第1課時(shí) 兩平面平行的判定及性質(zhì)
【課時(shí)目標(biāo)】 1.理解并掌握兩個(gè)平面平行、兩個(gè)平面相交的定義.2.掌握兩個(gè)平面平行的判定和性質(zhì)定理,并能運(yùn)用其解決一些具體問(wèn)題.
1.平面與平面平行的判定定理
如果一個(gè)平面內(nèi)有________________都平行于另一個(gè)平面,那么這兩個(gè)平面平行.用符號(hào)表示為_(kāi)_______________________.
2.平面與平面平行的性質(zhì)定理:
如果兩個(gè)平行平面同時(shí)和第三個(gè)平面相交,________________________.
符號(hào)表示為:________________?a∥b.
3.面面平行的其他性質(zhì):
(1)兩平面平行,其中一個(gè)平面內(nèi)的任一直線平行于________________,即α∥βa?α?
________,可用來(lái)證明線面平行;
(2)夾在兩個(gè)平行平面間的平行線段________;
(3)平行于同一平面的兩個(gè)平面________.
一、填空題
1.平面α∥平面β,a?α,b?β,則直線a、b的位置關(guān)系是__________.
2.下列各命題中假命題有________個(gè).
①平行于同一直線的兩個(gè)平面平行;
②平行于同一平面的兩個(gè)平面平行;
③一條直線與兩個(gè)平行平面中的一個(gè)相交,那么這條直線必和另一個(gè)相交;
④若平面α內(nèi)兩條直線與平面β內(nèi)兩條直線分別平行,則α∥β.
3.過(guò)正方體ABCD-A1B1C1D1的三個(gè)頂點(diǎn)A1、C1、B的平面與底面ABCD所在平面的交線為l,則l與A1C1的位置關(guān)系是________.
4.α和β是兩個(gè)不重合的平面,在下列條件中,可判定α∥β的是________.(填序號(hào))
①α內(nèi)有無(wú)數(shù)條直線平行于β;
②α內(nèi)不共線三點(diǎn)到β的距離相等;
③l、m是平面α內(nèi)的直線,且l∥α,m∥β;
④l、m是異面直線且l∥α,m∥α,l∥α,m∥β.
5.已知α∥β且α與β間的距離為d,直線a與α相交于點(diǎn)A、與β相交于B,若AB=233d,則直線a與α所成的角等于________.
6.如圖所示,P是三角形ABC所在平面外一點(diǎn),平面α∥平面ABC,α分別交線段PA、PB、PC于A′、B′、C′,若PA′∶AA′=2∶3,則S△A′B′C′∶S△ABC=________.
7.α,β,γ為三個(gè)不重合的平面,a,b,c為三條不同的直線,則有下列命題,不正確的是________(填序號(hào)).
①a∥cb∥c?a∥b; ②a∥γb∥γ?a∥b;
③α∥cβ∥c?α∥β; ④α∥γβ∥γ?α∥β;
⑤α∥ca∥c?α∥a; ⑥α∥γa∥γ?a∥α.
8.已知平面α∥平面β,P是α,β外一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P的直線m與α,β分別交于點(diǎn)A,C,過(guò)點(diǎn)P的直線n與α,β分別交于點(diǎn)B,D,且PA=6,AC=9,PD=8,則BD的長(zhǎng)為_(kāi)_______.
9.如圖所示,在正方體ABCD—A1B1C1D1中,E、F、G、H分別是棱CC1、C1D1、D1D、CD的中點(diǎn),N是BC的中點(diǎn),點(diǎn)M在四邊形EFGH及其內(nèi)部運(yùn)動(dòng),則M滿足________時(shí),有MN∥平面B1BDD1.
二、解答題
10.如圖所示,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,S是B1D1的中點(diǎn),E、F、G分別是BC、DC和SC的中點(diǎn).求證:平面EFG∥平面BDD1B1.
11.如圖,在三棱柱ABC-A1B1C1中,M是A1C1的中點(diǎn),平面AB1M∥平面BC1N,AC∩平面BC1N=N.
求證:N為AC的中點(diǎn).
能力提升
12.如圖所示,已知正方體ABCD-A1B1C1D1中,面對(duì)角線AB1,BC1上分別有兩點(diǎn)E、F,且B1E=C1F.求證:EF∥平面ABCD.
13.如圖所示,B為△ACD所在平面外一點(diǎn),M,N,G分別為△ABC,△ABD,△BCD的重心.
(1)求證平面MNG∥平面ACD;
(2)求S△MNG∶S△ADC.
1.判定平面與平面平行的常用方法有:(1)利用定義,證明兩個(gè)平面沒(méi)有公共點(diǎn),常用反證法.(2)利用判定定理.(3)利用平行平面的傳遞性,即α∥β,β∥γ,則α∥γ.
2.平面與平面平行主要有以下性質(zhì):(1)面面平行的性質(zhì)定理.(2)兩個(gè)平面平行,其中一個(gè)平面內(nèi)的任一直線平行于另一個(gè)平面.(3)夾在兩個(gè)平行平面之間的平行線段相等.
1.2.4 平面與平面的位置關(guān)系
第1課時(shí) 兩平面平行的判定及性質(zhì)
答案
知識(shí)梳理
1.兩條相交直線
a?α,b?α,a∩b=A,a∥β,b∥β?α∥β
2.那么所得的兩條交線平行 α∥βα∩γ=aβ∩γ=b
3.(1)另一個(gè)平面 a∥β (2)相等 (3)平行
作業(yè)設(shè)計(jì)
1.平行或異面 2.2
3.平行
解析 由面面平行的性質(zhì)可知第三平面與兩平行平面的交線是平行的.
4.④ 5.60°
6.4∶25
解析 面α∥面ABC,面PAB與它們的交線分別為A′B′,AB,∴AB∥A′B′,同理B′C′∥BC,
易得△ABC∽△A′B′C′,
S△A′B′C′∶S△ABC=(A′B′AB)2=(PA′PA)2=425.
7.②③⑤⑥
解析 由公理4及平行平面的傳遞性知①④正確.舉反例知②③⑤⑥不正確.②中a,b可以相交,還可以異面;③中α,β可以相交;⑤中a可以在α內(nèi);⑥中a可以在α內(nèi).
8.24或245
解析 當(dāng)P點(diǎn)在平面α和平面β之間時(shí),由三角形相似可求得BD=24,當(dāng)平面α和平面β在點(diǎn)P同側(cè)時(shí)可求得BD=245.
9.M∈線段FH
解析 ∵HN∥BD,HF∥DD1,
HN∩HF=H,BD∩DD1=D,
∴平面NHF∥平面B1BDD1,
故線段FH上任意點(diǎn)M與N連結(jié),
有MN∥平面B1BDD1.
10.
證明 如圖所示,連結(jié)SB,SD,
∵F、G分別是DC、SC的中點(diǎn),
∴FG∥SD.
又∵SD?平面BDD1B1,F(xiàn)G?平面BDD1B1,
∴直線FG∥平面BDD1B1.
同理可證EG∥平面BDD1B1,
又∵EG?平面EFG,
FG?平面EFG,
EG∩FG=G,
∴平面EFG∥平面BDD1B1.
11.證明 ∵平面AB1M∥平面BC1N,
平面ACC1A1∩平面AB1M=AM,
平面BC1N∩平面ACC1A1=C1N,
∴C1N∥AM,又AC∥A1C1,
∴四邊形ANC1M為平行四邊形,
∴AN?C1M=12A1C1=12AC,
∴N為AC的中點(diǎn).
12.證明 方法一 過(guò)E、F分別作AB、BC的垂線,EM、FN分別交AB、BC于M、N,連結(jié)MN.
∵BB1⊥平面ABCD,
∴BB1⊥AB,BB1⊥BC,
∴EM∥BB1,F(xiàn)N∥BB1,
∴EM∥FN,
∵AB1=BC1,B1E=C1F,
∴AE=BF,
又∠B1AB=∠C1BC=45°,
∴Rt△AME≌Rt△BNF,
∴EM=FN.
∴四邊形MNFE是平行四邊形,
∴EF∥MN.
又MN?平面ABCD,EF?平面ABCD,
∴EF∥平面ABCD.
方法二
過(guò)E作EG∥AB交BB1于G,連結(jié)GF,
∴B1EB1A=B1GB1B,B1E=C1F,B1A=C1B,∴C1FC1B=B1GB1B,
∴FG∥B1C1∥BC.
又∵EG∩FG=G,AB∩BC=B,
∴平面EFG∥平面ABCD.
又EF?平面EFG,∴EF∥平面ABCD.
13.(1)證明 (1)連結(jié)BM,BN,BG并延長(zhǎng)分別交AC,AD,CD于P,F(xiàn),H.
∵M(jìn),N,G分別為△ABC,△ABD,△BCD的重心,
則有BMMP=BNNF=BGGH=2,
且P,H,F(xiàn)分別為AC,CD,AD的中點(diǎn).
連結(jié)PF,F(xiàn)H,PH,有MN∥PF.
又PF?平面ACD,MN?平面ACD,
∴MN∥平面ACD.
同理MG∥平面ACD,MG∩MN=M,
∴平面MNG∥平面ACD.
(2)解 由(1)可知MGPH=BGBH=23,
∴MG=23PH.
又PH=12AD,∴MG=13AD.
同理NG=13AC,MN=13CD.
∴△MNG∽△ACD,其相似比為1∶3.
∴S△MNG∶S△ACD=1∶9.
第2課時(shí) 兩平面垂直的判定
【課時(shí)目標(biāo)】 1.掌握二面角、二面角的平面角的概念,會(huì)求簡(jiǎn)單的二面角的大小.2.掌握兩個(gè)平面互相垂直的概念,并能利用判定定理判定兩個(gè)平面垂直.
1.二面角:一條直線和由這條直線出發(fā)的____________所組成的圖形叫做二面角.______________叫做二面角的棱.________________叫做二面角的面.二面角α的范圍為_(kāi)_______________.
2.平面與平面的垂直
①定義:如果兩個(gè)平面所成的二面角是__________,就說(shuō)這兩個(gè)平面互相垂直.
②面面垂直的判定定理
文字語(yǔ)言:如果一個(gè)平面經(jīng)過(guò)另一個(gè)平面的一條______,那么這兩個(gè)平面互相垂直.符號(hào)表示:l⊥α ?α⊥β.
一、填空題
1.下列命題:
①兩個(gè)相交平面組成的圖形叫做二面角;
②異面直線a、b分別和一個(gè)二面角的兩個(gè)面垂直,則a、b組成的角與這個(gè)二面角的平面角相等或互補(bǔ);
③二面角的平面角是從棱上一點(diǎn)出發(fā),分別在兩個(gè)面內(nèi)作射線所成角的最小角;
④二面角的大小與其平面角的頂點(diǎn)在棱上的位置沒(méi)有關(guān)系.
其中正確的是________(填序號(hào)).
2.若平面α與平面β不垂直,那么平面α內(nèi)能與平面β垂直的直線有________條.
3.設(shè)有直線m、n和平面α、β,則下列結(jié)論中正確的是________(填序號(hào)).
①若m∥n,n⊥β,m?α,則α⊥β;
②若m⊥n,α∩β=m,n?α,則α⊥β;
③若m⊥α,n⊥β,m⊥n,則α⊥β.
4.過(guò)兩點(diǎn)與一個(gè)已知平面垂直的平面有________個(gè).
5.在邊長(zhǎng)為1的菱形ABCD中,∠ABC=60°,把菱形沿對(duì)角線AC折起,使折起后BD=32,則二面角B-AC-D的大小為_(kāi)_______.
6.在正四面體P-ABC中,D、E、F分別是AB、BC、CA的中點(diǎn),下面四個(gè)結(jié)論中成立的是________(填序號(hào)).
①BC∥面PDF; ②DF⊥面PAE;
③面PDF⊥面ABC; ④面PAE⊥面ABC.
7.過(guò)正方形ABCD的頂點(diǎn)A作線段AP⊥平面ABCD,且AP=AB,則平面ABP與平面CDP所成的二面角的度數(shù)是________.
8.如圖所示,已知PA⊥矩形ABCD所在的平面,圖中互相垂直的平面有________對(duì).
9.已知α、β是兩個(gè)不同的平面,m、n是平面α及β之外的兩條不同直線,給出四個(gè)論斷:
①m⊥n;②α⊥β;③n⊥β;④m⊥α.
以其中三個(gè)論斷作為條件,余下一個(gè)論斷作為結(jié)論,寫(xiě)出你認(rèn)為正確的一個(gè)命題:____________.
二、解答題
10.如圖所示,在空間四邊形ABCD中,AB=BC,CD=DA,E、F、G分別為CD、DA和對(duì)角線AC的中點(diǎn).
求證:平面BEF⊥平面BGD.
11.如圖所示,四棱錐P—ABCD的底面ABCD是邊長(zhǎng)為1的菱形,∠BCD=60°,E是CD的中點(diǎn),PA⊥底面ABCD,PA=3.
(1)證明:平面PBE⊥平面PAB;
(2)求二面角A—BE—P的大。
能力提升
12.如圖,在直三棱柱ABC—A1B1C1中,E、F分別是A1B、A1C的中點(diǎn),點(diǎn)D在B1C1上,A1D⊥B1C.
求證:(1)EF∥平面ABC;
(2)平面A1FD⊥平面BB1C1C.
13.如圖,在三棱錐P—ABC中,PA⊥底面ABC,PA=AB,∠ABC=60°,∠BCA=90°,點(diǎn)D、E分別在棱PB、PC上,且DE∥BC.
(1)求證:BC⊥ 平面PAC.
(2)是否存在點(diǎn)E使得二面角A—DE—P為直二面角?并說(shuō)明理由.
1.證明兩個(gè)平面垂直的主要途徑
(1)利用面面垂直的定義,即如果兩個(gè)相交平面的交線與第三個(gè)平面垂直,又這兩個(gè)平面與第三個(gè)平面相交所得的兩條交線互相垂直,就稱這兩個(gè)平面互相垂直.
(2)面面垂直的判定定理,即如果一個(gè)平面經(jīng)過(guò)另一個(gè)平面的一條垂線,那么這兩個(gè)平面互相垂直.
2.利用面面垂直的判定定理證明面面垂直時(shí)的一般方法:先從現(xiàn)有的直線中尋找平面的垂線,若圖中存在這樣的直線,則可通過(guò)線面垂直來(lái)證明面面垂直;若圖中不存在這樣的直線,則可通過(guò)作輔助線來(lái)解決,而作輔助線則應(yīng)有理論依據(jù)并有利于證明,不能隨意添加.
3.證明兩個(gè)平面垂直,通常是通過(guò)證明線線垂直→線面垂直→面面垂直來(lái)實(shí)現(xiàn)的,因此,在關(guān)于垂直問(wèn)題的論證中要注意線線垂直、線面垂直、面面垂直的相互轉(zhuǎn)化.每一垂直的判定都是從某一垂直開(kāi)始轉(zhuǎn)向另一垂直,最終達(dá)到目的的.
第2課時(shí) 兩平面垂直的判定 答案
知識(shí)梳理
1.兩個(gè)半平面 這條直線 每個(gè)半平面 0°≤α≤180°
2.①直二面角、诖咕 l?β
作業(yè)設(shè)計(jì)
1.②④
解析 ①不符合二面角定義,③從運(yùn)動(dòng)的角度演示可知,二面角的平面角不是最小角.
2.0
解析 若存在1條,則α⊥β,與已知矛盾.
3.①③
解析、阱e(cuò),當(dāng)兩平面不垂直時(shí),在一個(gè)平面內(nèi)可以找到無(wú)數(shù)條直線與兩個(gè)平面的交線垂直.
4.1或無(wú)數(shù)
解析 當(dāng)兩點(diǎn)連線與平面垂直時(shí),有無(wú)數(shù)個(gè)平面與已知平面垂直,當(dāng)兩點(diǎn)連線與平面不垂直時(shí),有且只有一個(gè)平面與已知平面垂直.
5.60°
解析
如圖所示,由二面角的定義知∠BOD即為二面角的平面角.
∵DO=OB=BD=32,
∴∠BOD=60°.
6.①②④
解析
如圖所示,∵BC∥DF,
∴BC∥平面PDF.
∴①正確.
由BC⊥PE,BC⊥AE,
∴BC⊥平面PAE.
∴DF⊥平面PAE.
∴②正確.
∴平面ABC⊥平面PAE(BC⊥平面PAE).
∴④正確.
7.45°
解析 可將圖形補(bǔ)成以AB、AP為棱的正方體,不難求出二面角的大小為45°.
8.5
解析 由PA⊥面ABCD知面PAD⊥面ABCD,面PAB⊥面ABCD,
又PA⊥AD,PA⊥AB且AD⊥AB,
∴∠DAB為二面角D—PA—B的平面角,
∴面DPA⊥面PAB.又BC⊥面PAB,
∴面PBC⊥面PAB,同理DC⊥面PDA,
∴面PDC⊥面PDA.
9.①③④?②(或②③④?①)
10.證明 ∵AB=BC,CD=AD,G是AC的中點(diǎn),
∴BG⊥AC,DG⊥AC,
∴AC⊥平面BGD.
又EF∥AC,∴EF⊥平面BGD.
∵EF?平面BEF,∴平面BEF⊥平面BGD.
11.(1)證明 如圖所示,連結(jié)BD,由ABCD是菱形且∠BCD=60°知,△BCD是等邊三角形.
因?yàn)镋是CD的中點(diǎn),所以BE⊥CD.
又AB∥CD,所以BE⊥AB.
又因?yàn)镻A⊥平面ABCD,
BE?平面ABCD,
所以PA⊥BE.而PA∩AB=A,
因此BE⊥平面PAB.
又BE?平面PBE,
所以平面PBE⊥平面PAB.
(2)解 由(1)知,BE⊥平面PAB,PB?平面PAB,
所以PB⊥BE.又AB⊥BE,
所以∠PBA是二面角A—BE—P的平面角.
在Rt△PAB中,tan∠PBA=PAAB=3,
則∠PBA=60°.
故二面角A—BE—P的大小是60°.
12.證明 (1)由E、F分別是A1B、A1C的中點(diǎn)知
EF∥BC.
因?yàn)镋F?平面ABC.
BC?平面ABC.
所以EF∥平面ABC.
(2)由三棱柱ABC—A1B1C1為直三棱柱知
CC1⊥平面A1B1C1.
又A1D?平面A1B1C1,故CC1⊥A1D.
又因?yàn)锳1D⊥B1C,CC1∩B1C=C,故A1D⊥平面BB1C1C,又A1D?平面A1FD,
所以平面A1FD⊥平面BB1C1C.
13.(1)證明 ∵PA⊥底面ABC,
∴PA⊥BC.
又∠BCA=90°,
∴AC⊥BC.又∵AC∩PA=A,
∴BC⊥平面PAC.
(2)解 ∵DE∥BC,又由(1)知,
BC⊥平面PAC,
∴DE⊥平面PAC.
又∵AE?平面PAC,PE?平面PAC,
∴DE⊥AE,DE⊥PE.
∴∠AEP為二面角A—DE—P的平面角.
∵PA⊥底面ABC,
∴PA⊥AC,∴∠PAC=90°.
∴在棱PC上存在一點(diǎn)E,
使得AE⊥PC.
這時(shí)∠AEP=90°,
故存在點(diǎn)E,使得二面角A—DE—P為直二面角.
第3課時(shí) 兩平面垂直的性質(zhì)
【課時(shí)目標(biāo)】 1.理解平面與平面垂直的性質(zhì)定理.2.能應(yīng)用面面垂直的性質(zhì)定理證明空間中線、面的垂直關(guān)系.
3.理解線線垂直、線面垂直、面面垂直的內(nèi)在聯(lián)系.
1.平面與平面垂直的性質(zhì)定理:如果兩個(gè)平面互相垂直,那么在一個(gè)平面內(nèi)________于它們________的直線垂直于另一個(gè)平面.
用符號(hào)表示為:α⊥β,α∩β=l,a?α,a⊥l?________.
2.兩個(gè)重要結(jié)論:
(1)如果兩個(gè)平面互相垂直,那么經(jīng)過(guò)第一個(gè)平面內(nèi)的一點(diǎn)垂直于第二個(gè)平面的直線在________________________________________________________________________.
圖形表示為:
符號(hào)表示為:α⊥β,A∈α,A∈a,a⊥β?________.
(2)已知平面α⊥平面β,a?α,a⊥β,那么__________(a與α的位置關(guān)系).
一、填空題
1.平面α⊥平面β,a?α,b?β,且b∥α,a⊥b,則a和β的位置關(guān)系是________.
2.已知三條不重合的直線m、n、l,兩個(gè)不重合的平面α,β,有下列命題:
①若m∥n,n?α,則m∥α;
②若l⊥α,m⊥β且l∥m,則α∥β;
③若m?α,n?α,m∥β,n∥β,則α∥β;
④若α⊥β,α∩β=m,n?β,n⊥m,則n⊥α.
其中正確的命題是________(填序號(hào)).
3.若平面α與平面β不垂直,那么平面α內(nèi)能與平面β垂直的直線有________條.
4.設(shè)α-l-β是直二面角,直線a?α,直線b?β,a,b與l都不垂直,那么下列說(shuō)法正確的序號(hào)為_(kāi)_______.
①a與b可能垂直,但不可能平行;
②a與b可能垂直,也可能平行;
③a與b不可能垂直,但可能平行;
④a與b不可能垂直,也不可能平行.
5.如圖,兩個(gè)正方形ABCD和ADEF所在平面互相垂直,設(shè)M、N分別是BD和AE的中點(diǎn),那么①AD⊥MN;②MN∥平面CDE;③MN∥CE;④MN、CE異面.
其中結(jié)論正確的是________(填序號(hào)).
6.
如圖所示,平面α⊥平面β,A∈α,B∈β,AB與兩平面α、β所成的角分別為π4和π6.過(guò)A、B分別作兩平面交線的垂線,垂足分別為A′、B′,則AB∶A′B′=________.
7.若α⊥β,α∩β=l,點(diǎn)P∈α,PD/∈l,則下列命題中正確的為_(kāi)_______.(只填序號(hào))
①過(guò)P垂直于l的平面垂直于β;
②過(guò)P垂直于l的直線垂直于β;
③過(guò)P垂直于α的直線平行于β;
④過(guò)P垂直于β的直線在α內(nèi).
8.α、β、γ是兩兩垂直的三個(gè)平面,它們交于點(diǎn)O,空間一點(diǎn)P到α、β、γ的距離分別是2 cm、3 cm、6 cm,則點(diǎn)P到O的距離為_(kāi)_______ cm.
9.在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BAC=90°,BC1⊥AC,則點(diǎn)C1在底面ABC上的射影H必在________.
二、解答題
10.如圖,在三棱錐P-ABC中,PA⊥平面ABC,平面PAB⊥平面PBC.
求證:BC⊥AB.
11.如圖所示,P是四邊形ABCD所在平面外的一點(diǎn),四邊形ABCD是∠DAB=60°且邊長(zhǎng)為a的菱形.側(cè)面PAD為正三角形,其所在平面垂直于底面ABCD.
(1)若G為AD邊的中點(diǎn),求證:BG⊥平面PAD;
(2)求證:AD⊥PB.
能力提升
12.如圖所示,四棱錐P—ABCD的底面是邊長(zhǎng)為a的菱形,∠BCD=120°,平面PCD⊥平面ABCD,PC=a,PD=2a,E為PA的中點(diǎn).求證:平面EDB⊥平面ABCD.
13.如圖所示,在多面體P—ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,AB∥DC,△PAD是等邊三角形,已知BD=2AD=8,AB=45.
(1)設(shè)M是PC上的一點(diǎn),
求證:平面MBD⊥平面PAD;
(2)求P點(diǎn)到平面ABCD的距離.
1.運(yùn)用兩個(gè)平面垂直的性質(zhì)定理時(shí),一般需要作輔助線,其基本作法是過(guò)其中一個(gè)平面內(nèi)一點(diǎn)在此平面內(nèi)作交線的垂線,這樣,就把面面垂直轉(zhuǎn)化為線面垂直或線線垂直.
2.無(wú)論從判定還是從性質(zhì)來(lái)看,線線垂直、線面垂直和面面垂直都是密切相關(guān)的,面對(duì)復(fù)雜的空間圖形,要善于發(fā)現(xiàn)它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,找出解決問(wèn)題的切入點(diǎn),垂直關(guān)系的轉(zhuǎn)化為:
第3課時(shí) 兩平面垂直的性質(zhì) 答案
知識(shí)梳理
1.垂直 交線 a⊥β
2.(1)第一個(gè)平面內(nèi) a?α (2)a∥α
作業(yè)設(shè)計(jì)
1.a(chǎn)⊥β
2.②④
3.0
解析 若存在1條,則α⊥β,與已知矛盾.
4.③
5.①②③
6.2∶1
解析 如圖:
由已知得AA′⊥面β,
∠ABA′=π6,
BB′⊥面α,∠BAB′=π4,
設(shè)AB=a,則BA′=32a,BB′=22a,
在Rt△BA′B′中,A′B′=12a,∴ABA′B′=21.
7.①③④
解析 由性質(zhì)定理知②錯(cuò)誤.
8.7
解析 P到O的距離恰好為以2 cm,3 cm,6 cm為長(zhǎng)、寬、高的長(zhǎng)方體的對(duì)角線的長(zhǎng).
9.直線AB上
解析 由AC⊥BC1,AC⊥AB,
得AC⊥面ABC1,又AC?面ABC,
∴面ABC1⊥面ABC.
∴C1在面ABC上的射影H必在交線AB上.
10.證明 在平面PAB內(nèi),作AD⊥PB于D.
∵平面PAB⊥平面PBC,
且平面PAB∩平面PBC=PB.
∴AD⊥平面PBC.
又BC?平面PBC,
∴AD⊥BC.
又∵PA⊥平面ABC,
BC?平面ABC,
∴PA⊥BC,∴BC⊥平面PAB.
又AB?平面PAB,
∴BC⊥AB.
11.證明
(1)連結(jié)PG,由題知△PAD為正三角形,G是AD的中點(diǎn),
∴PG⊥AD.
又平面PAD⊥平面ABCD,
∴PG⊥平面ABCD,
∴PG⊥BG.
又∵四邊形ABCD是菱形且∠DAB=60°,
∴BG⊥AD.
又AD∩PG=G,∴BG⊥平面PAD.
(2)由(1)可知BG⊥AD,PG⊥AD.
所以AD⊥平面PBG,所以AD⊥PB.
12.
證明 設(shè)AC∩BD=O,
連結(jié)EO,
則EO∥PC.∵PC=CD=a,
PD=2a,
∴PC2+CD2=PD2,
∴PC⊥CD.
∵平面PCD⊥平面ABCD,CD為交線,
∴PC⊥平面ABCD,
∴EO⊥平面ABCD.
又EO?平面EDB,
∴平面EDB⊥平面ABCD.
13.(1)證明 在△ABD中,
∵AD=4,BD=8,AB=45,
∴AD2+BD2=AB2.∴AD⊥BD.
又∵面PAD⊥面ABCD,
面PAD∩面ABCD=AD,
BD?面ABCD,
∴BD⊥面PAD,又BD?面BDM,
∴面MBD⊥面PAD.
(2)解
過(guò)P作PO⊥AD,
∵面PAD⊥面ABCD,
∴PO⊥面ABCD,
即PO為四棱錐P—ABCD的高.
又△PAD是邊長(zhǎng)為4的等邊三角形,∴PO=23.
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