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《科学备考》2015届高考数学(文通用版)大一轮复习配套精品试题:直线、平面平行的判定与性质(含2014模拟试题答案解析).doc

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资源描述

1、精品题库试题文数1.(重庆市杨家坪中学2014届高三下学期第一次月考) 如图,在透明的长方体容器内灌进一些水,将底面一边固定于地面上,再将容器倾斜,有下列四个说法:水的部分始终呈棱柱状;水面四边形的面积不改变;棱始终与水面平行;当时,是定值.其中所有正确的命题的序号是( )A. B. C. D. 解析 1.对于命题,由于固定,所以在倾斜的过程中,始终有,且平面平面,故水的部分始终呈棱柱状(四棱柱或三棱柱、五棱柱),且为棱柱的一条侧棱,命题正确,对于命题,当水是四棱柱或五棱柱时,水面面积与上下底面面积相等,当水是三棱柱时,则水面面积可能变大,也可能变小,故错误,因为始终平行,所以始终平行水面,故

2、正确,由水的体积不变性可知,故正确.2.(重庆市杨家坪中学2014届高三下学期第一次月考) 已知m,n是两条不同直线,是两个不同平面,给出四个命题:若,则 若,则若,则 若,则其中正确的命题是( )A B C D解析 2.中满足条件的可能是一般的相交关系,由线面垂直的性质可知正确,线面垂直的定义可知正确,中可能相交.3.(湖北省武汉市2014届高三2月份调研测试) 如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,E,H分别是棱A1B1,D1C1上的点(点E与B1不重合),且EHA1D1,过EH的平面与棱BB1,CC1相交,交点分别为F,G设AB2AA12a,EFa,B1EB1F在长方体ABCD-A

3、1B1C1D1内随机选取一点,则该点取自于几何体A1ABFE-D1DCGH内的概率为A11/16 B3/4 C 13/16 D7/8解析 3. 因为,则,所以平面,过的平面与平面交于,则,所以几何体和是等高的五棱柱和三棱柱,由几何概型可知,长方体内任一点取自于几何体内的概率为P=.4.(2014年兰州市高三第一次诊断考试) 已知是两个不同的平面,m,n是两条不同的直线,给出下列命题:若;若;如果相交;若其中正确的命题是 ( )ABCD解析 4.对于,和可以平行或相交,所以错误;对于,如果是异面直线,则与平行或相交,所以错误5.(2014年陕西省宝鸡市高三数学质量检测)关于直线及平面,下列命题中

4、正确的是A . B. C. D. 解析 5.A项或异面,B项或异面或相交,D项与可以平行或相交但不垂直.6.(2013广东,8,5分) 8. 设l为直线, , 是两个不同的平面. 下列命题中正确的是()A. 若l, l, 则B. 若l, l, 则C. 若l, l, 则D. 若, l, 则l解析 6.l, l, 则与可能平行, 也可能相交, 故A项错; 由面面平行的判定可知B项正确; 由l, l可知, 故C项错; 由, l可知l与可能平行, 也可能相交, 故D项错. 故选B.7.(天津市蓟县第二中学2014届高三第一次模拟考试)已知直线,给出下列命题: 其中正确的命题的序号是 。解析 7.设,则

5、有得,则有得,易得,故正确,因为,所以,由得,故正确,由,则与可能平行,故错误,设所确定的平面为,则根据已知条件得所以,故正确.8.(吉林省长春市2014届高中毕业班第二次调研测试) 如图,在长方体中,分别是棱,上的点(点与不重合),且,过的平面与棱,相交,交点分别为设,在长方体内随机选取一点,则该点取自于几何体内的概率为 .解析 8. 因为,则,所以平面,过的平面与平面交于,则,所以几何体和是等高的五棱柱和三棱柱,由几何概型可知,长方体内任一点取自于几何体内的概率为.9.(2013江西,15,5分) 如图, 正方体的底面与正四面体的底面在同一平面上, 且ABCD, 则直线EF与正方体的六个面

6、所在的平面相交的平面个数为.解析 9.取CD的中点为G, 由题意知平面EFG与正方体的左、右侧面所在平面重合或平行, 从而EF与正方体的左、右侧面所在的平面平行或EF在平面内. 所以直线EF与正方体的前、后侧面及上、下底面所在平面相交. 故直线EF与正方体的六个面所在的平面相交的平面个数为410.(河北省衡水中学2014届高三下学期二调) 如图,在四棱锥中,, ,平面, 为的中点,.(I ) 求证:平面;( II ) 求四面体的体积.解析 10.(1) 法一:取AD得中点M,连接EM, CM. 则EM/PA因为所以,在中,所以,而, 所以, MC/AB.因为所以,又因为所以,因为法二:延长DC

7、, AB, 交于N点,连接PN.因为所以,C为ND的中点.因为E为PD的中点,所以,EC/PN因为(2)由已知条件有,因为平面,所以,又因为,所以平面因为E是PD的中点,所以点E平面PAC的距离, 所以,四面体PACE的体积法二:由已知条件有; AC=2AB=2, AD=2AC=4, CD=因为,所以,因为E是PD的中点,所以,四面体PACE的体积11.(江苏省南京市、盐城市2014届高三第二次模拟)如图,在四棱锥PABCD中,底面ABCD为矩形,平面PAB平面ABCD,PAPB, BPBC,E为PC的中点 (1)求证:AP平面BDE; (2)求证:BE平面PAC解析 11.因为E是PC中点,

8、所以OEAP 因为,OE平面BDE,所以AP平面BDE (2)因为平面PAB平面ABCD,BCAB,平面PAB平面ABCDAB,(1)设ACBDO,连结OE因为ABCD为矩形,所以O是AC的中点所以BC平面PAB 因为AP平面PAB,所以BCPA因为PBPA,BCPBB,BC,PB平面PBC,所以PA平面PBC因为BE平面PBC,所以PABE因为BPPC,且E为PC中点,所以BEPC因为PAPCP,PA,PC平面PAC,所以BE平面PAC 12.(河南省豫东豫北十所名校2014届高中毕业班阶段性检测(四) 如图,在四棱锥P - ABCD中,平面PAD平面ABCD,ABDC,PAD是等边三角形,

9、已知AD =4,BD =,AB=2CD=8 ( I) 设M是PC上的一点,证明:平面MBD平面PAD; () 当M点位于线段PC的什么位置时,PA/平面MBD? () 求四棱锥P-ABCD的体积解析 12.(1)在中,因为所以,所以,又平面平面,平面平面,平面,所以平面,又平面,所以平面平面(2)当位于线段靠点的三等分点时,平面,证明如下:连接,交于点,连接,因为,所以四边形是梯形,因为,所以,又,所以,所以,因为平面,平面,所以平面.(3)过点作交于,因为平面平面,即为四棱锥的高,又是边长为的等边三角形,所以,在中,斜边边上的高为,此时为梯形的高,所以的面积,故.13.(安徽省合肥市2014

10、届高三第二次教学质量检测) 如图,三棱台 ABC-DEF中,CF平面DEF, ABBC.(I)设平面AEC平面DEF=a,求证DF/a ;(II)若EF=CF=2BC, 试同在线段BE上是杏存在点G, 使得平面DFG平面CDE,若存在,请确定G点的位置;若不存在,说明理由解析 13.(1)在三棱台中,平面,平面,所以平面,平面,平面平面,所以,(2)线段上存在点,且,使得平面平面,证明如下:取中点,连接并延长于点,连接、,因为,所以,在三棱台中,由平面又,所以平面,所以,由,所以平面,又平面,所以平面平面,此时,如平面图形所示,因为为的中点,由平面几何知识易知,所以,由可知,即.14.(广东省

11、汕头市2014届高三三月高考模拟)在如图5所示的几何体中,四边形为正方形,四边形为等腰梯形, ABCD, (1)求证:(2)求四面体的体积;(3)线段上是否存在点,使平面?请证明你的结论。解析 14.(1)证明:在中,因为所以,所以,又因为,且,平面,平面,所以平面,(2)因为平面,且平面,所以,又因为,且,平面,平面,所以平面,即为三棱锥的高,在等腰梯形中可得,所以,所以的面积为,所以四面体的体积为,(3)线段上存在点,且为的中点时,有平面,证明如下:连接,与交于点,连接,所以为正方形,所以为的中点,又为的中点,所以,因为平面,平面,所以平面,因此线段上存在点,使得平面成立.15.(吉林省实

12、验中学2014届高三年级第一次模拟考试) 如图, 是边长为的正方形,平面,且.(1)求证: 平面;(2)求证: 平面平面(3)求几何体ABCDEF的体积解析 15.(1)设与交于点,则,连接,且,所以且,所以四边形是平行四边形,则,又面,面,故平面(2),又,(3)因为平面又且=,又,由(1)知,所以几何体的体积16.(重庆一中2014年高三下期第一次月考) 直三棱柱,棱上有一个动点满足.(1)求的值,使得三棱锥的体积是三棱柱 体积的;(2)在满足(1)的情况下,若,确定上一点,使得,求出此时的值.解析 16.(1)根据条件,有,即点到底面的距离是点到底面距离的,所以;(2)根据条件,易得,则

13、当时,即有,即时,有,所以17.(山东省青岛市2014届高三第一次模拟考试) 如图,四棱锥中, 面,、分别为、的中点,.()证明:面;()证明:解析 17.() 因为、分别为、的中点,所以因为面,面所以面() 因为面所以因为,所以又因为为的中点所以所以得,即因为,所以面所以18.(广西省桂林中学2014届高三月考测试题) 如图, 已知在四棱锥P-ABCD中, 底面ABCD是矩形, 且AD=2, AB=1, PA平面ABCD, E, F分别是线段AB, BC的中点.(1) 判断并说明PA上是否存在点G, 使得EG平面PFD;(2) 若PB与平面ABCD所成的角为45, 求二面角APDF的余弦值.

14、解析 18.(1)因为平面, , , ,建立如图所示的空间直角坐标系,则,不妨令,因为,设平面的法向量为, 由,得,令,解得,所以,设点坐标为, ,则,要使平面,只需,即,得,从而满足的点即为所求 (2)因为平面,所以是平面的法向量, 易得,又平面,所以是与平面所成的角,得, ,平面的法向量为,所以,故所求二面角的余弦值为19.(江苏省苏、锡、常、镇四市2014届高三数学教学情况调查) 如图,在三棱柱中,侧面为菱形, 且,是的中点(1)求证:平面平面;(2)求证:平面解析 19. (1)证明: 为菱形,且,为正三角形 是的中点,是的中点, ,平面 平面,平面平面 (2)证明:连结,设,连结三棱

15、柱的侧面是平行四边形,为中点 在中,又是的中点, 平面,平面, 平面 20.(天津市蓟县邦均中学2014届高三第一次模拟考试) 一个多面体的直观图及三视图如图所示,M、N分别为A1B、B1C1的中点。(1)求证:MN/平面ACC1A1;(2)求证:MN平面A1BC。解析 20.由题意,这个几何体是直三棱柱,且ACBC,AC=BC=CC1,(1)连接AC1、AB1,由直三棱柱的性质得AA1平面A1B1C1,AA1A1B1,则四边形ABB1A1为矩形。由矩形性质得AB1经过A1B的中点M,又N为B1C1的中点,AB1C1中,MN/AC1,又AC1平面ACC1A1,MN平面ACC1A1,MN/平面A

16、CC1A1,(2)直三棱柱ABCA1B1C1中,平面ACC1A1平面ABC,且ACBCBC平面ACC1A1又AC1 平面ACC1A1BCAC1,在正方形ACC1A1中,AC1A1C,由(1)知MN/AC1,MNBC且MN/A1C,又BCA1C=C,MN平面A1BC21.(辽宁省大连市高三第一次模拟考试)如图,正三棱柱ABCA1B1C1中,底面边长为2,侧棱长为,为中点()求证;平面;()三棱锥的体积解析 21.()如图,连结A1B与AB1交于E,连结DE,则E为A1B的中点,BC1DE, 平面,平面,平面()过点作,正三棱柱,平面为三棱锥的高,22.(吉林省长春市2014届高中毕业班第二次调研

17、测试) 如图,已知四棱锥,底面是等腰梯形,且,是中点,平面, 是中点(1)证明:平面平面;(2)求点到平面的距离.解析 22.(1) 证明:由题意, ,=四边形为平行四边形,所以.又, 又平面,平面 平面 同理,平面,又平面平面. (2)设求点到平面的距离为. 因为V三棱锥A-PCD= V三棱锥P-ACD即,. 23.(山东省潍坊市2014届高三3月模拟考试) 如图,底面是等腰梯形的四棱锥EABCD中,EA平面ABCD,AB/CD,AB=2CD,ABC=(I) 设F为EA的中点,证明:DF/平面EBC;(II) 若AE=AB=2,求三棱锥CDE的体积解析 23.(I) 证明:取的中点,连接因为

18、为的中点,所以,又因为,所以,四边形为平行四边形,所以,又平面,平面,所以平面.(II) 等腰梯形中,作于,则,在中,则,即点到的距离,则点到的距离,又平面,所以三棱锥的体积.24.(北京市海淀区2014届高三年级第一学期期末练习)如图,在四棱锥中,底面是菱形,且侧面平面,点是棱的中点()求证:平面;()求证:;()若,求证:平面平面.解析 24.解:()因为底面是菱形, 所以. 又因为平面, 所以平面.()因为,点是棱的中点, 所以. 因为平面平面, 平面平面, 平面, 所以平面, 因为平面, 所以.()因为,点是棱的中点, 所以. 由()可得, 所以平面, 又因为平面,所以平面平面. 25

19、.(福建省政和一中、周宁一中2014届高三第四次联考)如图(1),三棱锥中,平面,是正三角形,E是的中点;如图(2),平面ACD,.若,现将两个三棱锥拼接成四棱锥P-ABCD,使得面与面完全重合.解答下列问题:(1)图(1)中,在边上是否存在点F,使得平面?若存在,说出F点位置;若不存在,说明理由;(2)在四棱锥P-ABCD中,已知.求证:;求棱锥E-ABCD的体积;解析 25.(1)取的中点,连结,则,又平面,则平面,(2)如图,因为平面,所以四点共面,因为平面,即,又,则平面,则,连结,取中点,连结,知,由平面知,平面,又,所以26.(河北衡水中学2014届高三上学期第五次调研)如图,正A

20、BC的边长为4,CD是AB边上的高,E,F分别是AC和BC边的中点,现将ABC沿CD翻折成直二面角A-DC-B(1)试判断直线AB与平面DEF的位置关系,并说明理由;(2)求棱锥E-DFC的体积;(3)在线段BC上是否存在一点P,使APDE?如果存在,求出的值;如果不存在,请说明理由.解析 26.1)AB平面DEF,理由如下:如图:在ABC中,由E、F分别是AC、BC中点,得EFAB,又AB平面DEF,EF平面DEFAB平面DEF(2)ADCD,BDCD,将ABC沿CD翻折成直二面角A-DC-BADBD AD平面BCD取CD的中点M,这时EMAD EM平面BCD,EM=1, (3)在线段BC上

21、存在点P,使APDE证明如下:在线段BC上取点P使BP=BC/3, 过P作PQCD于Q,AD平面BCD PQ平面ACDDQ=DC/3=23/3, tanDAQ=DQ/AD(23/3)/2=3/3,DAQ=30 在等边ADE中,DAQ=30 AQDEPQ平面ACD APDEAQAP=ADE平面APQ, APDE 此时BP=BC/3, BP/BC=1/327.(吉林市普通高中20132014学年度高中毕业班上学期期末复习检测)如图,在四棱锥中,, ,平面, 为的中点,.(I ) 求证:平面; ( II ) 求四面体的体积.解析 27.(1) 法一:取AD得中点M,连接EM, CM. 则EM/PA因

22、为所以,在中,所以,而, 所以, MC/AB.因为所以,又因为所以,因为 法二:延长DC, AB, 交于N点,连接PN. 因为所以,C为ND的中点. 因为E为PD的中点所以,EC/PN因为2)法一:由已知条件有; AC=2AB=2, AD=2AC=4, CD= 因为,所以, 又因为所以, 因为E是PD的中点所以点E平面PAC的距离 所以,四面体PACE的体积 法二:由已知条件有; AC=2AB=2, AD=2AC=4, CD=因为,所以, 因为E是PD的中点所以,四面体PACE的体积 28.(南京市、盐城市2014届高三第一次模拟考试) 如图,在正三棱锥中,分别为,的中点.(1)求证:平面;(

23、2)求证:平面平面.解析 28.(1)连交于点,为中点, ,为中点,四边形是平行四边形,又平面,平面,平面.(2)由(1)知,为中点,所以,所以,又因为底面,而底面,所以,则由,得,而平面,且,所以面,又平面,所以平面平面.29.(山东省济宁市2014届高三上学期期末考试)如图,在四棱锥P-ABCD中,侧面底面ABCD,侧棱,底面ABCD是直角梯形,其中BC/AD,是AD上一点. (I)若AD=3OD,求证:CD/平面PBO;(II)求证:平面 平面PCD解析 29.(1)证:因为,所以且,所以四边形为平行四边形,所以,又平面,平面,所以平面,(2)证明:因为侧面底面,底面,且,所以平面,则,

24、又,且平面,平面,所以平面,所以平面平面30.(2014年兰州市高三第一次诊断考试) 如图,在四棱锥中,底面,是直角梯形,是的中点。(1)求证: EC/平面PAD(2)求证:平面平面解析 30.(1)作线段AB的中点F. 连接EF, CF. 则AF=CD AFCD, 所以四边形ADCF是平行四边形,则CFAD,又EFAP 且CFEF=F,面CFE面PAD,又EC包含于面CEF,EC/平面PAD(2)因为,所以,因为底面,底面,所以,又,所以平面,又平面,所以平面平面31.(2014年陕西省宝鸡市高三数学质量检测)如图,四棱锥中,底面是平行四边形,, 是的中点(1)求证:(2)试在线段上确定一点

25、,使,求三棱锥的体积解析 31.()四边形ABCD是平行四边形,ACB=90,DAC=90 PA平面ABCD, DA平面ABCD, PADA 又ACDA, ACPA=A DA平面PAC () 设PD的中点为G, 在平面PAD内作GHPA于H, 则GH平行且等于AD. 连接FH, 则四边形FCGH为平行四边形, GCFH, FH平面PAE, CG平面PAEAE, GC平面PAE, G为PD中点时,GC平面PAE. 设S为AD的中点,连结GS, 则GS平行且等于PA= PA平面ABCD,GS平面ABCD. VA-CDG=VG-ACD=SACDGS=. 32.(2013福建,18,12分) 如图,

26、在四棱锥P-ABCD中, PD平面ABCD, ABDC, ABAD, BC=5, DC=3, AD=4, PAD=60.() 当正视方向与向量的方向相同时, 画出四棱锥P-ABCD的正视图(要求标出尺寸, 并写出演算过程);() 若M为PA的中点, 求证: DM平面PBC;() 求三棱锥D-PBC的体积.32.33.(2013广东,18,14分)如图1, 在边长为1的等边三角形ABC中, D, E分别是AB, AC上的点, AD=AE, F是BC的中点, AF与DE交于点G. 将ABF沿AF折起, 得到如图2所示的三棱锥A-BCF, 其中BC=.图1图2(1) 证明: DE平面BCF;(2)

27、证明: CF平面ABF;(3) 当AD=时, 求三棱锥F-DEG的体积VF-DEG.33.34.(2013湖北,20,13分) 如图, 某地质队自水平地面A, B, C三处垂直向地下钻探, 自A点向下钻到A1处发现矿藏, 再继续下钻到A2处后下面已无矿, 从而得到在A处正下方的矿层厚度为A1A2=d1. 同样可得在B, C处正下方的矿层厚度分别为B1B2=d2, C1C2=d3, 且d1 d2 d3. 过AB, AC的中点M, N且与直线AA2平行的平面截多面体A1B1C1-A2B2C2所得的截面DEFG为该多面体的一个中截面, 其面积记为S中.() 证明: 中截面DEFG是梯形;() 在AB

28、C中, 记BC=a, BC边上的高为h, 面积为S. 在估测三角形ABC区域内正下方的矿藏储量(即多面体A1B1C1-A2B2C2的体积V) 时, 可用近似公式V估=S中h来估算. 已知V=(d1+d2+d3) S, 试判断V估与V的大小关系, 并加以证明.34.35.(2013陕西,18,12分)如图, 四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是正方形, O是底面中心, A1O底面ABCD, AB=AA1=.() 证明: 平面A1BD平面CD1B1;() 求三棱柱ABD-A1B1D1的体积.35.36.(2013江苏,16,14分) 如图, 在三棱锥S-ABC中, 平面SAB平面SBC

29、, ABBC, AS=AB. 过A作AFSB, 垂足为F, 点E, G分别是棱SA, SC的中点.求证: (1) 平面EFG平面ABC;(2) BCSA.36.37.(2013山东,19,12分) 如图, 四棱锥P-ABCD中, ABAC, ABPA, ABCD, AB=2CD, E, F, G, M, N分别为PB, AB, BC, PD, PC的中点.() 求证: CE平面PAD;() 求证: 平面EFG平面EMN.37.38.(2013辽宁,18,12分) 如图, AB是圆O的直径, PA垂直圆O所在的平面, C是圆O上的点.() 求证: BC平面PAC;() 设Q为PA的中点, G为A

30、OC的重心, 求证: QG平面PBC.38.39.(2013天津,17,13分) 如图, 三棱柱ABC-A1B1C1中, 侧棱A1A底面ABC, 且各棱长均相等, D, E, F分别为棱AB, BC, A1C1的中点.() 证明EF平面A1CD;() 证明平面A1CD平面A1ABB1;() 求直线BC与平面A1CD所成角的正弦值.39.答案和解析文数答案 1. D解析 1.对于命题,由于固定,所以在倾斜的过程中,始终有,且平面平面,故水的部分始终呈棱柱状(四棱柱或三棱柱、五棱柱),且为棱柱的一条侧棱,命题正确,对于命题,当水是四棱柱或五棱柱时,水面面积与上下底面面积相等,当水是三棱柱时,则水面

31、面积可能变大,也可能变小,故错误,因为始终平行,所以始终平行水面,故正确,由水的体积不变性可知,故正确.答案 2.B解析 2.中满足条件的可能是一般的相交关系,由线面垂直的性质可知正确,线面垂直的定义可知正确,中可能相交.答案 3.D解析 3. 因为,则,所以平面,过的平面与平面交于,则,所以几何体和是等高的五棱柱和三棱柱,由几何概型可知,长方体内任一点取自于几何体内的概率为P=.答案 4.D解析 4.对于,和可以平行或相交,所以错误;对于,如果是异面直线,则与平行或相交,所以错误答案 5.C解析 5.A项或异面,B项或异面或相交,D项与可以平行或相交但不垂直.答案 6. B解析 6.l, l

32、, 则与可能平行, 也可能相交, 故A项错; 由面面平行的判定可知B项正确; 由l, l可知, 故C项错; 由, l可知l与可能平行, 也可能相交, 故D项错. 故选B.答案 7.解析 7.设,则有得,则有得,易得,故正确,因为,所以,由得,故正确,由,则与可能平行,故错误,设所确定的平面为,则根据已知条件得所以,故正确.答案 8.解析 8. 因为,则,所以平面,过的平面与平面交于,则,所以几何体和是等高的五棱柱和三棱柱,由几何概型可知,长方体内任一点取自于几何体内的概率为.答案 9.4解析 9.取CD的中点为G, 由题意知平面EFG与正方体的左、右侧面所在平面重合或平行, 从而EF与正方体的

33、左、右侧面所在的平面平行或EF在平面内. 所以直线EF与正方体的前、后侧面及上、下底面所在平面相交. 故直线EF与正方体的六个面所在的平面相交的平面个数为4答案 10.(答案详见解析)解析 10.(1) 法一:取AD得中点M,连接EM, CM. 则EM/PA因为所以,在中,所以,而, 所以, MC/AB.因为所以,又因为所以,因为法二:延长DC, AB, 交于N点,连接PN.因为所以,C为ND的中点.因为E为PD的中点,所以,EC/PN因为(2)由已知条件有,因为平面,所以,又因为,所以平面因为E是PD的中点,所以点E平面PAC的距离, 所以,四面体PACE的体积法二:由已知条件有; AC=2

34、AB=2, AD=2AC=4, CD=因为,所以,因为E是PD的中点,所以,四面体PACE的体积答案 11.(答案详见解析)解析 11.因为E是PC中点,所以OEAP 因为,OE平面BDE,所以AP平面BDE (2)因为平面PAB平面ABCD,BCAB,平面PAB平面ABCDAB,(1)设ACBDO,连结OE因为ABCD为矩形,所以O是AC的中点所以BC平面PAB 因为AP平面PAB,所以BCPA因为PBPA,BCPBB,BC,PB平面PBC,所以PA平面PBC因为BE平面PBC,所以PABE因为BPPC,且E为PC中点,所以BEPC因为PAPCP,PA,PC平面PAC,所以BE平面PAC 答

35、案 12.(答案详见解析)解析 12.(1)在中,因为所以,所以,又平面平面,平面平面,平面,所以平面,又平面,所以平面平面(2)当位于线段靠点的三等分点时,平面,证明如下:连接,交于点,连接,因为,所以四边形是梯形,因为,所以,又,所以,所以,因为平面,平面,所以平面.(3)过点作交于,因为平面平面,即为四棱锥的高,又是边长为的等边三角形,所以,在中,斜边边上的高为,此时为梯形的高,所以的面积,故.答案 13.(答案详见解析)解析 13.(1)在三棱台中,平面,平面,所以平面,平面,平面平面,所以,(2)线段上存在点,且,使得平面平面,证明如下:取中点,连接并延长于点,连接、,因为,所以,在

36、三棱台中,由平面又,所以平面,所以,由,所以平面,又平面,所以平面平面,此时,如平面图形所示,因为为的中点,由平面几何知识易知,所以,由可知,即.答案 14.(答案详见解析)解析 14.(1)证明:在中,因为所以,所以,又因为,且,平面,平面,所以平面,(2)因为平面,且平面,所以,又因为,且,平面,平面,所以平面,即为三棱锥的高,在等腰梯形中可得,所以,所以的面积为,所以四面体的体积为,(3)线段上存在点,且为的中点时,有平面,证明如下:连接,与交于点,连接,所以为正方形,所以为的中点,又为的中点,所以,因为平面,平面,所以平面,因此线段上存在点,使得平面成立.答案 15.(答案详见解析)解

37、析 15.(1)设与交于点,则,连接,且,所以且,所以四边形是平行四边形,则,又面,面,故平面(2),又,(3)因为平面又且=,又,由(1)知,所以几何体的体积答案 16.(答案详见解析)解析 16.(1)根据条件,有,即点到底面的距离是点到底面距离的,所以;(2)根据条件,易得,则当时,即有,即时,有,所以答案 17.(答案详见解析)解析 17.() 因为、分别为、的中点,所以因为面,面所以面() 因为面所以因为,所以又因为为的中点所以所以得,即因为,所以面所以答案 18.(答案详见解析)解析 18.(1)因为平面, , , ,建立如图所示的空间直角坐标系,则,不妨令,因为,设平面的法向量为

38、, 由,得,令,解得,所以,设点坐标为, ,则,要使平面,只需,即,得,从而满足的点即为所求 (2)因为平面,所以是平面的法向量, 易得,又平面,所以是与平面所成的角,得, ,平面的法向量为,所以,故所求二面角的余弦值为答案 19.(答案详见解析)解析 19. (1)证明: 为菱形,且,为正三角形 是的中点,是的中点, ,平面 平面,平面平面 (2)证明:连结,设,连结三棱柱的侧面是平行四边形,为中点 在中,又是的中点, 平面,平面, 平面 答案 20.(答案详见解析)解析 20.由题意,这个几何体是直三棱柱,且ACBC,AC=BC=CC1,(1)连接AC1、AB1,由直三棱柱的性质得AA1平

39、面A1B1C1,AA1A1B1,则四边形ABB1A1为矩形。由矩形性质得AB1经过A1B的中点M,又N为B1C1的中点,AB1C1中,MN/AC1,又AC1平面ACC1A1,MN平面ACC1A1,MN/平面ACC1A1,(2)直三棱柱ABCA1B1C1中,平面ACC1A1平面ABC,且ACBCBC平面ACC1A1又AC1 平面ACC1A1BCAC1,在正方形ACC1A1中,AC1A1C,由(1)知MN/AC1,MNBC且MN/A1C,又BCA1C=C,MN平面A1BC答案 21.(答案详见解析)解析 21.()如图,连结A1B与AB1交于E,连结DE,则E为A1B的中点,BC1DE, 平面,平

40、面,平面()过点作,正三棱柱,平面为三棱锥的高,答案 22.(答案详见解析)解析 22.(1) 证明:由题意, ,=四边形为平行四边形,所以.又, 又平面,平面 平面 同理,平面,又平面平面. (2)设求点到平面的距离为. 因为V三棱锥A-PCD= V三棱锥P-ACD即,. 答案 23.(答案详见解析)解析 23.(I) 证明:取的中点,连接因为为的中点,所以,又因为,所以,四边形为平行四边形,所以,又平面,平面,所以平面.(II) 等腰梯形中,作于,则,在中,则,即点到的距离,则点到的距离,又平面,所以三棱锥的体积.答案 24.详见解析 解析 24.解:()因为底面是菱形, 所以. 又因为平

41、面, 所以平面.()因为,点是棱的中点, 所以. 因为平面平面, 平面平面, 平面, 所以平面, 因为平面, 所以.()因为,点是棱的中点, 所以. 由()可得, 所以平面, 又因为平面,所以平面平面. 答案 25.详见解析 解析 25.(1)取的中点,连结,则,又平面,则平面,(2)如图,因为平面,所以四点共面,因为平面,即,又,则平面,则,连结,取中点,连结,知,由平面知,平面,又,所以答案 26.详见解析 解析 26.1)AB平面DEF,理由如下:如图:在ABC中,由E、F分别是AC、BC中点,得EFAB,又AB平面DEF,EF平面DEFAB平面DEF(2)ADCD,BDCD,将ABC沿

42、CD翻折成直二面角A-DC-BADBD AD平面BCD取CD的中点M,这时EMAD EM平面BCD,EM=1, (3)在线段BC上存在点P,使APDE证明如下:在线段BC上取点P使BP=BC/3, 过P作PQCD于Q,AD平面BCD PQ平面ACDDQ=DC/3=23/3, tanDAQ=DQ/AD(23/3)/2=3/3,DAQ=30 在等边ADE中,DAQ=30 AQDEPQ平面ACD APDEAQAP=ADE平面APQ, APDE 此时BP=BC/3, BP/BC=1/3答案 27.详见解析 解析 27.(1) 法一:取AD得中点M,连接EM, CM. 则EM/PA因为所以,在中,所以,

43、而, 所以, MC/AB.因为所以,又因为所以,因为 法二:延长DC, AB, 交于N点,连接PN. 因为所以,C为ND的中点. 因为E为PD的中点所以,EC/PN因为2)法一:由已知条件有; AC=2AB=2, AD=2AC=4, CD= 因为,所以, 又因为所以, 因为E是PD的中点所以点E平面PAC的距离 所以,四面体PACE的体积 法二:由已知条件有; AC=2AB=2, AD=2AC=4, CD=因为,所以, 因为E是PD的中点所以,四面体PACE的体积 答案 28.详见解析解析 28.(1)连交于点,为中点, ,为中点,四边形是平行四边形,又平面,平面,平面.(2)由(1)知,为中

44、点,所以,所以,又因为底面,而底面,所以,则由,得,而平面,且,所以面,又平面,所以平面平面.答案 29.详见解析解析 29.(1)证:因为,所以且,所以四边形为平行四边形,所以,又平面,平面,所以平面,(2)证明:因为侧面底面,底面,且,所以平面,则,又,且平面,平面,所以平面,所以平面平面答案 30.详见解析解析 30.(1)作线段AB的中点F. 连接EF, CF. 则AF=CD AFCD, 所以四边形ADCF是平行四边形,则CFAD,又EFAP 且CFEF=F,面CFE面PAD,又EC包含于面CEF,EC/平面PAD(2)因为,所以,因为底面,底面,所以,又,所以平面,又平面,所以平面平

45、面答案 31.详见解析 解析 31.()四边形ABCD是平行四边形,ACB=90,DAC=90 PA平面ABCD, DA平面ABCD, PADA 又ACDA, ACPA=A DA平面PAC () 设PD的中点为G, 在平面PAD内作GHPA于H, 则GH平行且等于AD. 连接FH, 则四边形FCGH为平行四边形, GCFH, FH平面PAE, CG平面PAEAE, GC平面PAE, G为PD中点时,GC平面PAE. 设S为AD的中点,连结GS, 则GS平行且等于PA= PA平面ABCD,GS平面ABCD. VA-CDG=VG-ACD=SACDGS=. 答案 32.解法一: () 在梯形ABCD

46、中, 过点C作CEAB, 垂足为E.由已知得, 四边形ADCE为矩形, AE=CD=3,在RtBEC中, 由BC=5, CE=4, 依勾股定理得BE=3, 从而AB=6.又由PD平面ABCD得, PDAD,从而在RtPDA中, 由AD=4, PAD=60,得PD=4.正视图如图所示:() 取PB中点N, 连结MN, CN.在PAB中, M是PA的中点,MNAB, MN=AB=3, 又CDAB, CD=3,MNCD, MN=CD,四边形MNCD为平行四边形, DMCN.又DM平面PBC, CN平面PBC,DM平面PBC.() VD-PBC=VP-DBC=SDBCPD,又SDBC=6, PD=4,

47、 所以VD-PBC=8.解法二: () 同解法一.() 取AB的中点E, 连结ME, DE.在梯形ABCD中, BECD, 且BE=CD,四边形BCDE为平行四边形,DEBC, 又DE平面PBC, BC平面PBC,DE平面PBC. 又在PAB中, MEPB,ME平面PBC, PB平面PBC,ME平面PBC, 又DEME=E,平面DME平面PBC. 又DM平面DME,DM平面PBC.() 同解法一.32.答案 33.(1) 在等边三角形ABC中, AD=AE,=, 在折叠后的三棱锥A-BCF中也成立, DEBC, DE平面BCF, BC平面BCF, DE平面BCF.(2) 在等边三角形ABC中,

48、 F是BC的中点,AFBC, BF=CF=.在三棱锥A-BCF中, BC=,BC2=BF2+CF2, CFBF.BFAF=F, CF平面ABF.(3) 由(1) 可知GECF, 结合(2) 可得GE平面DFG.VF-DEG=VE-DFG=DGFGGE=.33.答案 34.() 依题意A1A2平面ABC, B1B2平面ABC, C1C2平面ABC,所以A1A2B1B2C1C2. 又A1A2=d1, B1B2=d2, C1C2=d3, 且d1 d2 d3,因此四边形A1A2B2B1、A1A2C2C1均是梯形.由AA2平面MEFN, AA2平面AA2B2B, 且平面AA2B2B平面MEFN=ME,

49、可得AA2ME, 即A1A2DE. 同理可证A1A2FG, 所以DEFG.又M、N分别为AB、AC的中点,则D、E、F、G分别为A1B1、A2B2、A2C2、A1C1的中点,即DE、FG分别为梯形A1A2B2B1、A1A2C2C1的中位线.因此DE=(A1A2+B1B2) =(d1+d2), FG=(A1A2+C1C2) =(d1+d3),而d1 d2 d3, 故DE FG, 所以中截面DEFG是梯形.() V估 V. 证明如下:由A1A2平面ABC, MN平面ABC, 可得A1A2MN.而EMA1A2, 所以EMMN, 同理可得FNMN.由MN是ABC的中位线, 可得MN=BC=a, 即为梯

50、形DEFG的高,因此S中=S梯形DEFG=(2d1+d2+d3),即V估=S中h=(2d1+d2+d3).又S=ah, 所以V=(d1+d2+d3) S=(d1+d2+d3).于是V-V估=(d1+d2+d3) -(2d1+d2+d3) =(d2-d1) +(d3-d1) .由d1 d2 0, d3-d1 0, 故V估 V.34.答案 35.() 由题设知, BB1DD1,四边形BB1D1D是平行四边形,BDB1D1.又BD平面CD1B1,BD平面CD1B1.A1D1B1C1BC,四边形A1BCD1是平行四边形,A1BD1C.又A1B平面CD1B1,A1B平面CD1B1.又BDA1B=B,平面

51、A1BD平面CD1B1.() A1O平面ABCD,A1O是三棱柱ABD-A1B1D1的高.又AO=AC=1, AA1=,A1O=1.又SABD=1,=SABDA1O=1.35.答案 36.(1) 因为AS=AB, AFSB, 垂足为F, 所以F是SB的中点. 又因为E是SA的中点, 所以EFAB.因为EF平面ABC, AB平面ABC,所以EF平面ABC.同理EG平面ABC. 又EFEG=E,所以平面EFG平面ABC.(2) 因为平面SAB平面SBC, 且交线为SB, 又AF平面SAB, AFSB,所以AF平面SBC, 因为BC平面SBC, 所以AFBC.又因为ABBC, AFAB=A, AF,

52、 AB平面SAB, 所以BC平面SAB.因为SA平面SAB, 所以BCSA.36.答案 37.() 证法一: 取PA的中点H, 连结EH, DH.因为E为PB的中点, 所以EHAB, EH=AB.又ABCD, CD=AB,所以EHCD, EH=CD.因此四边形DCEH是平行四边形.所以CEDH.又DH平面PAD, CE平面PAD,因此, CE平面PAD.证法二:连结CF.因为F为AB的中点,所以AF=AB.又CD=AB,所以AF=CD.又AFCD,所以四边形AFCD为平行四边形.因此CFAD.又CF平面PAD,所以CF平面PAD.因为E, F分别为PB, AB的中点,所以EFPA.又EF平面P

53、AD,所以EF平面PAD.因为CFEF=F,故平面CEF平面PAD.又CE平面CEF,所以CE平面PAD.() 因为E, F分别为PB, AB的中点,所以EFPA.又ABPA,所以ABEF.同理可证ABFG.又EFFG=F, EF平面EFG, FG平面EFG,因此AB平面EFG.又M, N分别为PD, PC的中点,所以MNCD.又ABCD,所以MNAB.因此MN平面EFG.又MN平面EMN,所以平面EFG平面EMN.37.答案 38.() 由AB是圆O的直径, 得ACBC.由PA平面ABC, BC平面ABC, 得PABC.又PAAC=A, PA平面PAC, AC平面PAC.所以BC平面PAC.

54、 (6分)() 连结OG并延长交AC于M, 连结QM, QO, 由G为AOC的重心, 得M为AC中点.由Q为PA中点, 得QMPC.又O为AB中点, 得OMBC.因为QMMO=M, QM平面QMO, MO平面QMO,BCPC=C, BC平面PBC, PC平面PBC,所以平面QMO平面PBC.因为QG平面QMO,所以QG平面PBC. (12分)38.答案 39.() 证明: 如图, 在三棱柱ABC-A1B1C1中, ACA1C1, 且AC=A1C1, 连结ED, 在ABC中, 因为D, E分别为AB, BC的中点, 所以DE=AC且DEAC, 又因为F为A1C1的中点, 可得A1F=DE, 且A

55、1FDE, 即四边形A1DEF为平行四边形, 所以EFDA1.又EF平面A1CD, DA1平面A1CD, 所以EF平面A1CD.() 证明: 由于底面ABC是正三角形, D是AB的中点, 故CDAB, 又由于侧棱A1A底面ABC, CD平面ABC, 所以AA1CD, 又A1AAB=A, 因此CD平面A1ABB1, 而CD平面A1CD, 所以平面A1CD平面A1ABB1.() 在平面A1ABB1内, 过点B作BGA1D交直线A1D于点G, 连结CG.由于平面A1CD平面A1ABB1, 而直线A1D是平面A1CD与平面A1ABB1的交线,故BG平面A1CD. 由此得BCG为直线BC与平面A1CD所成的角.设棱长为a, 可得A1D=, 由A1ADBGD, 易得BG=.在RtBGC中, sinBCG=.所以直线BC与平面A1CD所成角的正弦值为.39.

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