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第八章 立体几何初步
8.5.3 平面与平面平行
一、基础巩固
1.已知平面 平面 ,直线 ,直线 ,下列结论中不正确的是( )
A. B. C. D. 与 不相交
【答案】C
【详解】
根据面面平行的的定义和性质知: 平面 平面 ,直线 ,直线 ,则 , ,
与 不相交,
2.平面 与平面 平行的充分条件可以是( )
A. 内有无穷多条直线都与 平行
B.直线 , ,且直线a不在 内,也不在 内
C.直线 ,直线 ,且 ,
D. 内的任何一条直线都与 平行
【答案】D
【详解】
解:A选项, 内有无穷多条直线都与 平行,并不能保证平面 内有两条相交直线与平面 平行,这
无穷多条直线可以是一组平行线,故A错误;
B选项,直线 , ,且直线a不在 内,也不在 内,直线a可以是平行平面 与平面 的相交直线,故不能保证平面 与平面 平行,故B错误;
C选项, 直线 ,直线 ,且 , ,当直线 ,同样不能保证平面 与平面 平行,
故C错误;
D选项, 内的任何一条直线都与 平行,则 内至少有两条相交直线与平面 平行,故平面 与平面
平行;
3.如图,在棱长为1的正方体 中, , 分别是 , 的中点,过直线 的
平面 平面 ,则平面 截该正方体所得截面的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】
取 的中点为 .
易知 , ,所以四边形 为平行四边形,所以 .又 和 为平面 的两条相交直线,所以平面 平面 ,即 的面积即为所求.
由 , ,所以四边形 为梯形,高为 .
所以面积为: .
故选B.
4.下列说法正确的是( )
A.若两条直线与同一条直线所成的角相等,则这两条直线平行
B.若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等,则这两个平面平行
C.若一条直线分别平行于两个相交平面,则一定平行它们的交线
D.若两个平面都平行于同一条直线,则这两个平面平行
【答案】C
【详解】
A错,由两条直线与同一条直线所成的角相等,
可知两条直线可能平行,可能相交,也可能异面;
B错,
若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等,
则这两个平面可能平行或相交;
C正确,设 // // ,
利用线面平行的性质定理,在平面 中存在直线 // ,
在平面 中存在直线 // ,所以可知 // ,
根据线面平行的判定定理,可得 // ,
然后根据线面平行的性质定理可知 // ,所以 // ;
D错,两个平面可能平行,也可能相交.
5.设 是两个不同的平面, 是直线且 , ,若使 成立,则需增加条件( )A. 是直线且 , B. 是异面直线,
C. 是相交直线且 , D. 是平行直线且 ,
【答案】C
【详解】
要使 成立,需要其中一个面的两条相交直线与另一个面平行,
是相交直线且 , , , ,
由平面和平面平行的判定定理可得 .
6.下列四个正方体图形中, , 为正方体的两个顶点, , , 分别为其所在棱的中点,能得出
平面 的图形的序号是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【答案】C
【详解】
对于①,连接 如图所示,由于 ,根据面面平行的性质定理可知平面 平
面 ,所以 平面 .对于②,连接 交 于 ,由于 是 的中点, 不是 的中点,所以在平面 内 与
相交,所以直线 与平面 相交.
对于③,连接 ,则 ,而 与 相交,即 与平面 相交,所以 与平面
相交.
对于④,连接 ,则 ,由线面平行的判定定理可知 平面 .综上所述,能得出 平面 的图形的序号是①④.
7.设 , 是两个不重合的平面, , 是空间两条不重合的直线,下列命题不正确的是()
A.若 , ,则 B.若 , ,则
C.若 , ,则 D.若 , ,则
【答案】D
【详解】
A.正确,垂直于同一条直线的两个平面平行;
B.正确,垂直于同一个平面的两条直线平行;
C.正确,因为平面 内存在直线 ,使 ,若 ,则 ,则 ;
D.不正确,有可能 .
8.设 , 是两条不同的直线, , 是两个不同的平面,且 , ,则“ ”是“
且 ”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
【详解】
, 是两条不同的直线, , 是两个不同的平面,且 , ,则“ ”得“ 且
”,
根据面面平行的判定定理得“ 且 ”不能得“ ”,所以“ ”是“ 且 ”
的充分不必要条件.
9.已知 , , 为三条不同的直线, , , 为三个不同的平面,则下列说法正确的是( )
A.若 , ,则B.若 , , ,则
C.若 , ,则
D.若 , , , ,则
【答案】D
【详解】
A, 若 , ,则 或 ,故A不正确.
B, 若 , , ,则 或 与 相交,故B不正确.
C,若 , ,则 或 ,故C不正确 .
D,如图,由 可得 ,易证 ,故D正确.
10.如图,四棱锥 中,底面是边长为 的正方形ABCD,AC与BD的交点为O, 平面
ABCD且 ,E是边BC的中点,动点P在四棱锥表面上运动,并且总保持 ,则动点P
的轨迹的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】D【详解】
解:分别取CD、SC的中点F、G,连接EF、FG和EG,如图所示;
则EF∥BD,EF⊄平面BDS,BD 平面BDS
∴EF∥平面BDS ⊂
同理FG∥平面BDS
又EF∩FG=F,EF 平面EFG,FG 平面EFG,,
∴平面EFG∥平面B⊂DS, ⊂
由AC⊥BD,AC⊥SO,且AC∩SO=O,
则AC⊥平面BDS,
∴AC⊥平面EFG,
∴点P在△EFG的三条边上;
又EF= BD= × × =1,
FG=EG= SB= × = ,
∴△EFG的周长为EF+2FG=1+ .
11.设 , 表示两个不同平面, 表示一条直线,下列命题正确的是( )
A.若 , ,则 .
B.若 , ,则 .
C.若 , ,则 .
D.若 , ,则 .
【答案】C【详解】
若 , ,则 或 , 不正确;
若 , ,则 ,或 相交, 不正确;
若 , ,可得 没有公共点,即 , 正确;
若 , ,则 或 相交, 不正确,故选C.
12.设 是两条不同的直线, 是两个不同的平面,则 的一个充分条件是( )
A.存在两条异面直线 , .
B.存在一条直线 , .
C.存在一条直线 , .
D.存在两条平行直线 , .
【答案】A
【详解】
对于A选项,如图: 为异面直线,且 ,在 内过 上一点作 ,则
内有两相交直线平行于 ,则有 ;故A正确;
对于B选项,若 ,则 可能平行于 与 的交线,因此 与 可能平行,也可能相交,故
B错;对于C选项,若 ,则 与 可能平行,也可能相交,故C错;
对于D选项,若 ,则 与 可能平行,也可能相交,故D错.
二、拓展提升
13.如图,在三棱柱 中, 、 分别是棱 , 的中点,求证:
(1) 平面 ;
(2)平面 平面 .
【答案】(1)见证明;(2)见证明
【详解】
证明:(1)设 与 的交点为 ,连结 ,
∵四边形 为平行四边形,∴ 为 中点,
又 是 的中点,∴ 是三角形 的中位线,则 ,
又∵ 平面 , 平面 ,
∴ 平面 ;
(2)∵ 为线段 的中点,点 是 的中点,
∴ 且 ,则四边形 为平行四边形,
∴ ,又∵ 平面 , 平面 ,
∴ 平面 .
又 平面 , ,且 平面 , 平面 ,
∴平面 平面 .
14.如图所示,在正方体ABCD-ABC D 中,E,F,G,H分别是BC,CC ,C D,AA的中点.求证:
1 1 1 1 1 1 1 1
(1)BF∥HD ;
1
(2)EG∥平面BBDD;
1 1
(3)平面BDF∥平面BDH.
1 1
【答案】(1) 见解析;(2) 见解析;(3)见解析.
(1)取BB 的中点M,连接HM、MC ,四边则HMC D 是平行四边形,∴HD ∥MC .
1 1 1 1 1 1
又∵MC ∥BF,∴BF∥HD .
1 1
(2)取BD的中点O,连接EO、DO,则OE∥ ,OE= .又DG∥DC,DG= DC,
1 1 1
∴OE∥DG,OE=DG,∴四边形OEGD 是平行四边形,∴GE∥DO.
1 1 1 1
又DO 平面BB DD,∴EG∥平面BB DD.
1 1 1 1 1
(3)由⊂(1)知D
1
H∥BF,又BD∥B
1
D
1
,B
1
D
1
、HD
1
平面HB
1
D
1
,BF、BD 平面BDF,且
B D∩HD=D,DB∩BF=B,∴平面BDF∥平面B D⊂H. ⊂
1 1 1 1 1 115.如图所示,在三棱柱 中, 分别是 的中点,
求证:(1) 四点共面;
(2)平面 平面 .
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析.
【详解】
(1) 分别是 的中点,
是 的中位线,
则 ,
又 ,
四点共面.
(2) 分别为 的中点, ,
平面 平面 ,
平面 ,又 分别是 的中点, ,
,
四边形 是平行四边形, ,
平面 平面 ,
平面 ,
又 ,
平面 平面 ,