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1、
第七章第5課時 空間中的垂直關(guān)系 課時闖關(guān)(含解析)
一、選擇題
1.已知m是平面α的一條斜線,點A?α,l為過點A的一條動直線,那么下列情形可能出現(xiàn)的是( )
A.l∥m,l⊥α B.l⊥m,l⊥α
C.l⊥m,l∥α D.l∥m,l∥α
解析:選C.設(shè)m在平面α內(nèi)的射影為n,當(dāng)l⊥n且與α無公共點時,l⊥m,l∥α.
2.(2012·開封質(zhì)檢)設(shè)l,m是兩條不同的直線,α是一個平面,則下列命題正確的是( )
A.若l⊥m,m?α,則l⊥α
B.若l⊥α,l∥m,則m⊥α
C.若l∥α,m?α,則l∥m
D.若l∥α,m∥α,則l∥m
解析:
2、選B.若l⊥m,m?α,則l與α可能平行、相交或l?α;若l⊥α,l∥m,則m⊥α;若l∥α,m?α,則l與m可能平行或異面;若l∥α,m∥α,則l與m可能平行、相交或異面,故只有B選項正確.
3.正方體ABCD-A′B′C′D′中,E為A′C′的中點,則直線CE垂直于( )
A.A′C′ B.BD
C.A′D′ D.AA′
解析:選B.連接B′D′,
∵B′D′⊥A′C′,B′D′⊥CC′,且A′C′∩CC′=C′,
∴B′D′⊥平面CC′E.而CE?平面CC′E,
∴B′D′⊥CE.
又∵BD∥B′D′,∴BD⊥CE.
4.如圖所示,直線PA垂直于⊙O所
3、在的平面,△ABC內(nèi)接于⊙O,且AB為⊙O的直徑,點M為線段PB的中點.現(xiàn)有結(jié)論:①BC⊥PC;②OM∥平面APC;③點B到平面PAC的距離等于線段BC的長.其中正確的是( )
A.①② B.①②③
C.① D.②③
解析:選 B.對于①,∵PA⊥平面ABC,∴PA⊥BC,∵AB為⊙O的直徑,∴BC⊥AC,∴BC⊥平面PAC,又PC?平面PAC,∴BC⊥PC;對于②,∵點M為線段PB的中點,∴OM∥PA,∵PA?平面PAC,∴OM∥平面PAC;對于③,由①知BC⊥平面PAC,∴線段BC的長即是點B到平面PAC的距離,故①②③都正確.
5.如圖,已知△ABC為直角三角
4、形,其中∠ACB=90°,M為AB的中點,PM垂直于△ABC所在平面,那么( )
A.PA=PB>PC
B.PA=PB
5、⊥PC,
∴AB⊥平面PAC,
∴AB⊥PC.與AP垂直的直線是AB.
答案:AB,BC,AC AB
7.(2012·綿陽質(zhì)檢)在正三棱錐P-ABC中,D,E分別是AB,BC的中點,有下列三個論斷:①AC⊥PB;②AC∥平面PDE;③AB⊥平面PDE.其中正確論斷的序號為________.
解析:如圖,∵P-ABC為正三棱錐,
∴PB⊥AC;
又∵DE∥AC,DE?平面PDE,AC?平面PDE,
∴AC∥平面PDE.故①②正確.
答案:①②
8.已知a、b是兩條不重合的直線,α、β、γ是三個兩兩不重合的平面,給出下列四個命題:
①若a⊥α,a⊥β,則α∥β;
②若α
6、⊥γ,β⊥γ,則α∥β;
③若α∥β,a?α,b?β,則a∥b;
④若α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b,則a∥B.
其中正確命題的序號有________.
解析:垂直于同一直線的兩平面平行,①正確;α⊥β也成立,②錯;a、b也可異面,③錯;由面面平行性質(zhì)知,a∥b,④正確.
答案:①④
三、解答題
9.如圖,在七面體ABCDEFG中,平面ABC∥平面DEFG,AD⊥平面DEFG,AB⊥AC,ED⊥DG,EF∥DG,且AC=EF=1,AB=AD=DE=DG=2.
(1)求證:平面BEF⊥平面DEFG;
(2)求證:BF∥平面ACGD;
(3)求三棱錐A-BCF的體積.
解:(
7、1)證明:∵平面ABC∥平面DEFG,
平面ABC∩平面ADEB=AB,平面DEFG∩平面ADEB=DE,
∴AB∥DE.∵AB=DE,
∴四邊形ADEB為平行四邊形,∴BE∥AD.
∵AD⊥平面DEFG,∴BE⊥平面DEFG,
∵BE?平面BEF,
∴平面BEF⊥平面DEFG.
(2)證明:取DG的中點為M,連接AM、FM,
則有DM=DG=1,又EF=1,EF∥DG,
∴四邊形DEFM是平行四邊形,
∴DE綊FM,又∵AB綊DE,∴AB綊FM,
∴四邊形ABFM是平行四邊形,即BF∥AM,
又BF?平面ACGD,AM?平面ACGD,
故BF∥平面ACGD.
(
8、3)∵平面ABC∥平面DEFG,
則F到平面ABC的距離為AD.
VABCF=VFABC=·S△ABC·AD
=×(×1×2)×2=.
10.如圖,梯形ABCD和正△PAB所在平面互相垂直,其中AB∥DC,AD=CD=AB,且O為AB中點.求證:
(1)BC∥平面POD;
(2)AC⊥PD.
證明:(1)因為O 為AB的中點,
所以BO=AB,
又AB∥CD,CD=AB,
所以有CD綊BO,
所以四邊形ODCB為平行四邊形,所以BC∥OD,
又DO?平面POD,BC?平面POD,
所以BC∥平面POD.
(2)連接OC.
因為CD=BO=AO,CD∥
9、AO,所以四邊形ADCO為平行四邊形,
又AD=CD,所以ADCO為菱形,
所以AC⊥DO,
因為△PAB為正三角形,O為AB的中點,
所以PO⊥AB,
又因為平面ABCD⊥平面PAB,平面ABCD∩平面PAB=AB,
所以PO⊥平面ABCD,
而AC?平面ABCD,所以PO⊥AC,
又PO∩DO=O,所以AC⊥平面POD.
又PD?平面POD,所以AC⊥PD.
11.如圖,A,B,C,D為空間四點,在△ABC中,AB=2,AC=BC=,等邊三角形ADB以AB為軸轉(zhuǎn)動.
(1)當(dāng)平面ADB⊥平面ABC時,求CD;
(2)當(dāng)△ADB轉(zhuǎn)動時,是否總有AB⊥CD?證明你的結(jié)論
10、.
解:(1)取AB的中點E,連接DE,CE.
∵△ADB是等邊三角形,∴DE⊥A B.
當(dāng)平面ADB⊥平面ABC時,∵平面ADB∩平面ABC=AB,
∴DE⊥平面ABC,可知DE⊥CE.
由已知可得DE=,EC=1.
在Rt△DEC中,CD==2.
(2)當(dāng)△ADB以AB為軸轉(zhuǎn)動時,總有AB⊥CD.證明如下:
①當(dāng)D在平面ABC內(nèi)時,∵AC=BC,AD=BD,
∴C,D都在線段AB的垂直平分線上,即AB⊥CD.
②當(dāng)D不在平面ABC內(nèi)時,由(1)知AB⊥DE.
又∵AC=BC,∴AB⊥CE.
又DE,CE為相交直線,∴AB⊥平面CDE.
由CD?平面CDE,得AB⊥CD.
綜上所述,總有AB⊥CD.