面故不正确;④中空间四边形中四条线段不共面,故只有①正确.【例2】①③解析:过点N作NP⊥BB1于点P,连接MP,可证AA1⊥平面MNP,所以AA1⊥MN,①正确.过M,N分别作MR⊥A1B1,NS⊥B1C1于点R,S,则当M不是AB1的中点,N不是BC1的中点时,直线A1C1与直线RS相交;当M,N分别是AB1,BC1的中点时,A1C1∥RS,所以A1C1与MN可以异面,也可以平行,故②④错误.由①正确知,AA1⊥平面MNP,而AA1⊥平面A1B1C1D1,所以平面MNP∥平面A1B1C1D1,故③对.综上所述,其中正确命题的序号是①③.【例3】(1)如图(1)所示,连接AB1,B1C,由ABCD-A1B1C1D1是正方体,易知A1D∥B1C,从而B1C与AC所成的角就是AC与A1D所成的角.因为AB1=AC=B1C,所以∠B1CA=60°.即A1D与AC所成的角为60°.(1)(2) (2)如图(2)所示,连接AC,BD,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,AC⊥BD,AC∥A1C1,因为E,F分别为AB,AD的中点,所以EF∥BD.所以EF⊥AC,所以EF⊥A1C1.即A1C1与EF所成的角为90°.变式训练1.D解析:A,B,C中,都有PS∥QR,共面.2.(1)不是异面直线.理由:连接MN,A1C1,AC.因为M,N分别是A1B1,B1C1的中点,所以MN∥A1C1.又A1A C1C,所以A1ACC1为平行四边形.所以A1C1∥AC,得到MN∥AC.所以A,M,N,C在同一平面内,故AM和不是异面直线.(2)是异面直线.理由如下:因为ABCD-A1B1C1D1是正方体,所以B,C,C1,D1不共面.假设D1B与CC1不是异面直线,则存在平面α,使D1B⊂平面α,CC1⊂平面α.所以D1,B,C,C1∈α.这与ABCD-A1B1C1D1是正方体矛盾.所以假设不成立,即D1B与CC1是异面直线.3.(1)如图,因为DO⊥α,AB⊂α,所以DO⊥AB.连接BD,由题设知△ABD是正三角形,又E是AB的中点,所以DE⊥AB.而DO∩DE=D,故AB⊥平面ODE.(第3题)经典考题真题体验1.B解析:由题可知,若m∥α,n∥α,则m与n平行、相交或异面,所以A错误;若m⊥α,n⊂α,则m⊥n,故B正确;若m⊥α,m⊥n,则n∥α或n⊂α,故C错误;若m∥α,m⊥n,则n∥α或n⊥α或n与α相交,故D错误.2.C解析:A,B,D中m与平面α可能平行、相交或m在平面α内;对于C,若m⊥β,n⊥β,则m∥n,而n⊥α,所以m⊥α.故选C.3.D解析:利用长方体模型,易得空间两条直线的垂直关系不具有传递性.word。
【新课改专版】2020年高考数学一轮复习课时练39《空间点直线平面间的位置关系》附答案解析
【新课改专版】2020年高考数学一轮复习课时精练39.空间点、直线、平面间的位置关系[A级基础题——基稳才能楼高]1.下列命题中,真命题的个数为()①如果两个平面有三个不在一条直线上的公共点,那么这两个平面重合;②两条直线可以确定一个平面;③空间中,相交于同一点的三条直线在同一平面内;④若M∈α,M∈β,α∩β=l,则M∈l.A.1B.2C.3D.42.已知异面直线a,b分别在平面α,β内,且α∩β=c,那么直线c一定()A.与a,b都相交B.只能与a,b中的一条相交C.至少与a,b中的一条相交D.与a,b都平行3.已知A,B,C,D是空间四点,命题甲:A,B,C,D四点不共面,命题乙:直线AC和BD不相交,则甲是乙成立的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件4.(2019·银川一中模拟)已知P是△ABC所在平面外的一点,M,N分别是AB,PC的中点,若MN=BC=4,PA=43,则异面直线PA与MN所成角的大小是()A.30°B.45°C.60°D.90°[B级保分题——准做快做达标]1.下列说法错误的是()A.两两相交且不过同一点的三条直线必在同一平面内B.过直线外一点有且只有一个平面与已知直线垂直C.如果共点的三条直线两两垂直,那么它们中每两条直线确定的平面也两两垂直D.如果两条直线和一个平面所成的角相等,则这两条直线一定平行2.(2019·长春质检)平面α,β的公共点多于两个,则①α,β平行;②α,β至少有三个公共点;③α,β至少有一条公共直线;④α,β至多有一条公共直线.以上四个判断中不成立的个数为()A.0B.1C.2D.33.(2019·云南大理模拟)给出下列命题,其中正确的两个命题是()①直线上有两点到平面的距离相等,则此直线与平面平行;②夹在两个平行平面间的两条异面线段的中点连线平行于这两个平面;③直线m⊥平面α,直线n⊥直线m,则n∥α;④a,b是异面直线,则存在唯一的平面α,使它与a,b都平行且与a,b的距离相等.A.①与②B.②与③C.③与④D.②与④4.(2019·成都模拟)在直三棱柱ABCA1B1C1中,平面α与棱AB,AC,A1C1,A1B1分别交于点E,F,G,H,且直线AA1∥平面α.有下列三个命题:①四边形EFGH是平行四边形;②平面α∥平面BCC1B1;③平面α⊥平面BCFE.其中正确的命题有()A.①②B.②③C.①③D.①②③5.(2019·广州模拟)如图是一个几何体的平面展开图,其中四边形ABCD为正方形,E,F分别为PA,PD的中点,在此几何体中,给出下面四个结论:①直线BE与直线CF异面;②直线BE与直线AF异面;③直线EF∥平面PBC;④平面BCE⊥平面PAD.其中正确结论的个数是()A.1B.2C.3D.46.(2019·常德期末)一个正方体的展开图如图所示,A ,B ,C ,D 为原正方体的顶点,则在原来的正方体中()A.AB ∥CD B.AB 与CD 相交C.AB ⊥CDD.AB 与CD 所成的角为60°7.(2019·成都检测)在我国古代数学名著《九章算术》中,将四个面都为直角三角形的四面体称为鳖臑.如图,在鳖臑ABCD 中,AB ⊥平面BCD ,且AB =BC =CD ,则异面直线AC 与BD 所成角的余弦值为()A.12B.-12C.32D.-328.(2019·福州质检)在三棱柱ABC A 1B 1C 1中,E ,F 分别为棱AA 1,CC 1的中点,则在空间中与直线A 1B 1,EF ,BC 都相交的直线()A.不存在B.有且只有两条C.有且只有三条D.有无数条9.如图所示,在空间四边形ABCD 中,点E ,H 分别是边AB ,AD 的中点,点F ,G 分别是边BC ,CD 上的点,且CFCB =CG CD =23,则下列说法中正确的是________(填序号).①EF 与GH 平行;②EF 与GH 异面;③EF 与GH 的交点M 可能在直线AC 上,也可能不在直线AC 上;④EF 与GH 的交点M 一定在直线AC 上.10.(2019·南京模拟)已知α,β为两个不同的平面,m ,n 为两条不同的直线,则下列命题中正确的是________(填上所有正确命题的序号).①若α∥β,m ⊂α,则m ∥β;②若m ∥α,n ⊂α,则m ∥n ;③若α⊥β,α∩β=n ,m ⊥n ,则m ⊥β;④若n ⊥α,n ⊥β,m ⊥α,则m ⊥β.11.(2019·广东百校联盟联考)如图,E 是正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的棱C 1D 1上的一点,且BD 1∥平面B 1CE ,则异面直线BD 1与CE 所成角的余弦值为________.12.(2019·广西南宁二中、柳州高中联考)如图,在直角梯形ABCD 中,BC ⊥DC ,AE ⊥DC ,M ,N分别是AD,BE的中点,将三角形ADE沿AE折起,下列说法正确的是________(填上所有正确的序号).①不论D折至何位置(不在平面内)都有MN∥平面DEC;②不论D折至何位置都有MN⊥AE;③不论D折至何位置(不在平面ABC内)都有MN∥AB.13.在直三棱柱ABCA1B1C1中,AB=AC=1,∠BAC=90°,且异面直线A1B与B1C1所成的角等于60°,设AA1=a.(1)求a的值;(2)求三棱锥B1A1BC的体积.解析39.空间点、直线、平面间的位置关系[A 级基础题——基稳才能楼高]1.下列命题中,真命题的个数为()①如果两个平面有三个不在一条直线上的公共点,那么这两个平面重合;②两条直线可以确定一个平面;③空间中,相交于同一点的三条直线在同一平面内;④若M ∈α,M ∈β,α∩β=l ,则M ∈l .A.1B.2C.3D.4解析:选B 根据公理2,可判断①是真命题;两条异面直线不能确定一个平面,故②是假命题;在空间中,相交于同一点的三条直线不一定共面(如墙角),故③是假命题;根据平面的性质可知④是真命题.综上,真命题的个数为2.2.已知异面直线a ,b 分别在平面α,β内,且α∩β=c ,那么直线c 一定()A.与a ,b 都相交B.只能与a ,b 中的一条相交C.至少与a ,b 中的一条相交D.与a ,b 都平行解析:选C 如果c 与a ,b 都平行,那么由平行线的传递性知a ,b 平行,与异面矛盾.故选C.3.已知A ,B ,C ,D 是空间四点,命题甲:A ,B ,C ,D 四点不共面,命题乙:直线AC 和BD 不相交,则甲是乙成立的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析:选A 若A ,B ,C ,D 四点不共面,则直线AC 和BD 不共面,所以AC 和BD 不相交;若直线AC 和BD 不相交,若直线AC 和BD 平行时,A ,B ,C ,D 四点共面,所以甲是乙成立的充分不必要条件.4.(2019·银川一中模拟)已知P 是△ABC 所在平面外的一点,M ,N 分别是AB ,PC 的中点,若MN =BC =4,PA =43,则异面直线PA 与MN 所成角的大小是()A.30°B.45°C.60°D.90°解析:选A 如图,取AC 的中点D ,连接DN ,DM ,由已知条件可得DN =23,DM =2.在△MND 中,∠DNM 为异面直线PA 与MN 所成的角,则cos∠DNM =16+12-42×4×23=32,∴∠DNM =30°.[B级保分题——准做快做达标]1.下列说法错误的是()A.两两相交且不过同一点的三条直线必在同一平面内B.过直线外一点有且只有一个平面与已知直线垂直C.如果共点的三条直线两两垂直,那么它们中每两条直线确定的平面也两两垂直D.如果两条直线和一个平面所成的角相等,则这两条直线一定平行解析:选D两两相交且不过同一点的三条直线必在同一平面内,A正确,排除A;过直线外一点有且只有一个平面与已知直线垂直,B正确,排除B;如果共点的三条直线两两垂直,那么它们中每两条直线确定的平面也两两垂直,C正确,排除C;如果两条直线和一个平面所成的角相等,那么这两条直线不一定平行,D错误,选D.2.(2019·长春质检)平面α,β的公共点多于两个,则①α,β平行;②α,β至少有三个公共点;③α,β至少有一条公共直线;④α,β至多有一条公共直线.以上四个判断中不成立的个数为()A.0B.1C.2D.3解析:选C由条件知,当平面α,β的公共点多于两个时,若所有公共点共线,则α,β相交;若公共点不共线,则α,β重合.故①一定不成立;②成立;③成立;④不成立.3.(2019·云南大理模拟)给出下列命题,其中正确的两个命题是()①直线上有两点到平面的距离相等,则此直线与平面平行;②夹在两个平行平面间的两条异面线段的中点连线平行于这两个平面;③直线m⊥平面α,直线n⊥直线m,则n∥α;④a,b是异面直线,则存在唯一的平面α,使它与a,b都平行且与a,b的距离相等.A.①与②B.②与③C.③与④D.②与④解析:选D直线上有两点到平面的距离相等,则此直线可能与平面平行,也可能和平面相交;直线m⊥平面α,直线m⊥直线n,则直线n可能平行于平面α,也可能在平面α内,因此①③为假命题.4.(2019·成都模拟)在直三棱柱ABCA1B1C1中,平面α与棱AB,AC,A1C1,A1B1分别交于点E,F,G,H,且直线AA1∥平面α.有下列三个命题:①四边形EFGH是平行四边形;②平面α∥平面BCC 1B 1;③平面α⊥平面BCFE .其中正确的命题有()A.①②B.②③C.①③D.①②③解析:选C 由题意画出草图如图所示,因为AA 1∥平面α,平面α∩平面AA 1B 1B =EH ,所以AA 1∥EH .同理AA 1∥GF ,所以EH ∥GF .又ABC A 1B 1C 1是直三棱柱,易知EH =GF =AA 1,所以四边形EFGH 是平行四边形,故①正确;若平面α∥平面BCC 1B 1,由平面α∩平面A 1B 1C 1=GH ,平面BCC 1B 1∩平面A 1B 1C 1=B 1C 1,知GH ∥B 1C 1,而GH ∥B 1C 1不一定成立,故②错误;由AA 1⊥平面BCFE ,结合AA 1∥EH 知EH ⊥平面BCFE ,又EH ⊂平面α,所以平面α⊥平面BCFE ,故③正确.综上可知,故选C.5.(2019·广州模拟)如图是一个几何体的平面展开图,其中四边形ABCD 为正方形,E ,F 分别为PA ,PD 的中点,在此几何体中,给出下面四个结论:①直线BE 与直线CF 异面;②直线BE 与直线AF 异面;③直线EF ∥平面PBC ;④平面BCE ⊥平面PAD .其中正确结论的个数是()A.1B.2C.3D.4解析:选B 画出该几何体,如图所示,①因为E ,F 分别是PA ,PD 的中点,所以EF ∥AD ,所以EF ∥BC ,直线BE 与直线CF 是共面直线,故①不正确;②直线BE 与直线AF 满足异面直线的定义,故②正确;③由E ,F 分别是PA ,PD 的中点,可知EF ∥AD ,所以EF ∥BC ,因为EF ⊄平面PBC ,BC ⊂平面PBC ,所以直线EF ∥平面PBC ,故③正确;④因为BE 与PA 的关系不能确定,所以不能判定平面BCE ⊥平面PAD ,故④不正确.所以正确结论的个数是2.6.(2019·常德期末)一个正方体的展开图如图所示,A ,B ,C ,D 为原正方体的顶点,则在原来的正方体中()A.AB ∥CD B.AB 与CD 相交C.AB ⊥CDD.AB 与CD 所成的角为60°解析:选D 如图,把展开图中的各正方形按图①所示的方式分别作为正方体的前、后、左、右、上、下面还原,得到图②所示的直观图,可得选项A、B、C 不正确.图②中,DE ∥AB ,∠CDE 为AB与CD 所成的角,△CDE 为等边三角形,∴∠CDE =60°.∴正确选项为D.7.(2019·成都检测)在我国古代数学名著《九章算术》中,将四个面都为直角三角形的四面体称为鳖臑.如图,在鳖臑ABCD 中,AB ⊥平面BCD ,且AB =BC =CD ,则异面直线AC 与BD 所成角的余弦值为()A.12B.-12C.32D.-32解析:选A 如图,分别取AB ,AD ,BC ,BD 的中点E ,F ,G ,O ,连接EF ,EG ,OG ,FO ,FG ,则EF ∥BD ,EG ∥AC ,所以∠FEG 为异面直线AC 与BD 所成的角.易知FO ∥AB ,因为AB ⊥平面BCD ,所以FO ⊥OG ,设AB =2a ,则EG =EF =2a ,FG =a 2+a 2=2a ,所以∠FEG =60°,所以异面直线AC 与BD 所成角的余弦值为12,故选A.8.(2019·福州质检)在三棱柱ABC A 1B 1C 1中,E ,F 分别为棱AA 1,CC 1的中点,则在空间中与直线A 1B 1,EF ,BC 都相交的直线()A.不存在B.有且只有两条C.有且只有三条D.有无数条解析:选D 在EF 上任意取一点M ,直线A 1B 1与M 确定一个平面,这个平面与BC 有且仅有1个交点N ,当M 的位置不同时确定不同的平面,从而与BC 有不同的交点N ,而直线MN 与A 1B 1,EF ,BC 分别有交点P ,M ,N ,如图,故有无数条直线与直线A 1B 1,EF ,BC 都相交.9.如图所示,在空间四边形ABCD 中,点E ,H 分别是边AB ,AD 的中点,点F ,G 分别是边BC ,CD 上的点,且CF CB =CG CD =23,则下列说法中正确的是________(填序号).①EF 与GH 平行;②EF 与GH 异面;③EF 与GH 的交点M 可能在直线AC 上,也可能不在直线AC 上;④EF 与GH 的交点M 一定在直线AC 上.解析:连接EH ,FG (图略),依题意,可得EH ∥BD ,FG ∥BD ,故EH ∥FG ,所以E ,F ,G ,H 共面.因为EH =12BD ,FG =23BD ,故EH ≠FG ,所以EFGH 是梯形,EF 与GH 必相交,设交点为M .因为点M 在EF上,故点M 在平面ACB 上.同理,点M 在平面ACD 上,所以点M 是平面ACB 与平面ACD 的交点,又AC 是这两个平面的交线,所以点M 一定在直线AC 上.答案:④10.(2019·南京模拟)已知α,β为两个不同的平面,m ,n 为两条不同的直线,则下列命题中正确的是________(填上所有正确命题的序号).①若α∥β,m ⊂α,则m ∥β;②若m ∥α,n ⊂α,则m ∥n ;③若α⊥β,α∩β=n ,m ⊥n ,则m ⊥β;④若n ⊥α,n ⊥β,m ⊥α,则m ⊥β.解析:由α∥β,m ⊂α,可得m ∥β,所以①正确;由m ∥α,n ⊂α,可得m ,n 平行或异面,所以②不正确;由α⊥β,α∩β=n ,m ⊥n ,可得m 与β相交或m ⊂β,所以③不正确;由n ⊥α,n ⊥β,可得α∥β,又m ⊥α,所以m ⊥β,所以④正确.综上,正确命题的序号是①④.答案:①④11.(2019·广东百校联盟联考)如图,E 是正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的棱C 1D 1上的一点,且BD 1∥平面B 1CE ,则异面直线BD 1与CE 所成角的余弦值为________.解析:不妨设正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的棱长为2,连接BC 1,设B 1C ∩BC 1=O ,连接EO ,如图所示,在△BC 1D 1中,当点E 为C 1D 1的中点时,BD 1∥OE ,则BD 1∥平面B 1CE ,据此可得∠OEC 为直线BD 1与CE 所成的角.在△OEC中,边长EC =5,OC =2,OE =3,由余弦定理可得cos∠OEC =3+5-223×5=155.即异面直线BD 1与CE 所成角的余弦值为155.答案:15512.(2019·广西南宁二中、柳州高中联考)如图,在直角梯形ABCD 中,BC ⊥DC ,AE ⊥DC ,M ,N 分别是AD ,BE 的中点,将三角形ADE 沿AE 折起,下列说法正确的是________(填上所有正确的序号).①不论D 折至何位置(不在平面内)都有MN ∥平面DEC ;②不论D 折至何位置都有MN ⊥AE ;③不论D 折至何位置(不在平面ABC 内)都有MN ∥AB .解析:如图,①易证ABCE 为矩形,连接AC ,则N 在AC 上,连接CD ,BD ,易证在△ACD 中,MN 为中位线,MN ∥DC ,又MN ⊄平面DEC ,∴MN ∥平面DEC .①正确.②由已知,AE ⊥ED ,AE ⊥EC ,ED ∩EC =E ,∴AE ⊥平面CED ,又CD ⊂平面CED ,∴AE ⊥CD ,∴MN ⊥AE ,②正确.③MN 与AB 异面.假若MN ∥AB ,则MN 与AB 确定平面MNBA ,从而BE ⊂平面MNBA ,AD ⊂平面MNBA ,与BE 和AD 是异面直线矛盾.③错误.答案:①②13.在直三棱柱ABC A 1B 1C 1中,AB =AC =1,∠BAC =90°,且异面直线A 1B 与B 1C 1所成的角等于60°,设AA 1=a .(1)求a 的值;(2)求三棱锥B 1A 1BC 的体积.解:(1)∵BC ∥B 1C 1,∴∠A 1BC 就是异面直线A 1B 与B 1C 1所成的角,即∠A 1BC =60°.又AA 1⊥平面ABC ,AB =AC ,则A 1B =A 1C ,∴△A 1BC 为等边三角形,由AB =AC =1,∠BAC =90°⇒BC =2,∴A 1B =2⇒1+a 2=2⇒a =1.(2)∵CA ⊥A 1A ,CA ⊥AB ,A 1A ∩AB =A ,∴CA ⊥平面A 1B 1B ,∴VB 1A 1BC =VC A 1B 1B =13×12×1=16.14.如图所示,A 是△BCD 所在平面外的一点,E ,F 分别是BC ,AD 的中点.(1)求证:直线EF 与BD 是异面直线;(2)若AC ⊥BD ,AC =BD ,求EF 与BD 所成的角.解:(1)证明:假设EF 与BD 不是异面直线,则EF 与BD 共面,从而DF 与BE 共面,即AD 与BC共面,所以A ,B ,C ,D 在同一平面内,这与A 是△BCD 所在平面外的一点相矛盾.故直线EF 与BD 是异面直线.(2)取CD 的中点G ,连接EG ,FG ,则AC ∥FG ,EG ∥BD ,所以相交直线EF 与EG 所成的角,即为异面直线EF 与BD 所成的角.又因为AC ⊥BD ,则FG⊥EG .在Rt△EGF 中,由EG =FG =12AC ,求得∠FEG =45°,即异面直线EF 与BD所成的角为45°.。
备考2020年高考数学一轮复习:39 空间点、直线、平面之间的位置关系
备考2020年高考数学一轮复习:39 空间点、直线、平面之间的位置关系一、单选题(共12题;共24分)1.(2分)已知平面α、β、γ两两垂直,直线a、b、c满足:a⊆α,b⊆β,c⊆γ,则直线a、b、c不可能满足以下哪种关系()A.两两垂直B.两两平行C.两两相交D.两两异面2.(2分)如图,点N为正方形ABCD的中心,△ECD为正三角形,平面ECD⊥平面ABCD,M是线段ED的中点,则()A.BM=EN,且直线BM、EN是相交直线B.BM≠EN,且直线BM,EN是相交直线C.BM=EN,且直线BM、EN是异面直线D.BM≠EN,且直线BM,EN是异面直线3.(2分)已知直线l是平面a的斜线,则a内不存在与l()A.相交的直线B.平行的直线C.异面的直线D.垂直的直线4.(2分)下列命题中为真命题的是()①若a∥b,a⊥α,则b⊥α;②若a⊥α,b⊥α,则a∥b;③若a⊥α,a⊥b,则b//α;④若a∥α,a⊥b,则b⊥α.A.①②B.①②③C.②③④D.①②④5.(2分)直三棱柱ABC—A1B1C1中,BB1中点为M,BC中点为N,∠ABC=120°,AB=2,BC=CC1=1,则异面直线AB1与MN所成角的余弦值为()A.1B.−45C.−34D.06.(2分)如图,在正方体ABCD−A1B1C1D1中,M,N分别是棱B1C1,C1C的中点,则异面直线BD1与MN所成的角的大小是()A.30°B.45°C.60°D.90°7.(2分)在正四棱锥P−ABCD中,PA=2,直线PA与平面ABCD所成的角为C2,E为PC的中点,则异面直线PA与BE所成角为()A.90∘B.C2C.45∘D.30∘8.(2分)如图,正四面体A−BCD中,P是棱CD上的动点,设CP=tCD(t∈(0,1)),记AP与BC所成角为α,AP与BD所成角为β,则()A.α≥βB.α≤βC.当t∈(0,12]时,α≥βD.当t∈(0,12]时,α≤β9.(2分)设直线l与平面α平行,直线m在平面α上,那么()A.直线l不平行于直线m B.直线l与直线m异面C.直线l与直线m没有公共点D.直线l与直线m不垂直10.(2分)已知某四面体的六条棱长分别为3,3,2,2,2,2,则两条较长棱所在直线所成角的余弦值为()A.0B.79C.0或79D.以上都不对11.(2分)已知a、b、c是三条不同的直线,α、β、γ是三个不同的平面,则下列判断正确的是()A.若a//b,b⊥γ,则a⊥γB.若α⊥β,β⊥γ,则α⊥γC.若a⊥α,b⊥α,则a⊥bD.若a⊥b,b⊥c,则a⊥c12.(2分)在《九章算术》中,将四个面都是直角三角形的四面体称为鳖膈,在鳖膈A-BCD 中,AB ⊥平面BCD ,BC ⊥CD ,且AB=BC=CD ,M 为AD 的中点,则异面直线BM 与CD 夹角的余弦值为( ) A .√23B .√34C .√33D .√24二、填空题(共5题;共5分)13.(1分)如图所示,已知平面 α∩ 平面 β=l , EA ⊥α ,垂足为 A , EB ⊥β ,垂足为B ,直线 a ⊂β , a ⊥AB ,则直线 a 与直线 l 的位置关系是 .14.(1分)在正方体 ABCD −A 1B 1C 1D 1 中, M,N 分别为棱 AD,D 1D 的中点,则异面直线 MN与 AC 所成的角大小为 .15.(1分)如图所示的几何体 ABCDEF 中, ABCD 是平行四边形且 AE//CF ,六个顶点任意两点连线能组成异面直线的对数是 .16.(1分)已知直线l 1:y=3x+1,l 2:kx-2y-3=0,若l 1∥l 2,则k= .17.(1分)若m ,n 表示直线,α表示平面,则下列命题中,正确命题的个数为 .①m//n m ⊥α} ⇒n ⊥α;②m ⊥αn ⊥α} ⇒m ∥n ;③m ⊥αn//α} ⇒m ⊥n ;④m//αm ⊥n} ⇒n ⊥α. 三、解答题(共4题;共25分)18.(10分)A 是 △BCD 平面外的一点,E 、F 分别是BC 、AD 的中点,(1)(5分)求证:直线EF 与BD 是异面直线;(2)(5分)若 AC ⊥BD , AC =BD ,求EF 与BD 所成的角.19.(5分)如图,已知平面α∩β=l,点A∈α,点B∈α,点C∈β,且A∉l,B∉l,直线AB与l不平行,那么平面ABC与平面β的交线与l有什么关系?证明你的结论.20.(5分)如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是B1C1和D1C1的中点,P,Q分别为EF和BD的中点,对角线A1C与平面EFDB交于H点,求证:P,H,Q三点共线.21.(5分)如图,△ABC与△A1B1C1不全等,且A1B1∥AB,B1C1∥BC,C1A1∥CA.求证:AA1,BB1,CC1交于一点.答案解析部分1.【答案】B【解析】【解答】解:如图1,可得a、b、c可能两两垂直;如图2,可得a、b、c可能两两相交;如图3,可得a、b、c可能两两异面;故答案为:B.【分析】利用面面垂直的性质定理结合线面之间的位置关系,用线线平行,线线垂直,线线相交,异面直线的判定方法找出直线a、b、c不可能满足的关系。
2020届高考数学(理)一轮复习精品特训专题八:立体几何(3)空间点、直线、平面之间的位置关系
立体几何(3)空间点、直线、平面之间的位置关系1、下列说法正确的是( )A.生活中的几何体都是由平面组成的B.曲面都是有一定大小的C.直线是由无限个点组成的,而线段是由有限个点组成的D.直线平移时,若不改变方向,则一定形成不了曲面2、下列图形中不一定是平面图形的是( )A .三角形B .四边相等的四边形C .梯形D .平行四边形 3、如图,在正方体1111ABCD A B C D -中, ,,,M N P Q 分别是线段11111,,,C D A D BD BC 的中点,给出下面四个命题:①//MN 平面APC ;②1//B Q 平面11ADD A ;③,,A P M 三点共线;④平面//MNQ 平面ABCD .其中正确的序号为( )A.①②B.①④C.②③D.③④4、一个正方体纸盒展开后如图所示,在原正方体纸盒中有下列结论:①AB EF ⊥;②AB 与CM 所成的角为60︒;③EF 与MN 是异面直线;④//MN CD .其中正确的是( )A.①②B.③④C.②③D.①③5、已知直线,m n 和平面α,满足m α⊂,n α⊥,则直线,m n 的关系是( )A .平行B .垂直C .异面D .平行或异面6、已知P 是ABC △所在平面外的一点,M 、N 分别是AB 、PC 的中点,若4MN BC ==,PA =则异面直线PA 与MN 所成角的大小是( )A.30︒B.45︒C.60︒D.90︒7、已知,m n 为异面直线, m ⊥平面α,n ⊥平面β,直线l 满足l m ⊥,l n ⊥,l α⊄,l β⊄,则( )A.//αβ且//l αB.αβ⊥且l β⊥C.α与β相交,且交线垂直于lD.α与相交β,且交线平行于l8、若空间中四条两两不同的直线1234,,,l l l l ,满足122334,,l l l l l l ⊥⊥⊥,则下列结论一定正确的是( )A. 14l l ⊥B. 14//l lC. 1l 与4l 既不垂直也不平行D. 1l 与4l 的位置关系不确定9、已知123,,l l l 是空间中三条不同的直线,则下列命题正确的是( )A.若1213,l l l l ⊥⊥,则23//l lB.若1223,//l l l l ⊥,则13l l ⊥C.若1223//,//l l l l ,则123,,l l l 共面D.若123,,l l l 共点,则123,,l l l 共面10、如图,已知,,,A B C D 四点不共面,且,AB CD αα,,,,AC E AD F BD H BC G αααα⋂=⋂=⋂=⋂=,则四边形EFHG 的形状是( )A.平行四边形B.菱形C.矩形D.正方形11、a 、b 、c 是空间中互不重合的三条直线,下面给出五个命题:①若,a b b c ,则a c ; ②若,a b b c ⊥⊥,则a c ;③若a 与b 相交, b 与c 相交,则a 与c 相交;④若a ⊂平面α,b ⊂平面β,则a ,b 一定是异面直线;⑤若a ,b 与c 成等角,则a b .上述命题中正确的是__________.(填序号)12、如图所示的几何体ABCDEF 中,ABCD 是平行四边形且//AE CF ,六个顶点任意两点连线能组成异面直线的对数是___________13、如图,在底面为正方形的四凌锥P ABCD -中, 2PA PB PC PD AB =====,点E 为棱PA 的中点,则异面直线BE 与PD 所成角的余弦值为___________.14、平面,αβ相交, ,αβ内各取两点,这四点都不在交线上,这四点能确定__________个平面.15、如图,在三棱柱111ABC A B C -中, 1BB ⊥平面ABC 1,90,,BAC AC AB AA E ∠=︒==是BC 的中点.1.求证: 1AE B C ⊥;2.求异面直线AE 与1A C 所成的角的大小答案以及解析1答案及解析:答案:D解析:A 显然错误;曲面是没有大小的,B 错误;线段也是由无限个点组成的,所以C 错误.故选D.2答案及解析:答案:B解析:A 、由不共线的三点确定一个平面和图形知,三角形是平面图形,故A 不对;B 、当空间四边形的四边相等时,是空间几何体而不是平面图形,故B 对;C 、因梯形的一组对边相互平行,则由两条平行线确定一个平面知,梯形是平面图形,故C 不对;D 、因平行四边形的对边相互平行,则由两条平行线确定一个平面知,平行四边形是平面图 形,故D 不对;故选:B .3答案及解析:答案:A解析:平面APC 即为平面11ACC A ,很容易看出MN 与平面11ACC A 无公共点,即//MN 平面11ACC A ;同理1B Q 与平面11ADD A 也没有公共点,故1//B Q 平面11ADD A ;,,A P M 三点不共线;平面MNQ 与平面ABCD 是相交的.故选A.4答案及解析:答案:D解析:把正方体纸盒的平面展开图折叠成正方体纸盒,如图所示, AB EF ⊥,EF 与MN 是异面直线, //AB CM ,MN CD ⊥,只有①③正确,故选D.5答案及解析:答案:B解析:6答案及解析:答案:A解析:7答案及解析:答案:D解析:8答案及解析:答案:D解析:由1223,l l l l ⊥⊥,可知1l 与3l 的位置关系不确定,若13//l l ,则结合34l l ⊥,得14l l ⊥,所以排除选项B 、C,若13l l ⊥,则结合34l l ⊥,得1l 与4l 可能不垂直,所以排除选项A,故选D.9答案及解析:答案:B解析:两条直线都与第三条直线垂直,这两条直线不一定平行,故选项A 不正确; 一条直线垂直于两条平行直线中的一条, 则它也垂直于另一条,故B 正确;三条直线互相平行,这三条直线不一定共面,如三棱柱的三条侧棱所在的直线,故C 不正确; 三条直线相交于一点,这三条直线不一定共面,如三棱锥的三条侧棱所在的直线,故D 不正确.10答案及解析:答案:A解析:11答案及解析:答案:①解析:12答案及解析:答案:39解析:13答案及解析:解析:如图所示,取,PD BC 的中点,F G .连接,,EF FG DG则11//,,1,22EF AD EF AD BG BC ===因为AD 平行且等于BC ,EF ∴平行且等于BG ,//EB FG ∴GFD ∴∠为异面直线BE 与PD 所成的角.在FGD △中, 1,cos 6DG FG EB FD GFD ====∴∠=-14答案及解析:答案:1或4解析:若四点中任意两点的连线与另外两点的连线相交或平行,则确定1个平面,否则确定4个平面.15答案及解析:答案:1.证明:如图建立空间直角坐标系。
高考数学一轮复习 课时作业(三十九)第39讲 空间点、直线、平面之间的位置关系 文-人教版高三全册数
课时作业(三十九)第39讲空间点、直线、平面之间的位置关系时间/45分钟分值/100分基础热身1.给出下列说法:①梯形的四个顶点共面;②三条平行直线共面;③有三个公共点的两个平面重合;④三条直线两两相交,可以确定3个平面.其中正确的序号是()A.①B.①④C.②③D.③④2.若直线上有两个点在平面外,则()A. 直线上至少有一个点在平面内B. 直线上有无穷多个点在平面内C. 直线上所有点都在平面外D. 直线上至多有一个点在平面内3.若空间中四条两两不同的直线l1,l2,l3,l4,满足l1⊥l2,l2⊥l3,l3⊥l4,则下列结论一定正确的是()A.l1⊥l4B.l1∥l4C.l1与l4既不垂直也不平行D.l1与l4的位置关系不确定4.如图K39-1所示,在四面体ABCD中,AD=BC=2,E,F分别是AB,CD的中点,且EF=,则异面直线AD和BC所成的角为.图K39-1图K39-25.如图K39-2所示,在正方体ABCD A1B1C1D1中,M,N分别为棱C1D1,C1C的中点,有以下四个结论:①直线AM与CC1是相交直线;②直线AM与BN是平行直线;③直线BN与MB1是异面直线;④直线MN与AC所成的角为60°.其中正确的结论为.(注:把你认为正确结论的序号都填上)能力提升图K39-36.如图K39-3所示,在四面体ABCD中,若直线EF和GH相交,则它们的交点一定()A. 在直线DB上B. 在直线AB上C. 在直线CB上D. 都不对7.[2017·某某六市二联]如图K39-4所示,G,H,M,N分别为正三棱柱的顶点或所在棱的中点,则表示GH与MN是异面直线的图形的序号为()①②③④图K39-4A.①②B.③④C.①③D.②④8.[2017·某某华师一附中、某某高中、荆州中学、襄阳四中等八校联考]三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱与底面垂直,且所有棱长均相等,M为A1C1的中点,则直线CM和直线A1B所成角的余弦值为()A. B.C. D.9.过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A作直线l,使l与棱AB,AD,AA1所成的角都相等,则这样的直线l可以作()A.1条B.2条C.3条D.4条图K39-510.如图K39-5所示,在正四棱锥V-ABCD中,底面正方形ABCD的边长为1,侧棱长为2,则异面直线VA与BD所成角的大小为.11.已知正六棱锥S-ABCDEF的底面边长和高均为1,则异面直线SC与DE所成角的大小为.图K39-612.如图K39-6所示,在正三角形ABC中,D,E,F分别为各边的中点,G,H分别为DE,AF的中点,将△ABC沿DE,EF,DF折成正四面体P-DEF,则四面体中异面直线PG与DH所成的角的余弦值为.13.(15分)如图K39-7所示,四边形ABEF和ABCD都是直角梯形,∠BAD=∠FAB=90°,BC∥AD,BC=AD,BE∥FA,BE=FA,G,H分别是FA,FD的中点.(1)证明:四边形BCHG是平行四边形;(2)证明:C,D,F,E四点共面.图K39-714.(15分)如图K39-8所示,在四棱锥P-ABCD中,底面是边长为2的菱形,∠DAB=60°,对角线AC与BD交于点O,PO⊥平面ABCD,PB与平面ABCD所成的角为60°.(1)求四棱锥P-ABCD的体积;(2)若E是PB的中点,求异面直线DE与PA所成角的余弦值.图K39-8难点突破15.(5分)[2017·某某模拟]如图K39-9所示,在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为棱CC1的中点,点P,Q分别为面A1B1C1D1和线段B1C上的动点,则△PEQ周长的最小值为.图K39-9图K39-1016.(5分)如图K39-10所示,四边形ABCD和ADPQ均为正方形,它们所在的平面互相垂直,动点M在线段PQ上,E,F分别为AB,BC的中点.设异面直线EM与AF所成的角为θ,则cosθ的最大值为.课时作业(三十九)1.A[解析] 因为梯形有两边平行,所以梯形可以确定一个平面,所以①正确;三条平行直线不一定共面,如直三棱柱的三条平行的棱,所以②不正确;有三个公共点的两个平面不一定重合,如两个平面相交,三个公共点都在交线上,所以③不正确;三条直线两两相交,可以确定的平面个数是1或3,所以④不正确.故选A.2.D[解析] 根据题意,两点确定一条直线,那么若直线上有两个点在平面外,则直线在平面外,只能是直线与平面相交,或者直线与平面平行,那么可知直线上至多有一个点在平面内.3.D[解析] 构造如图所示的正方体ABCD-A1B1C1D1,取l1为AD,l2为AA1,l3为A1B1,当取l4为B1C1时,l1∥l4,当取l4为BB1时,l1⊥l4,故排除A,B,C,选D.4.90°[解析] 如图所示,设G是AC的中点,连接EG,FG.因为E,F分别是AB,CD的中点,故EG ∥BC且EG=BC=1,FG∥AD,且FG=AD=1,即∠EGF为所求异面直线AD和BC所成的角,又EF=,由勾股定理的逆定理可得∠EGF=90°.5.③④[解析] 由图可知AM与CC1是异面直线,AM与BN是异面直线,BN与MB1为异面直线.因为D1C∥MN,所以直线MN与AC所成的角就是D1C与AC所成的角,易知D1C与AC所成的角为60°.6.A[解析] 直线EF和GH相交,设交点为M.∵EF⊂平面ABD,HG⊂平面CBD,∴M∈平面ABD,且M∈平面CBD,∵平面ABD∩平面BCD=BD,∴M∈BD,∴EF与HG的交点在直线BD上.7.D[解析] 根据异面直线的定义可知,在图②④中,直线GH与MN是异面直线.在图①中,由G,M均为棱的中点可知GH∥MN.在图③中,连接GM,∵G,M均为棱的中点,∴四边形GMNH为梯形,则GH与MN相交.故选D. 8.B[解析] 如图所示,取AC的中点N,连接A1N,BN.∵M为A1C1的中点,∴MC∥A1N,∴∠BA1N是直线CM与A1B所成的角.设三棱柱的棱长为2,则A1B=2,A1N=.由题意知BN⊥平面ACC1A1,∴BN⊥A1N,∴cos∠BA1N===.故选B.9.D[解析] 如图所示,连接体对角线AC1,显然AC1与棱AB,AD,AA1所成的角都相等,所成角的正切值都为.联想正方体的其他体对角线,如BD1,则BD1与棱BC,BA,BB1所成的角都相等,因为BB1∥AA1,BC∥AD,所以体对角线BD1与棱AB,AD,AA1所成的角都相等.同理,体对角线A1C,DB1也与棱AB,AD,AA1所成的角都相等.过点A分别作BD1,A1C,DB1的平行线都满足题意,故这样的直线l可以作4条.10.[解析] 设AC∩BD=O,连接VO.因为四棱锥V-ABCD是正四棱锥,所以VO⊥平面ABCD,所以BD⊥VO.又四边形ABCD是正方形,所以BD⊥AC,又VO∩AC=O,所以BD⊥平面VAC,所以BD⊥VA,即异面直线VA与BD所成角的大小为.11.45°[解析] 如图所示,S-ABCDEF为正六棱锥,O是底面正六边形ABCDEF的中心.连接FC,OB,OS.∵ABCDEF为正六边形,∴△BOC为等边三角形.∴OB=OC=BC=1,又∵DE∥FC,∴∠SCO就是异面直线SC与DE所成角.又SO=OC=1,SO⊥OC,∴∠SCO=45°.则异面直线SC与DE所成角的大小为45°.12.[解析] 如图所示,连接HE,取HE的中点K,连接GK,PK,则GK∥DH,故∠PGK即为异面直线PG与DH所成的角或其补角.设这个正四面体的棱长为2,在△PGK中,PG=,GK=,PK==,故cos∠PGK==,即异面直线PG与DH所成的角的余弦值是.13.证明:(1)因为G,H分别是FA,FD的中点,所以GH∥AD,GH=AD,又因为BC∥AD,BC=AD,所以BC∥GH,BC=GH,所以四边形BCHG是平行四边形.(2)因为BE∥FA,BE=FA,所以BE∥FG,BE=FG,所以四边形BGFE是平行四边形,所以BG∥EF.又因为四边形BCHG是平行四边形,所以BG∥CH,所以EF∥CH.所以C,H,F,E四点共面.又D∈FH,FH⊂平面CHFE,所以D∈平面CHFE,所以C,D,F,E四点共面.14.解:(1)在四棱锥P-ABCD中,因为PO⊥平面ABCD,所以∠PBO是PB与平面ABCD所成的角,即∠PBO=60°.因为BO=AB·sin30°=1,PO⊥OB,所以在Rt△POB中,PO=BO·tan60°=, 又因为底面菱形的面积S菱形ABCD=2.所以四棱锥P-ABCD的体积V=×2×=2.(2)取AB的中点F,连接EF,DF.因为E为PB的中点,所以EF∥PA.所以∠DEF为异面直线DE与PA所成的角(或其补角).在Rt△AOB中,AO=AB·cos30°==OP,所以在Rt△POA中,PA=,所以EF=.因为四边形ABCD为菱形,且∠DAB=60°,所以△ABD为正三角形,所以DF=.又因为∠PBO=60°,BO=1,所以PB=2,所以PB=PD=BD,即△PBD为正三角形,所以DE=.所以cos∠DEF====.15.[解析] 由题意,当△PEQ的周长取得最小值时,点P在B1C1上.在平面B1C1CB上,设E关于B1C的对称点为N,关于B1C1的对称点为M,则EM=2,EN=,∠MEN=135°,∴MN==.16.[解析] 取BF的中点N,连接MN,EN,则EN∥AF,所以直线EN与EM所成的角就是异面直线EM与AF所成的角.在△EMN中,当点M与点P重合时,EM⊥AF,所以当点M逐渐趋近于点Q时,直线EN与EM的夹角越来越小,cosθ越来越大.故当点M与点Q重合时,cosθ取最大值.设正方形的边长为4,连接EQ,NQ,在△EQN中,由余弦定理,得cos∠QEN===-,所以cosθ的最大值为.。
高考数学一轮复习课时作业(三十九) 空间点、直线、平面之间的位置关系
课时作业(三十九)空间点、直线、平面之间的位置关系1.直线a与b垂直,且直线b垂直于平面α,则直线a与平面α的位置关系是()A.a⊥αB.a∥αC.a⊂αD.a⊂α或a∥αD[直线a与b垂直,且直线b垂直于平面α,则a⊂α或a∥α,故选D.]2.(多选)三个平面α,β,γ两两相交,则这三个平面的交线总共可能有()条.A.1 B.2 C.3 D.4AC[当三个平面交于一条直线,交线的条数是1,当三个平面两两相交,交线不重合时,有3条交线,综上可知空间中三个平面两两相交,交线的条数是1或3.故选AC.]3.(多选)正方体截面的形状有可能为()A.正三角形B.正方形C.正五边形D.正六边形ABD[画出截面图形如图:可以画出正三角形但不是直角三角形(如图1);可以画出正方形(如图2).经过正方体的一个顶点去切就可得到五边形.但此时不可能是正五边形(如图3);正方体有六个面,用平面去截正方体时最多与六个面相交得六边形,且可以画出正六边形(如图4);故选ABD.]4.如图,在四面体ABCD中,一个平面与AB,BC,CD,DA分别交于点E,F,G,H(不含端点),则下列结论错误的是()A.若AE∶BE=CF∶BF,则AC∥平面EFGHB.若E,F,G,H分别为各棱的中点,则四边形EFGH为平行四边形C.若E,F,G,H分别为各棱的中点且AC=BD,则四边形EFGH为矩形D.若E,F,G,H分别为各棱的中点且AC⊥BD,则四边形EFGH为矩形C[若AE∶BE=CF∶BF,则EF∥AC,EF⊂平面EFGH,AC⊄平面EFGH,所以AC∥平面EFGH,故A正确;若E,F,G,H分别为各棱的中点,则EH∥FG,EF∥GH,四边形EFGH为平行四边形,故B正确;由于四边形EFGH为平行四边形,且AC⊥BD,所以EF⊥EH,所以平行四边形EFGH是矩形,故D正确,而当AC=BD时,EH=EF,平行四边形EFGH是菱形,C错误.故选C.]5.(多选)如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,O是DB的中点,直线A1C交平面C1BD于点M,则下列结论正确的是()A.C1,M,O三点共线B.C1,M,O,C四点共面C.C1,O,A1,M四点共面D.D1,D,O,M四点共面ABC[连接A1C1,AC,则AC∩BD=O,又A1C∩平面C1BD=M,所以三点C1,M,O在平面C1BD与平面ACC1A1的交线上,所以C1,M,O三点共线,所以A,B,C项均正确,D项错误.故选ABC项.]6.正方体AC1中,与面ABCD的对角线AC异面的棱有________条.解析:如图,在正方体AC1中,与面ABCD的对角线AC异面的棱有BB1,DD1,A1B1,A1D1,D1C1,B1C1,共6条.答案: 67.(开放型)如图,在三棱锥A-BCD中,E,F,G,H分别是棱AB,BC ,CD ,DA 的中点,则(1)当AC ,BD 满足条件________时,四边形EFGH 为菱形;(2)当AC ,BD 满足条件____________时,四边形EFGH 为正方形.解析: (1)∵四边形EFGH 为菱形,∴EF =EH ,∴AC =BD .(2)∵四边形EFGH 为正方形,∴EF =EH 且EF ⊥EH ,∵EF ∥AC ,EH ∥BD ,且EF =12 AC ,EH =12BD , ∴AC =BD 且AC ⊥BD .答案: (1)AC =BD (2)AC =BD 且AC ⊥BD8.如图,已知圆柱的轴截面ABB 1A 1是正方形,C 是圆柱下底面弧AB 的中点,C 1是圆柱上底面弧A 1B 1的中点,那么异面直线AC 1与BC 所成角的正切值为________.解析: 取圆柱下底面弧AB 的另一中点D ,连接C 1D ,AD ,因为C 是圆柱下底面弧AB 的中点,所以AD ∥BC ,所以直线AC 1与AD 所成的角即为异面直线AC 1与BC 所成的角,因为C 1是圆柱上底面弧A 1B 1的中点,所以C 1D 垂直于圆柱下底面,所以C 1D ⊥AD .因为圆柱的轴截面ABB 1A 1是正方形,所以C 1D = 2 AD ,AD ∥BC ,所以∠C 1AD 即直线AC 1与AD 所成的角.所以直线AC 1与AD 所成角的正切值为 2 ,所以异面直线AC 1与BC 所成角的正切值为 2 .答案: 2 9.如图,在棱长为a 的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M ,N 分别是AA 1,D 1C 1的中点,过D ,M ,N 三点的平面与正方体的下底面相交于直线l .(1)画出l 的位置;(2)设l ∩A 1B 1=P ,求PB 1的长.解析: (1)如图,延长DM 与D 1A 1交于点O ,连接NO ,则直线NO 即为直线l .(2)因为l ∩A 1B 1=P ,则易知直线NO 与A 1B 1的交点即为P .所以A 1M ∥DD 1,且M ,N 分别是AA 1,D 1C 1的中点,所以A 1也为D 1O 的中点.由图可知A1P D1N =OA1OD1 =12, 所以A 1P =a 4 ,PB 1=A 1B 1-A 1P =3a 4. 10.如图,在三棱锥P -ABC 中,P A ⊥底面ABC ,D 是PC 的中点.已知∠BAC =π2,AB =2,AC =2 3 ,P A =2.求: (1)三棱锥P ABC 的体积;(2)异面直线BC 与AD 所成角的余弦值.解析: (1)S △ABC =12×2×2 3 =2 3 . 三棱锥P -ABC 的体积V =13 S △ABC ·P A =13 ×2 3 ×2=433. (2)如图,取PB 的中点E ,连接DE ,AE ,则ED ∥BC ,所以∠ADE (或其补角)是异面直线BC 与AD 所成的角.在△ADE 中,DE =2,AE = 2 ,AD =2,cos ∠ADE =22+22-22×2×2=34. 故异面直线BC 与AD 所成角的余弦值为34 .11.已知平面α∩平面β=直线l,点A,C∈α,点B,D∈β,且A,B,C,D∉l,点M,N分别是直线AB,CD的中点,则下列说法正确的是()A.当|CD|=2|AB|时,M,N不可能重合B.M,N可能重合,但此时直线AC与l不可能相交C.当直线AB,CD相交,且AC∥l时,BD可与l相交D.当直线AB,CD异面时,MN可能与l平行B[A选项:当|CD|=2|AB|时,若A,B,C,D四点共面且AC∥BD时,则M,N两点能重合,可知A错误;B选项:若M,N可能重合,则AC∥BD,故AC∥l,此时直线AC与直线l不可能相交,可知B正确;C选项:当AB与CD相交,直线AC∥l时,直线BD与l平行,可知C 错误;D选项:当AB与CD是异面直线时,MN不可能与l平行,可知D错误.故选B.] 12.正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,M,N,E,F分别是A1B1,AD,B1C1,C1D1的中点,则过EF且与MN平行的平面截正方体所得截面的面积为________.解析:由题意,取CD的中点Q,BC的中点P,连接ME,NQ,FQ,QP,EP,EQ,在正方体中易知,ME綊NQ,所以MN∥EQ,因为MN⊄平面EFQP,EQ⊂平面EFQP,所以MN∥平面EFQP,故平面EFQP就是过EF且与MN平行的平面截正方体所得的截面,PQ= 2 ,所以面积S= 2 ×2=2 2 .答案:2 213.如图,E,F,G,H分别是空间四边形ABCD各边上的点,且AE∶EB=AH∶HD=m,CF∶FB=CG∶GD=n.(1)证明:E,F,G,H四点共面;(2)m,n满足什么条件时,四边形EFGH是平行四边形?(3)在(2)的条件下,若AC⊥BD,试证明:EG=FH.解析:(1)证明:因为AE∶EB=AH∶HD,所以EH∥BD.又CF∶FB=CG∶GD,所以FG∥BD.所以EH∥FG.所以E,F,G,H四点共面.(2)当EH∥FG,且EH=FG时,四边形EFGH为平行四边形.因为EHBD=AEAE+EB=mm+1,所以EH=mm+1BD.同理可得FG=nn+1BD,由EH=FG,得m=n.故当m=n时,四边形EFGH为平行四边形.(3)证明:当m=n时,AE∶EB=CF∶FB.所以EF∥AC.又EH∥BD,所以∠FEH是AC与BD所成的角(或其补角),因为AC⊥BD,所以∠FEH=90°.从而平行四边形EFGH为矩形,所以EG=FH.14.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P,Q分别为AD1,B1C上的动点,且满足AP=B1Q,则下列4个命题中,所有正确命题的序号是()①存在P,Q的某一位置,使AB∥PQ②△BPQ的面积为定值③当P A>0时,直线PB1与直线AQ一定异面④无论P,Q运动到何位置,均有BC⊥PQA.①②④B.①③C.②④D.①③④D[如图,①当P,Q分别是AD1与B1C的中点时,AB∥PQ,①正确;②设正方体棱长为2,当P在A处时,Q在B1处,△BPQ的面积为2,当P在AD1的中点,Q在B1C的中点时,△BPQ的面积为 2 ,故②错误;③当P A>0时,设直线PB1与AQ是共面直线,则AP与B1Q共面,矛盾,故假设不成立,所以直线PB1与AQ是异面直线,③正确;④当P与A重合或P与D1重合时,易证BC⊥PQ.当P不与A,D1重合时,设点P在平面ABCD内的射影为M,点Q在平面ABCD内的射影为N,连接PM,QN,MN,PQ,由AP=B1Q知,AM=BN,故BC⊥MN,又QN⊥BC,MN∩QN=N,所以BC⊥平面PMNQ,所以BC⊥PQ,故④正确.综上所述,正确命题的序号是①③④.]15.如图,已知多面体P ABCDE的底面ABCD是边长为1的正方形,P A⊥平面ABCD,ED∥P A,且P A= 3 ED= 3 AB,现将△CDE以直线DE为轴旋转一周后,则直线BP与动直线CE所成角的范围是________.解析:如图所示,将PB平移到EB1的位置,C1点在以D为圆心,半径为1的圆上运动.则∠B1EC1就是所求线线角,根据三角形中,大角对大边,EB1,EC1为定值,故最值由B1C1来确定,故当C1在C处线线角最小,在C2处线线角最大.由于P A= 3 ED= 3 AB,故∠PBA=∠EB1D=π3.而DE=DC=1,故∠ECD=π4,所以∠CEB 1=π3 -π4 =π12. 而∠EC 2D =∠ECD =π4 ,故∠B 1EC 2=π-π4 -π3 =5π12 .所以所求线线角的取值范围是[π12 ,5π12 ]. 答案: [π12 ,5π12]。
2020版高考数学理科人教B版一轮温习课时标准练39空间点直线平面之间的位置关系
11.α,β是两个平面,m,n是两条直线,有以下四个命题:
①若是m⊥n,m⊥α,n∥β,那么α⊥β.
②若是m⊥α,n∥α,那么m⊥n.
③若是α∥β,m⊂α,那么m∥β.
④若是m∥n,α∥β,那么m与α所成的角和n与β所成的角相等.
其中正确的命题有.(填写所有正确命题的编号)
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12.
(2018山西太原三模,8)如图是正四面体的平面展开图,G,H,M,N别离是DE,BE,EF,EC的中点,在那个正四面体中:①DE与MN平行;②BD与MN为异面直线;③GH与MN成60°角;④DE与MN垂直.以上四个命题中,正确命题的个数是()
13.
(2018陕西黄陵中学6月模拟,5)我国古代《九章算术》里,记载了一个例子:“今有羡除,下广六尺,上广一丈,深三尺,末广八尺,无深,袤七尺,问积几何?”该问题中的羡除是如下图的五面体ABCDEF,其三个侧面皆为等腰梯形,两个底面为直角三角形,其中AB=6尺,CD=10尺,EF=8尺,AB,CD间的距离为3尺,CD,EF间的距离为7尺,那么异面直线DF与AB所成角的正弦值为()
两个平面假设有一个交点,那么必然有无数个交点,而且这些交点在同一条直线上.那么DA与BC的交点必在直线l上,应选D.
A.垂直于同一条直线的两条直线,可能是相互垂直的,比如墙角模型.故不正确.B.平行于同一个平面的两条直线能够是平行的,垂直的,共面异面都有可能.故不正确.C.直线b有可能在平面α内.故不正确.D.垂直于同一条直线的两个平面是平行的.正确.故答案为D.
关于③,依题意,GH∥AD,MN∥AF,∠DAF=60°,故GH与MN成60°角,故③正确;
关于④,连接GF,A点在平面DEF的射影A1在GF上,∴DE⊥平面AGF,DE⊥AF,
2020年山东省高考数学一轮冲刺复习汇编:空间点、直线、平面之间的位置关系(含解析)
2020年山东省高考数学一轮冲刺复习汇编:空间点、直线、平面之间的位置关系(含解析)一、【知识精讲】1.平面的基本性质(1)公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内.(2)公理2:过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面.(3)公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线.2.空间点、直线、平面之间的位置关系3.平行公理:平行于同一条直线的两条直线互相平行.等角定理:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.4.异面直线所成的角(1)定义:设a,b是两条异面直线,经过空间任一点O作直线a′∥a,b′∥b,把a′与b′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a与b所成的角(或夹角).(2)范围:⎝ ⎛⎦⎥⎤0,π2.【注意点】1.空间中两个角的两边分别对应平行,则这两个角相等或互补.2.异面直线的判定:经过平面内一点的直线与平面内不经过该点的直线互为异面直线.3.两异面直线所成的角归结到一个三角形的内角时,容易忽视这个三角形的内角可能等于两异面直线所成的角,也可能等于其补角. 二、【典例精练】考点一 平面的基本性质及应用【例1】 如图,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F 分别是AB 和AA 1的中点.求证:(1)E ,C ,D 1,F 四点共面; (2)CE ,D 1F ,DA 三线共点.【解析】证明 (1)如图,连接CD 1,EF ,A 1B ,因为E ,F 分别是AB 和AA 1的中点, 所以EF ∥A 1B 且EF =12A 1B .又因为A 1D 1綉BC ,所以四边形A 1BCD 1是平行四边形. 所以A 1B ∥CD 1, 所以EF ∥CD 1,所以EF 与CD 1确定一个平面α.所以E ,F ,C ,D 1∈α,即E ,C ,D 1,F 四点共面.。
2020高考数学一轮复习课时规范练39空间点直线平面之间的位置关系理新人教B版
【2019最新】精选高考数学一轮复习课时规范练39空间点直线平面之间的位置关系理新人教B版基础巩固组1.若空间中有两条直线,则“这两条直线为异面直线”是“这两条直线没有公共点”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既非充分又非必要条件2.(2017河南南阳一模)设直线m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,下列事件是必然事件的是( )A.若m∥α,n∥β,m⊥n,则α⊥βB.若m∥α,n⊥β,m∥n,则α∥βC.若m⊥α,n∥β,m⊥n,则α∥βD.若m⊥α,n⊥β,m∥n,则α∥β3.已知m,n是两条不同直线,α,β,γ是三个不同平面,下列命题正确的是( )A.若m∥α,n∥α,则m∥nB.若α⊥γ,β⊥γ,则α∥βC.若m∥α,m∥β,则α∥βD.若m⊥α,n⊥α,则m∥n4.(2017河南濮阳一模)已知m,n是两条不同的直线,α,β是两个不重合的平面.命题p:若α∩β=m,m⊥n,则n⊥α;命题q:若m∥α,m⊂β,α∩β=n,则m∥n.那么下列命题中的真命题是( )A.p∧qB.p∨(¬q)C.(¬p)∧qD.(¬p)∧(¬q)5.如图所示,ABCD-A1B1C1D1是长方体,O是B1D1的中点,直线A1C交平面AB1D1于点M,则下列结论正确的是( )A.A,M,O三点共线B.A,M,O,A1不共面C.A,M,C,O不共面D.B,B1,O,M共面6.设l是直线,α,β是两个不同的平面,( )A.若l∥α,l∥β,则α∥βB.若l∥α,l⊥β,则α⊥βC.若α⊥β,l⊥α,则l⊥βD.若α⊥β,l∥α,则l⊥β〚导学号21500558〛7.(2017江西宜春二模,理15)在三棱锥P-ABC中,PA,PB,PC两两互相垂直,且AB=4,AC=5,则BC的取值范围是.8.如图,在三棱锥A-BCD中,AB=AC=BD=CD=3,AD=BC=2,点M,N分别为AD,BC的中点,则异面直线AN,CM所成的角的余弦值是.综合提升组9.下列命题错误的是( )A.若平面α外的直线a不平行于平面α,则平面α内不存在与a平行的直线B.如果平面α⊥平面γ,平面β⊥平面γ,α∩β=l,那么直线l⊥平面γC.如果平面α⊥平面β,那么平面α内所有直线都垂直于平面βD.一条直线与两个平行平面中的一个平面相交,则必与另一个平面相交10.(2017福建厦门二模,理11)过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A作平面α,使得正方体的各棱与平面α所成的角均相等,则满足条件的平面α的个数是( )A.1B.4C.6D.8 〚导学号21500559〛11.平面α过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A,α∥平面CB1D1,α∩平面ABCD=m,α∩平面ABB1A1=n,则m,n所成角的正弦值为( )A. B.C. D.12.α,β是两个平面,m,n是两条直线,有下列四个命题:①如果m⊥n,m⊥α,n∥β,那么α⊥β.②如果m⊥α,n∥α,那么m⊥n.③如果α∥β,m⊂α,那么m∥β.④如果m∥n,α∥β,那么m与α所成的角和n与β所成的角相等.其中正确的命题有.(填写所有正确命题的编号)创新应用组13.直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BCA=90°,M,N分别是A1B1,A1C1的中点,BC=CA=CC1,则BM与AN所成的角的余弦值为( )A. B.C. D.14.(2017全国Ⅲ,理16)a,b为空间中两条互相垂直的直线,等腰直角三角形ABC的直角边AC所在直线与a,b都垂直,斜边AB以直线AC为旋转轴旋转,有下列结论:①当直线AB与a成60°角时,AB与b成30°角;②当直线AB与a成60°角时,AB与b成60°角;③直线AB与a所成角的最小值为45°;④直线AB与a所成角的最大值为60°.其中正确的是.(填写所有正确结论的编号) 〚导学号21500560〛参考答案课时规范练39 空间点、直线、平面之间的位置关系1.A “两条直线为异面直线”⇒“两条直线无公共点”.“两直线无公共点”⇒“两直线异面或平行”.故选A.2.D 若m∥α,n∥β,m⊥n,则α,β位置关系不确定,故不正确;若m∥α,则α中存在直线c与m平行,m∥n,n⊥β,则c⊥β,∵c⊂α,∴α⊥β,不正确;若m⊥α,n∥β,m⊥n,则α,β可以相交,不正确;若m⊥α,m∥n,则n⊥α,n⊥β,∴α∥β,正确,故选D.3.D m,n平行于同一个平面,m,n可能相交、平行、异面,故A错误;α,β垂直于同一个平面γ,α,β可能相交,可能平行,故B错误;α,β平行于同一条直线m,故α,β可能相交,可能平行,故C错误;垂直于同一个平面的两条直线平行,故D正确.4.C 垂直平面内的一条直线,不能确定直线与平面垂直,所以命题p是假命题;命题q满足直线与平面平行的性质定理,所以命题q是真命题,所以¬p是真命题,可得(¬p)∧q是真命题.5.A 连接A1C1,AC,则A1C1∥AC,所以A1,C1,A,C四点共面.所以A1C⊂平面ACC1A1.因为M∈A1C,所以M∈平面ACC1A1.又M∈平面AB1D1,所以M在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上.同理A,O在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上,所以A,M,O三点共线.6.B 设α∩β=a,若直线l∥a,且l⊄α,l⊄β,则l∥α,l∥β,因此α不一定平行于β,故A错误;由于l∥α,故在α内存在直线l'∥l,又因为l⊥β,所以l'⊥β,故α⊥β,所以B正确;若α⊥β,在β内作交线的垂线l,则l⊥α,此时l在平面β内,因此C错误;已知α⊥β,若α∩β=a,l∥a,且l不在平面α,β内,则l∥α且l∥β,因此D错误.7.(3,) 如图所示,问题等价于长方体中,棱长分别为x,y,z,且x2+y2=16,x2+z2=25,求的取值范围,转化为y2+z2=41-2x2,∵x2+y2=16,∴0<x<4,∴41-2x2∈(9,41),即BC的取值范围是(3,).8. 如下图所示,连接ND,取ND的中点E,连接ME,CE,则ME∥AN,则异面直线AN,CM所成的角即为∠EMC.由题可知CN=1,AN=2,∴ME=.又CM=2,DN=2,NE=,∴CE=,则cos ∠CME==.9.C 对于选项A,如果平面α外的直线a不平行于平面α,则a与α相交,则α内不存在与a平行的直线,故A正确;对于选项B,如图,α⊥γ,α∩γ=a,β⊥γ,β∩γ=b,α∩β=l,在γ内取一点P,过P作PA⊥a于点A,作PB⊥b于点B,由面面垂直的性质可得PA⊥l,PB⊥l,则l⊥γ,故B正确;对于选项C,如果平面α⊥平面β,那么平面α内的直线与平面β有两种位置关系:平行、相交,故C错误;对于选项D,一条直线与两个平行平面中的一个平面相交,则必与另一个平面相交,故D正确.故选C.10.B 在正方体ABCD-A1B1C1D1中,与AA1,AD,AB平行的直线各有3条,AA1=AD=AB,A1-BDC1是正三棱锥,AA1,AD,AB与平面A1DB所成角相等,∴满足条件的平面有4个,故选B.11.A (方法一)∵α∥平面CB1D1,平面ABCD∥平面A1B1C1D1,α∩平面ABCD=m,平面CB1D1∩平面A1B1C1D1=B1D1,∴m∥B1D1.∵α∥平面CB1D1,平面ABB1A1∥平面DCC1D1,α∩平面ABB1A1=n,平面CB1D1∩平面DCC1D1=CD1,∴n∥CD1.∴B1D1,CD1所成的角等于m,n所成的角,即∠B1D1C等于m,n所成的角.∵△B1D1C为正三角形,∴∠B1D1C=60°,∴m,n所成的角的正弦值为.(方法二)由题意画出图形如图,将正方体ABCD-A1B1C1D1平移,补形为两个全等的正方体如图,易证平面AEF∥平面CB1D1,所以平面AEF 即为平面α,m 即为AE,n 即为AF,所以AE 与AF 所成的角即为m 与n 所成的角.因为△AEF 是正三角形,所以∠EAF=60°, 故m,n 所成角的正弦值为.12.②③④ 对于①,若m⊥n,m⊥α,n∥β,则α,β的位置关系无法确定,故错误;对于②,因为n∥α,所以过直线n 作平面γ与平面α相交于直线c,则n∥c.因为m⊥α,所以m⊥c,所以m⊥n,故②正确;对于③,由两个平面平行的性质可知正确;对于④,由线面所成角的定义和等角定理可知其正确,故正确命题的编号有②③④. 13.C 取BC 中点D,连接MN,ND,AD,由于MN B1C1BD,因此ND BM,则ND 与NA 所成角即为异面直线BM 与AN 所成的角(或其补角),设BC=2,则BM=ND=,AN=,AD=,因此cos ∠AND=.14.②③ 由题意,AB 是以AC 为轴,BC 为底面半径的圆锥的母线,由AC⊥a,AC⊥b,得AC⊥圆锥底面,在底面内可以过点B,作BD∥a,交底面圆C 于点D,如图所示,连接DE,则DE⊥BD,∴DE ∥b.连接AD,在等腰三角形ABD 中,设AB=AD=,当直线AB 与a 成60°角时,∠ABD=60°,故BD=.又在Rt △BDE 中,BE=2,∴DE=,过点B 作BF ∥DE,交圆C 于点F,连接AF,由圆的对称性可知BF=DE=,∴△ABF 为等边三角形,∴∠ABF=60°,即AB与b成60°角,②正确,①错误.由最小角定理可知③正确;很明显,可以满足直线a⊥平面ABC,直线AB与a所成的最大角为90°,④错误.故正确的说法为②③.。
2020版高考数学一轮复习课时作业43空间点直线平面之间的位置关系理含解析新人教版
课时作业43 空间点、直线、平面之间的位置关系一、选择题1.在下列命题中,不是公理的是( A ) A .平行于同一个平面的两个平面相互平行 B .过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面C .如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在此平面内D .如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线 解析:选项A 是面面平行的性质定理,是由公理推证出来的,而公理是不需要证明的. 2.若空间三条直线a ,b ,c 满足a ⊥b ,b ∥c ,则直线a 与c ( D ) A .一定平行 B .一定相交 C .一定是异面直线 D .一定垂直解析:两条平行线中一条与第三条直线垂直,另一条直线也与第三条直线垂直.故选D.3.空间四边形两对角线的长分别为6和8,所成的角为45°,连接各边中点所得四边形的面积是( A )A .6 2B .12C .12 2D .24 2 解析:如图,已知空间四边形ABCD ,对角线AC =6,BD =8,易证四边形EFGH 为平行四边形,∠EFG 或∠FGH 为AC 与BD 所成的角,大小为45°,故S 四边形EFGH =3×4×sin45°=6 2.故选A.4.(2019·南宁市摸底联考)在如图所示的正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,E ,F 分别是棱B 1B ,AD 的中点,异面直线BF 与D 1E 所成角的余弦值为( D )A.147 B.57 C.105D.255解析:如图,过点E 作EM ∥AB ,过M 点作MN ∥AD ,取MN 的中点G ,连接NE ,D 1G ,所以平面EMN ∥平面ABCD ,易知EG ∥BF ,所以异面直线BF 与D 1E 的夹角为∠D 1EG ,不妨设正方体的棱长为2,则GE =5,D 1G =2,D 1E =3,在△D 1EG 中,cos ∠D 1EG =D 1E 2+GE 2-D 1G 22D 1E ·GE=255,故选D.5.已知异面直线a ,b 分别在平面α,β内,且α∩β=c ,那么直线c 一定( C ) A .与a ,b 都相交 B .只能与a ,b 中的一条相交 C .至少与a ,b 中的一条相交 D .与a ,b 都平行解析:如果c 与a 、b 都平行,那么由平行线的传递性知a 、b 平行,与异面矛盾.故选C.6.到空间不共面的四点距离相等的平面的个数为( C ) A .1 B .4 C .7 D .8解析:当空间四点不共面时,则四点构成一个三棱锥.①当平面一侧有一点,另一侧有三点时,如图 1.令截面与四棱锥的四个面之一平行,第四个顶点到这个截面的距离与其相对的面到此截面的距离相等,这样的平面有4个;②当平面一侧有两点,另一侧有两点时,如图2,当平面过AB ,BD ,CD ,AC 的中点时,满足条件.因为三棱锥的相对棱有三对,则此时满足条件的平面有3个.所以满足条件的平面共有7个,故选C.二、填空题7.三条直线可以确定三个平面,这三条直线的公共点个数是0或1.解析:因三条直线可以确定三个平面,所以这三条直线有两种情况:一是两两相交,有1个交点;二是互相平行,没有交点.8.(2019·武汉调研)在正四面体ABCD 中,M ,N 分别是BC 和DA 的中点,则异面直线MN 和CD 所成角的余弦值为22.解析:取AC 的中点E ,连接NE ,ME ,由E ,N 分别为AC ,AD 的中点,知NE ∥CD ,故MN 与CD 所成的角即MN 与NE 的夹角,即∠MNE .设正四面体的棱长为2,可得NE =1,ME =1,MN =2,故cos ∠MNE =NE 2+MN 2-ME 22NE ·MN =22.9.如图所示,在空间四边形ABCD 中,点E ,H 分别是边AB ,AD 的中点,点F ,G 分别是边BC ,CD 上的点,且CF CB =CG CD =23,则下列说法正确的是④.(填写所有正确说法的序号)①EF 与GH 平行; ②EF 与GH 异面;③EF 与GH 的交点M 可能在直线AC 上,也可能不在直线AC 上; ④EF 与GH 的交点M 一定在直线AC 上.解析:连接EH ,FG (图略),依题意,可得EH ∥BD ,FG ∥BD ,故EH ∥FG ,所以E ,F ,G ,H 共面.因为EH =12BD ,FG =23BD ,故EH ≠FG ,所以EFGH 是梯形,EF 与GH 必相交,设交点为M .因为点M 在EF 上,故点M 在平面ACB 上.同理,点M 在平面ACD 上, ∴点M 是平面ACB 与平面ACD 的交点,又AC 是这两个平面的交线,所以点M 一定在直线AC 上. 三、解答题10.如图所示,在正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,M ,N 分别是A 1B 1,B 1C 1的中点.问:(1)AM 与CN 是否是异面直线?说明理由; (2)D 1B 与CC 1是否是异面直线?说明理由. 解:(1)AM 与CN 不是异面直线.理由如下: 如图,连接MN ,A 1C 1,AC .因为M ,N 分别是A 1B 1,B 1C 1的中点,所以MN ∥A 1C 1.又因为A 1A 綊C 1C , 所以四边形A 1ACC 1为平行四边形, 所以A 1C 1∥AC ,所以MN ∥AC , 所以A ,M ,N ,C 在同一平面内, 故AM 和CN 不是异面直线.(2)D 1B 与CC 1是异面直线.理由如下: 因为ABCD A 1B 1C 1D 1是正方体, 所以B ,C ,C 1,D 1不共面.假设D 1B 与CC 1不是异面直线,则存在平面α,使D 1B ⊂平面α,CC 1⊂平面α, 所以D 1,B ,C ,C 1∈α, 这与B ,C ,C 1,D 1不共面矛盾.所以假设不成立,即D 1B 与CC 1是异面直线.11.如图,在三棱锥P ABC 中,PA ⊥底面ABC ,D 是PC 的中点.已知∠BAC =π2,AB =2,AC =23,PA =2.求:(1)三棱锥P ABC 的体积;(2)异面直线BC 与AD 所成角的余弦值.解:(1)S △ABC =12×2×23=23,三棱锥P ABC 的体积为V =13S △ABC ·PA =13×23×2=433. (2)如图,取PB 的中点E ,连接DE ,AE ,则ED ∥BC ,所以∠ADE (或其补角)是异面直线BC 与AD 所成的角.在△ADE 中,DE =2,AE =2,AD =2,cos ∠ADE =22+22-22×2×2=34.故异面直线BC 与AD 所成角的余弦值为34.12.如图是三棱锥D ABC 的三视图,点O 在三个视图中都是所在边的中点,则异面直线DO 和AB 所成角的余弦值等于( A )A.33B.12C. 3D.22解析:由三视图及题意得如图所示的直观图,从A 出发的三条线段AB ,AC ,AD 两两垂直且AB =AC =2,AD =1,O 是BC 中点,取AC 中点E ,连接DE ,DO ,OE ,则OE =1,又可知AE =1,由于OE ∥AB ,故∠DOE 即为所求两异面直线所成的角或其补角.在直角三角形DAE中,DE =2,由于O 是BC 的中点,在直角三角形ABC 中可以求得AO =2,在直角三角形DAO 中可以求得DO = 3.在三角形DOE 中,由余弦定理得cos ∠DOE =1+3-22×1×3=33,故所求异面直线DO 与AB 所成角的余弦值为33.13.正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,E 为线段B 1D 1上的一个动点,则下列结论中正确的是①②③(填序号).①AC ⊥BE ; ②B 1E ∥平面ABCD ;③三棱锥E ABC 的体积为定值; ④直线B 1E ⊥直线BC 1.解析:因AC ⊥平面BDD 1B 1,故①正确;因B 1D 1∥平面ABCD ,故②正确;记正方体的体积为V ,则V E ABC =16V ,为定值,故③正确;B 1E 与BC 1不垂直,故④错误.14.如图所示,在三棱柱ABC A 1B 1C 1中,底面是边长为2的正三角形,侧棱A 1A ⊥底面ABC ,点E ,F 分别是棱CC 1,BB 1上的点,点M 是线段AC 上的动点,EC =2FB =2.(1)当点M 在何位置时,BM ∥平面AEF?(2)若BM ∥平面AEF ,判断BM 与EF 的位置关系,说明理由;并求BM 与EF 所成的角的余弦值.解:(1)解法1:如图所示,取AE 的中点O ,连接OF ,过点O 作OM ⊥AC 于点M .因为侧棱A 1A ⊥底面ABC , 所以侧面A 1ACC 1⊥底面ABC . 又因为EC =2FB =2,所以OM ∥EC ∥FB 且OM =12EC =FB ,所以四边形OMBF 为矩形,BM ∥OF . 因为OF ⊂平面AEF ,BM ⊄平面AEF , 故BM ∥平面AEF ,此时点M 为AC 的中点.解法2:如图所示,取EC 的中点P ,AC 的中点Q ,连接PQ ,PB ,BQ .因为EC =2FB =2,所以PE 綊BF , 所以PQ ∥AE ,PB ∥EF ,所以PQ ∥平面AFE ,PB ∥平面AEF ,因为PB ∩PQ =P ,PB ⊂平面PBQ ,PQ ⊂平面PBQ ,所以平面PBQ ∥平面AEF . 又因为BQ ⊂平面PBQ , 所以BQ ∥平面AEF .故点Q 即为所求的点M ,此时点M 为AC 的中点.(2)由(1)知,BM 与EF 异面,∠OFE (或∠MBP )就是异面直线BM 与EF 所成的角或其补角. 易求AF =EF =5,MB =OF =3,OF ⊥AE ,所以cos ∠OFE =OF EF=35=155, 所以BM 与EF 所成的角的余弦值为155. 尖子生小题库——供重点班学生使用,普通班学生慎用15.平面α过正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的顶点A ,α∥平面CB 1D 1,α∩平面ABCD =m ,α∩平面ABB 1A 1=n ,则m ,n 所成角的正弦值为( A )A.32B.22C.33D.13解析:如图所示,设平面CB1D1∩平面ABCD=m1,因为α∥平面CB1D1,所以m1∥m,又平面ABCD∥平面A1B1C1D1,且平面B1D1C∩平面A1B1C1D1=B1D1,所以B1D1∥m1,故B1D1∥m.因为平面ABB1A1∥平面DCC1D1,且平面CB1D1∩平面DCC1D1=CD1,同理可证CD1∥n.故m,n所成角即直线B1D1与CD1所成角,在正方体ABCDA1B1C1D1中,△CB1D1是正三角形,故直线B1D1与CD1所成角为60°,其正弦值为3 2.16.(2019·成都诊断性检测)在长方体ABCDA1B1C1D1中,已知底面ABCD为正方形,P 为A1D1的中点,AD=2,AA1=3,点Q是正方形ABCD所在平面内的一个动点,且QC=2QP,则线段BQ的长度的最大值为6.解析:以D为坐标原点,分别以DA,DC,DD1所在直线为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系,则P(1,0,3),C(0,2,0),B(2,2,0),Q(x,y,0),因为QC=2QP,所以x2+y-2=2x-2+y2+3⇒(x-2)2+(y+2)2=4,所以(y+2)2=4-(x-2)2≤4⇒|y+2|≤2⇒-4≤y≤0,BQ =x-2+y-2=4-y+2+y-2=4-8y,根据-4≤y≤0可得4≤4-8y≤36,所以2≤BQ≤6,故线段BQ的长度的最大值为6.。
(人教版)2020届高考数学一轮复习 第八章 立体几何 空间点、直线、平面之间的位置关系 文
课时跟踪训练(四十二) 空间点、直线、平面之间的位置关系[基础巩固]一、选择题1.和两条异面直线都相交的两条直线的位置关系是( )A.异面 B.相交 C.平行 D.异面或相交[解析] 当两条直线无公共点时,可知两直线异面;当两异面直线中的一条直线与两条直线交于一点时,可知两直线相交,选D.[答案] D2.如图,α∩β=l,A,B∈α,C∈β,且C∉l,直线AB∩l=M,过A,B,C三点的平面记作γ,则γ与β的交线必通过( )A.点A B.点BC.点C但不过点M D.点C和点M[解析] ∵AB⊂γ,M∈AB,∴M∈γ.又C∈γ,M、C∈β,∴γ与β的交线必通过点C和点M.选D.[答案] D3.已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,O是BD1的中点,直线A1C交平面AB1D1于点M,则下列结论错误的是( )A.A1、M、O三点共线B.M、O、A1、A四点共面C.A、O、C、M四点共面D.B、B1、O、M四点共面[解析] 因为O是BD1的中点.由正方体的性质知,O也是A1C的中点,所以点O在直线A1C上,又直线A1C交平面AB1D1于点M,则A1、M、O三点共线,又直线与直线外一点确定一个平面,所以B、C正确.[答案] D4.以下四个命题中,正确命题的个数是( )①不共面的四点中,其中任意三点不共线;②若点A,B,C,D共面,点A,B,C,E 共面,则A,B,C,D,E共面;③若直线a,b共面,直线a,c共面,则直线b,c共面;④依次首尾相接的四条线段必共面.A.0 B.1 C.2 D.3[解析] 对于①,不共面的四点中,其中任意三点不共线,故①正确;对于②,若A,B,C共线时,A,B,C,D,E不一定共面,故②不正确;对于③,b,c也可异面,故③不正确;④是错误的.选B.[答案] B5.在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1=2AB,则异面直线A1B与AD1所成角的余弦值为( )A.15B.25C.35D.45[解析] 如图,连接BC1,易证BC1∥AD1,则∠A1BC1即为异面直线A1B与AD1所成的角或其补角.连接A 1C 1,设AB =1,则AA 1=2,A 1C 1=2,A 1B =BC 1=5,故cos ∠A 1BC 1=5+5-22×5×5=45.[答案] D6.两条异面直线在同一个平面上的正投影不可能是( ) A .两条相交直线 B .两条平行直线 C .两个点D .一条直线和直线外一点[解析] 如图,在正方体ABCD -EFGH 中,M ,N 分别为BF ,DH 的中点,连接MN ,DE ,CF ,EG .当异面直线为EG ,MN 所在直线时,它们在底面ABCD 内的射影为两条相交直线;当异面直线为DE ,GF 所在直线时,它们在底面ABCD 内的射影分别为AD ,BC ,是两条平行直线;当异面直线为DE ,BF 所在直线时,它们在底面ABCD 内的射影分别为AD 和点B ,是一条直线和一个点,故选C.[答案] C 二、填空题7.(2017·陕西汉中调研)若直线a ⊥b ,且直线a ∥平面α,则直线b 与平面α的位置关系是________.[答案] b 与α相交或b ⊂α或b ∥α8.(2018·江西上饶月考)如图所示,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M ,N 分别为棱C 1D 1,C1C的中点,有以下四个结论:①直线AM与CC1是相交直线;②直线AM与BN是平行直线;③直线BN与MB1是异面直线;④直线MN与AC所成的角为60°.其中正确的结论为________(把你认为正确的结论序号都填上).[解析] 由题图可知AM与CC1是异面直线,AM与BN是异面直线,BN与MB1为异面直线.因为D1C∥MN,所以直线MN与AC所成的角就是D1C与AC所成的角,且角为60°.[答案] ③④9.(2017·广东华山模拟)如图所示,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,D是AC的中点,AA1∶AB=2∶1,则异面直线AB1与BD所成的角为________.[解析] 取A1C1的中点E,连接B1E,ED,AE,在Rt△AB1E中,∠AB1E即为所求.设AB=1,则A1A=2,AB1=3,B1E=32,AE=32,故∠AB1E=60°.[答案] 60°三、解答题10.如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分别是A1B1、B1C1的中点.问:(1)AM和CN是否是异面直线?说明理由;(2)D1B和CC1是否是异面直线?说明理由.[解] (1)不是异面直线.理由如下:连接MN、A1C1、AC.∵M、N分别是A1B1、B1C1的中点,∴MN∥A1C1.∵A1A綊C1C,∴A1ACC1为平行四边形,∴A1C1∥AC,∴MN∥AC,∴A、M、N、C在同一平面内,故AM和CN不是异面直线.(2)是异面直线.理由如下:假设D1B与CC1不是异面直线,则存在平面α,使D1B⊂平面α,CC1⊂平面α.∴D1、B、C、C1∈α,与ABCD-A1B1C1D1是正方体矛盾.∴假设不成立,即D1B与CC1是异面直线.[能力提升]11.如图,平面α与平面β交于直线l,A,C是平面α内不同的两点,B,D是平面β内不同的两点,且A,B,C,D不在直线l上,M,N分别是线段AB,CD的中点,下列判断正确的是( )A.若AB与CD相交,且直线AC平行于l时,则直线BD与l可能平行也有可能相交B.若AB,CD是异面直线时,则直线MN可能与l平行C.若存在异于AB,CD的直线同时与直线AC,MN,BD都相交,则AB,CD不可能是异面直线D.M,N两点可能重合,但此时直线AC与l不可能相交[解析] 对于A,直线BD与l只能平行;对于B,直线MN与l异面;对于C,AB与CD 可能为异面直线.当直线AB与CD的中点M,N重合时,必有直线AC∥l,故不可能相交,综上所述,故选D.[答案] D12.(2016·全国卷Ⅰ)平面α过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A,α∥平面CB1D1,α∩平面ABCD=m,α∩平面ABB1A1=n,则m,n所成角的正弦值为( )A.32B.22C.33D.13[解析] 解法一:∵α∥平面CB1D1,平面ABCD∥平面A1B1C1D1,α∩平面ABCD=m,平面CB1D1∩平面A1B1C1D1=B1D1,∴m∥B1D1.∵α∥平面CB1D1,平面ABB1A1∥平面DCC1D1,α∩平面ABB1A1=n,平面CB1D1∩平面DCC1D1=CD1,∴n∥CD1.∴B1D1,CD1所成的角等于m,n所成的角,即∠B1D1C等于m,n所成的角.∵△B1D1C为正三角形,∴∠B1D1C=60°,∴m,n所成的角的正弦值为3 2.解法二:由题意画出图形如图,将正方体ABCD-A1B1C1D1平移,补形为两个全等的正方体如图,易证平面AEF∥平面CB1D1,所以平面AEF即为平面α,m即为AE,n即为AF,所以AE与AF所成的角即为m与n所成的角.因为△AEF是正三角形,所以∠EAF=60°,故m,n所成角的正弦值为32.[答案] A13.如图所示,在四面体ABCD中,E,F分别为AB,CD的中点,过EF任作一个平面α分别与直线BC,AD相交于点G,H,则下列结论正确的是__________.①对于任意的平面α,都有直线GF,EH,BD相交于同一点;②存在一个平面α0,使得GF∥EH∥BD;③存在一个平面α0,使得点G在线段BC上,点H在线段AD的延长线上.[解析] 当H,G分别为AD,BC的中点时,直线GF,EH,BD平行,所以①错,②正确;若存在一个平面α0,使得点G在线段BC上,点H在线段AD的延长线上,则平面α0与CD 的交点不可能是CD的中点,故③错.[答案] ②14.(2017·安徽安庆调研)如图所示,正方形ACDE与等腰直角三角形ACB所在的平面互相垂直,且AC=BC=2,∠ACB=90°,F,G分别是线段AE,BC的中点,则AD与GF所成的角的余弦值为________.[解析] 取DE 的中点H ,连接HF ,GH .由题设,HF 綊12AD .∴∠GFH 为异面直线AD 与GF 所成的角(或其补角).在△GHF 中,可求HF =2,GF =GH =6,∴cos ∠GFH =22+62-622×2×6=36. [答案]3615.(2017·河南许昌模拟)如图所示,在三棱锥P -ABC 中,PA ⊥底面ABC ,D 是PC 的中点.已知∠BAC =π2,AB =2,AC =23,PA =2.求:(1)三棱锥P -ABC 的体积;(2)异面直线BC 与AD 所成角的余弦值. [解] (1)S △ABC =12×2×23=23,三棱锥P -ABC 的体积为V =13S △ABC ·PA =13×23×2=433. (2)如图,取PB 的中点E ,连接DE ,AE ,则ED ∥BC ,所以∠ADE 是异面直线BC 与AD 所成的角(或其补角).在△ADE 中,DE =2,AE =2,AD =2, cos ∠ADE =22+22-22×2×2=34.故异面直线BC 与AD 所成角的余弦值为34.16.如图,在四棱锥O -ABCD 中,底面ABCD 是边长为2的正方形,OA ⊥底面ABCD ,OA =2,M 为OA 的中点.(1)求四棱锥O -ABCD 的体积;(2)求异面直线OC 与MD 所成角的正切值的大小. [解] (1)由已知可求得,正方形ABCD 的面积S =4, 所以,四棱锥O -ABCD 的体积V =13×4×2=83.(2)连接AC ,设线段AC 的中点为E ,连接ME ,DE ,则∠EMD 为异面直线OC 与MD 所成的角(或其补角), 由已知,可得DE =2,EM =3,MD =5, ∵(2)2+(3)2=(5)2,∴△DEM 为直角三角形, ∴tan ∠EMD =DE EM=23=63. [延伸拓展]过正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的顶点A 作直线l ,使l 与棱AB ,AD ,AA 1所成的角都相等,这样的直线l 可以作( )A .1条B .2条C .3条D .4条[解析] ∵正方体的四条(体)对角线与棱AB ,AD ,AA 1所成的角都相等,如图1,其中只有一条过A ,只需把另外三条进行适当平移使之分别过点A (参考图2)即可,∴过A 可以作出适合题意要求的四条直线l .[答案] D11。
2020版高考数学一轮复习第八章立体几何第3讲空间点、直线、平面之间的位置关系教案理(含解析)新人
第3讲空间点、直线、平面之间的位置关系基础知识整合1.平面的基本性质公理1:如果一条直线上的错误!两点在一个平面内,那么这条直线就在此平面内.公理2:经过错误!不在同一直线上的三点,有且只有一个平面.公理3:如果不重合的两个平面有一个公共点,那么它们有错误!且只有一条过错误!该点的公共直线.2.用集合语言描述点、线、面间的关系(1)点与平面的位置关系:点A在平面α内记作错误!A∈α,点A不在平面α内记作错误!A∉α.(2)点与线的位置关系点A在直线l上记作错误!A∈l,点A不在直线l上,记作错误!A∉l.(3)线面的位置关系:直线l在平面α内记作错误!l⊂α,直线l不在平面α内记作错误! l⊄α。
(4)平面α与平面β相交于直线a,记作错误!α∩β=a.(5)直线l与平面α相交于点A,记作错误!l∩α=A.(6)直线a与直线b相交于点A,记作错误!a∩b=A.3.直线与直线的位置关系(1)位置关系的分类错误!(2)异面直线所成的角①定义:设a,b是两条异面直线,经过空间中任一点O作直线a′∥a,b′∥b,把a′与b′所成的错误!锐角或直角叫做异面直线a,b所成的角(或夹角).②范围:错误!错误!.1.公理2的三个推论推论1:经过一条直线和这条直线外一点有且只有一个平面;推论2:经过两条相交直线有且只有一个平面;推论3:经过两条平行直线有且只有一个平面.2.异面直线判定的一个定理过平面外一点和平面内一点的直线,与平面内不过该点的直线是异面直线.1.(2019·银川模拟)已知m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,若m⊥α,n⊥β,且β⊥α,则下列结论一定正确的是( )A.m⊥n B.m∥nC.m与n相交D.m与n异面答案A解析若β⊥α,m⊥α,则直线m与平面β的位置关系有两种:m⊂β或m∥β。
当m⊂β时,又n⊥β,所以m⊥n;当m∥β时,又n⊥β,所以m⊥n。
故选A.2.(2019·福州质检)已知命题p:a,b为异面直线,命题q:直线a,b不相交,则p是q 的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件答案A解析若直线a,b不相交,则a,b平行或异面,所以p是q的充分不必要条件,故选A。
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【2019最新】精选高考数学一轮复习课时规范练39空间点直线平面之间的位置关系理新人教B版基础巩固组1.若空间中有两条直线,则“这两条直线为异面直线”是“这两条直线没有公共点”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既非充分又非必要条件2.(2017河南南阳一模)设直线m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,下列事件是必然事件的是( )A.若m∥α,n∥β,m⊥n,则α⊥βB.若m∥α,n⊥β,m∥n,则α∥βC.若m⊥α,n∥β,m⊥n,则α∥βD.若m⊥α,n⊥β,m∥n,则α∥β3.已知m,n是两条不同直线,α,β,γ是三个不同平面,下列命题正确的是( )A.若m∥α,n∥α,则m∥nB.若α⊥γ,β⊥γ,则α∥βC.若m∥α,m∥β,则α∥βD.若m⊥α,n⊥α,则m∥n4.(2017河南濮阳一模)已知m,n是两条不同的直线,α,β是两个不重合的平面.命题p:若α∩β=m,m⊥n,则n⊥α;命题q:若m∥α,m⊂β,α∩β=n,则m∥n.那么下列命题中的真命题是( )A.p∧qB.p∨(¬q)C.(¬p)∧qD.(¬p)∧(¬q)5.如图所示,ABCD-A1B1C1D1是长方体,O是B1D1的中点,直线A1C交平面AB1D1于点M,则下列结论正确的是( )A.A,M,O三点共线B.A,M,O,A1不共面C.A,M,C,O不共面D.B,B1,O,M共面6.设l是直线,α,β是两个不同的平面,( )A.若l∥α,l∥β,则α∥βB.若l∥α,l⊥β,则α⊥βC.若α⊥β,l⊥α,则l⊥βD.若α⊥β,l∥α,则l⊥β〚导学号21500558〛7.(2017江西宜春二模,理15)在三棱锥P-ABC中,PA,PB,PC两两互相垂直,且AB=4,AC=5,则BC的取值范围是.8.如图,在三棱锥A-BCD中,AB=AC=BD=CD=3,AD=BC=2,点M,N分别为AD,BC的中点,则异面直线AN,CM所成的角的余弦值是.综合提升组9.下列命题错误的是( )A.若平面α外的直线a不平行于平面α,则平面α内不存在与a平行的直线B.如果平面α⊥平面γ,平面β⊥平面γ,α∩β=l,那么直线l⊥平面γC.如果平面α⊥平面β,那么平面α内所有直线都垂直于平面βD.一条直线与两个平行平面中的一个平面相交,则必与另一个平面相交10.(2017福建厦门二模,理11)过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A作平面α,使得正方体的各棱与平面α所成的角均相等,则满足条件的平面α的个数是( )A.1B.4C.6D.8 〚导学号21500559〛11.平面α过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A,α∥平面CB1D1,α∩平面ABCD=m,α∩平面ABB1A1=n,则m,n所成角的正弦值为( )A. B.C. D.12.α,β是两个平面,m,n是两条直线,有下列四个命题:①如果m⊥n,m⊥α,n∥β,那么α⊥β.②如果m⊥α,n∥α,那么m⊥n.③如果α∥β,m⊂α,那么m∥β.④如果m∥n,α∥β,那么m与α所成的角和n与β所成的角相等.其中正确的命题有.(填写所有正确命题的编号)创新应用组13.直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BCA=90°,M,N分别是A1B1,A1C1的中点,BC=CA=CC1,则BM与AN所成的角的余弦值为( )A. B.C. D.14.(2017全国Ⅲ,理16)a,b为空间中两条互相垂直的直线,等腰直角三角形ABC的直角边AC所在直线与a,b都垂直,斜边AB以直线AC为旋转轴旋转,有下列结论:①当直线AB与a成60°角时,AB与b成30°角;②当直线AB与a成60°角时,AB与b成60°角;③直线AB与a所成角的最小值为45°;④直线AB与a所成角的最大值为60°.其中正确的是.(填写所有正确结论的编号) 〚导学号21500560〛参考答案课时规范练39 空间点、直线、平面之间的位置关系1.A “两条直线为异面直线”⇒“两条直线无公共点”.“两直线无公共点”⇒“两直线异面或平行”.故选A.2.D 若m∥α,n∥β,m⊥n,则α,β位置关系不确定,故不正确;若m∥α,则α中存在直线c与m平行,m∥n,n⊥β,则c⊥β,∵c⊂α,∴α⊥β,不正确;若m⊥α,n∥β,m⊥n,则α,β可以相交,不正确;若m⊥α,m∥n,则n⊥α,n⊥β,∴α∥β,正确,故选D.3.D m,n平行于同一个平面,m,n可能相交、平行、异面,故A错误;α,β垂直于同一个平面γ,α,β可能相交,可能平行,故B错误;α,β平行于同一条直线m,故α,β可能相交,可能平行,故C错误;垂直于同一个平面的两条直线平行,故D正确.4.C 垂直平面内的一条直线,不能确定直线与平面垂直,所以命题p是假命题;命题q满足直线与平面平行的性质定理,所以命题q是真命题,所以¬p是真命题,可得(¬p)∧q是真命题.5.A 连接A1C1,AC,则A1C1∥AC,所以A1,C1,A,C四点共面.所以A1C⊂平面ACC1A1.因为M∈A1C,所以M∈平面ACC1A1.又M∈平面AB1D1,所以M在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上.同理A,O在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上,所以A,M,O三点共线.6.B 设α∩β=a,若直线l∥a,且l⊄α,l⊄β,则l∥α,l∥β,因此α不一定平行于β,故A错误;由于l∥α,故在α内存在直线l'∥l,又因为l⊥β,所以l'⊥β,故α⊥β,所以B正确;若α⊥β,在β内作交线的垂线l,则l⊥α,此时l在平面β内,因此C错误;已知α⊥β,若α∩β=a,l∥a,且l不在平面α,β内,则l∥α且l∥β,因此D错误.7.(3,) 如图所示,问题等价于长方体中,棱长分别为x,y,z,且x2+y2=16,x2+z2=25,求的取值范围,转化为y2+z2=41-2x2,∵x2+y2=16,∴0<x<4,∴41-2x2∈(9,41),即BC的取值范围是(3,).8. 如下图所示,连接ND,取ND的中点E,连接ME,CE,则ME∥AN,则异面直线AN,CM所成的角即为∠EMC.由题可知CN=1,AN=2,∴ME=.又CM=2,DN=2,NE=,∴CE=,则cos ∠CME==.9.C 对于选项A,如果平面α外的直线a不平行于平面α,则a与α相交,则α内不存在与a平行的直线,故A正确;对于选项B,如图,α⊥γ,α∩γ=a,β⊥γ,β∩γ=b,α∩β=l,在γ内取一点P,过P作PA⊥a于点A,作PB⊥b于点B,由面面垂直的性质可得PA⊥l,PB⊥l,则l⊥γ,故B正确;对于选项C,如果平面α⊥平面β,那么平面α内的直线与平面β有两种位置关系:平行、相交,故C错误;对于选项D,一条直线与两个平行平面中的一个平面相交,则必与另一个平面相交,故D正确.故选C.10.B 在正方体ABCD-A1B1C1D1中,与AA1,AD,AB平行的直线各有3条,AA1=AD=AB,A1-BDC1是正三棱锥,AA1,AD,AB与平面A1DB所成角相等,∴满足条件的平面有4个,故选B.11.A (方法一)∵α∥平面CB1D1,平面ABCD∥平面A1B1C1D1,α∩平面ABCD=m,平面CB1D1∩平面A1B1C1D1=B1D1,∴m∥B1D1.∵α∥平面CB1D1,平面ABB1A1∥平面DCC1D1,α∩平面ABB1A1=n,平面CB1D1∩平面DCC1D1=CD1,∴n∥CD1.∴B1D1,CD1所成的角等于m,n所成的角,即∠B1D1C等于m,n所成的角.∵△B1D1C为正三角形,∴∠B1D1C=60°,∴m,n所成的角的正弦值为.(方法二)由题意画出图形如图,将正方体ABCD-A1B1C1D1平移,补形为两个全等的正方体如图,易证平面AEF∥平面CB1D1,所以平面AEF即为平面α,m即为AE,n即为AF,所以AE与AF所成的角即为m与n所成的角.因为△AEF是正三角形,所以∠EAF=60°,故m,n所成角的正弦值为.12.②③④对于①,若m⊥n,m⊥α,n∥β,则α,β的位置关系无法确定,故错误;对于②,因为n∥α,所以过直线n作平面γ与平面α相交于直线c,则n∥c.因为m⊥α,所以m⊥c,所以m⊥n,故②正确;对于③,由两个平面平行的性质可知正确;对于④,由线面所成角的定义和等角定理可知其正确,故正确命题的编号有②③④.13.C 取BC中点D,连接MN,ND,AD,由于MN B1C1 BD,因此ND BM,则ND与NA所成角即为异面直线BM与AN所成的角(或其补角),设BC=2,则BM=ND=,AN=,AD=,因此cos ∠AND=.14.②③由题意,AB是以AC为轴,BC为底面半径的圆锥的母线,由AC⊥a,AC⊥b,得AC⊥圆锥底面,在底面内可以过点B,作BD∥a,交底面圆C于点D,如图所示,连接DE,则DE⊥BD,∴DE∥b.连接AD,在等腰三角形ABD中,设AB=AD=,当直线AB与a成60°角时,∠ABD=60°,故BD=.又在Rt△BDE中,BE=2,∴DE=,过点B作BF∥DE,交圆C于点F,连接AF,由圆的对称性可知BF=DE=,∴△ABF为等边三角形,∴∠ABF=60°,即AB与b成60°角,②正确,①错误.由最小角定理可知③正确;很明显,可以满足直线a⊥平面ABC,直线AB与a所成的最大角为90°,④错误.故正确的说法为②③.。