第三节 空间直线、平面的平行
【课程标准】 1.以立体几何的定义、基本事实和定理为出发点,认识和理解空间中线面平行、面面平行的有关性质与判定定理;2.能运用基本事实、定理和已获得的结论证明一些有关空间图形的平行关系的简单命题.
教|材|回|顾
1.直线与直线平行
(1)基本事实4:平行于同一条直线的两条直线________.
(2)定理:如果空间中两个角的两条边分别对应平行,那么这两个角____________.
2.直线与平面平行
(1)直线与平面平行的定义
直线l与平面α没有公共点,则称直线l与平面α平行.
(2)直线与平面平行的判定定理与性质定理
文字语言 图形表示 符号表示
判定定理 如果平面外一条直线与此平面内的__________平行,那么该直线与此平面平行 a α,b α,且a∥b a∥α
性质定理 一条直线与一个平面平行,如果过该直线的平面与此平面相交,那么该直线与______平行 a∥α,a β,α∩β=b a∥b
3.平面与平面平行
(1)平面与平面平行的定义
没有公共点的两个平面叫做平行平面.
(2)平面与平面平行的判定定理与性质定理
文字语言 图形表示 符号表示
判定定理 如果一个平面内的两条________与另一个平面平行,那么这两个平面平行 a β,b β,a∩b=P,a∥α,b∥α α∥β
性质 两个平面平行,则其中一个平面内的直线______于另一个平面 α∥β,a α a∥β
性质定理 两个平面平行,如果另一个平面与这两个平面__________,那么两条__________平行 α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b a∥b
微|点|延|伸
1.平行关系中的三个重要结论
(1)垂直于同一条直线的两个平面平行.
(2)平行于同一平面的两个平面平行.
(3)垂直于同一个平面的两条直线平行.
2.三种平行关系的转化
(1)平行的相互转化是解决与平行有关的证明题的指导思想,解题过程中既要注意一般的转化规律,又要看清题目的具体条件,选择正确的转化方向.
(2)在应用判定定理与性质定理时,一定要写全定理满足的条件,否则可能是假命题.
小|题|快|练
1.已知直线l和平面α,若l∥α,P∈α,则过点P且平行于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,一定在平面α内
D.有无数条,不一定在平面α内
2.α,β是两个平面,m,n是两条直线,下列四个命题中正确的是( )
A.若m∥n,n∥α,则m∥α
B.若m∥α,n α,则m∥n
C.若α∥β,m α,则m∥β
D.若m∥n,m α,n β,则α∥β
3.(多选题)下列命题中,正确的是( )
A.平行于同一条直线的两个平面平行
B.平行于同一平面的两个平面平行
C.平行于同一平面的两直线关系不确定
D.两平面平行,一平面内的直线必平行于另一平面
4.如图,空间图形A1B1C1ABC是三棱台,在点A1,B1,C1,A,B,C中取3个点确定平面α,α∩平面A1B1C1=m,且m∥AB,则所取的这3个点可以是________.
5.如图是长方体被一平面所截得的几何体,四边形EFGH为截面,则四边形EFGH的形状为____________.
类型一 直线与平面平行
考向 :直线与平面平行的判定
【例1】 如图,在四棱锥PABCD中,底面ABCD为梯形,AB∥CD,PD=AD=AB=2,CD=4,E为PC的中点.求证:BE∥平面PAD.
判断或证明线面平行的常用方法
1.利用线面平行的定义(无公共点).
2.利用线面平行的判定定理(a α,b α,a∥b a∥α).
3.利用面面平行的性质(α∥β,a α a∥β).
4.利用面面平行的性质(α∥β,a β,a∥α a∥β).
【训练1】 (多选题)(2025·江西南昌模拟)在下列底面是平行四边形的四棱锥中,A,B,C,M,N是四棱锥的顶点或棱的中点,则满足MN∥平面ABC的有( )
考向 :直线与平面平行的性质
【例2】 如图所示,在四棱锥PABCD中,四边形ABCD是平行四边形,M是PC的中点,在DM上取一点G,过G和PA作平面交BD于点H.求证:PA∥GH.
在应用线面平行的性质定理进行平行转化时,一定注意定理成立的条件,通常应严格按照定理成立的条件规范书写步骤,如:把线面平行转化为线线平行时,必须说清经过已知直线的平面和已知平面相交,这时才有直线与交线平行.
【训练2】 如图,四面体ABCD中,点E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA上的点,下列条件中,不能证明EH∥FG的是( )
A.E,F,G,H分别为AB,BC,CD,DA的中点
B.=,=
C.BD∥平面EFGH
D.=,=
类型二 平面与平面平行
【例3】 (2025·潍坊质检)如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,E,F,G分别为棱B1C1,A1B1,AB的中点.
(1)求证:平面A1C1G∥平面BEF;
(2)若平面A1C1G∩BC=H,求证:H为BC的中点.
证明面面平行的常用方法
1.利用面面平行的判定定理.
2.利用垂直于同一条直线的两个平面平行(l⊥α,l⊥β α∥β).
3.利用面面平行的传递性,即两个平面同时平行于第三个平面,则这两个平面平行(α∥β,β∥γ α∥γ).
【训练3】 如图所示,在三棱柱ABCA1B1C1中,过BC的平面与上底面A1B1C1交于GH(GH与B1C1不重合).
(1)求证:BC∥GH;
(2)若E,F,G分别是AB,AC,A1B1的中点,求证:平面EFA1∥平面BCHG.
类型三 探究性问题
【例4】 如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,P,Q分别为对角线BD,CD1上的点,且==.
(1)求证:PQ∥平面A1D1DA;
(2)若R是AB上的点,的值为多少时,能使平面PQR∥平面A1D1DA?请给出证明.
解决这种数值或存在性问题的题目时,注意先给出具体的值或先假设存在,然后再证明.
【训练4】 如图,在正三棱柱ABCA1B1C1中,点D在面对角线A1B上且A1D=2DB,点E是棱B1C1上的动点.当为多少时,直线DE∥平面ACC1A1
第三节 空间直线、平面的平行
必备知识·梳理
教材回顾
1.(1)平行 (2)相等或互补
2.(2)一条直线 交线
3.(2)相交直线 平行 相交 交线
小题快练
1.B 解析 过直线外一点作该直线的平行线有且只有一条,因为点P在平面α内,且l∥α,所以这条直线也应该在平面α内.故选B.
2.C 解析 若m∥n,n∥α,则m∥α或m α,故A不正确;若m∥α,n α,则m∥n或m与n异面,故B不正确;若α∥β,则α与β没有公共点,又因为m α,所以m与β没有公共点,所以m∥β,故C正确;若m∥n,m α,n β,则α∥β或α与β相交,故D不正确.故选C.
3.BCD 解析 对于A,平行于同一条直线的两个平面也可能相交,故A错误;对于B,平行于同一平面的两个平面平行,故B正确;对于C,平行于同一平面的两直线关系不确定,可以平行、相交,也可以异面,故C正确;对于D,根据两个平面平行的性质,两平面平行,一平面内的直线必平行于另一平面,故D正确.故选BCD.
4.A,B,C1(答案不唯一) 解析 由空间图形A1B1C1 ABC是三棱台,可得平面ABC∥平面A1B1C1,当平面ABC1为平面α,平面α∩平面A1B1C1=m时,又平面α∩平面ABC=AB,所以由面面平行的性质定理可知m∥AB,所取的这3个点可以是A,B,C1.
5.平行四边形 解析 因为平面ABFE∥平面DCGH,又平面EFGH∩平面ABFE=EF,平面EFGH∩平面DCGH=HG,所以EF∥HG.同理,EH∥FG,所以四边形EFGH是平行四边形.
关键能力·落实
【例1】 证明 证法一:如图,取PD的中点F,连接EF,FA.由题意知EF为△PDC的中位线,所以EF∥CD,且EF=CD=2.又因为AB∥CD,AB=2,CD=4,所以AB綉EF,所以四边形ABEF为平行四边形,所以BE∥AF.又AF 平面PAD,BE 平面PAD,所以BE∥平面PAD.
证法二:如图,延长DA,CB相交于H,连接PH,因为AB∥CD,AB=2,CD=4,所以==,即B为HC的中点,又E为PC的中点,所以BE∥PH,又BE 平面PAD,PH 平面PAD,所以BE∥平面PAD.
证法三:如图,取CD的中点H,连接BH,HE,因为E为PC的中点,所以EH∥PD,又EH 平面PAD,PD 平面PAD,所以EH∥平面PAD,又由题意知AB綉DH,所以四边形ABHD为平行四边形,所以BH∥AD,又AD 平面PAD,BH 平面PAD,所以BH∥平面PAD,又BH∩EH=H,BH,EH 平面BHE,所以平面BHE∥平面PAD,又BE 平面BHE,所以BE∥平面PAD.
【训练1】 AB 解析 对于A,B选项:如图①,图②,取AB的中点P,连接CP,PM,则MP綉CN,所以四边形MNCP为平行四边形,所以MN∥CP,又MN 平面ABC,CP 平面ABC,所以MN∥平面ABC.故A,B符合题意.对于C选项:如图③,延长BC交FE的延长线于点D,连接AD,EM,由C,M为所在棱的中点知EM∥BC,易证EM∥平面ABC.假设MN∥平面ABC,由EM∩MN=M,EM,MN 平面MNE,可证平面MNE∥平面ABC,又NE 平面MNE,所以NE∥平面ABC,这与NE∩平面ABC=A矛盾,所以假设不成立,即MN与平面ABC不平行,故C不符合题意.对于D选项:如图④,连接FN,设FN∩AC=O,连接BO.若MN∥平面ABC,则由平面FMN∩平面ABC=BO,可证得MN∥BO.由B为FM的中点知BO为△FNM的中位线,从而O为FN的中点,实际上FN的中点在底面平行四边形两条对角线的交点处,该交点显然不是图中点O,故D不符合题意.故选AB.
【例2】 证明 如图所示,连接AC交BD于点O,连接OM,因为四边形ABCD是平行四边形,所以O是AC的中点,又M是PC的中点,所以PA∥OM,又OM 平面BMD,PA 平面BMD,所以PA∥平面BMD,又平面PAHG∩平面BMD=GH,所以PA∥GH.
【训练2】 D 解析 对于A,若E,F,G,H分别为AB,BC,CD,DA的中点,则EH∥BD,FG∥BD,所以EH∥FG,故A中条件可以证明EH∥FG;对于B,因为=,所以EH∥BD,又=,所以FG∥BD,所以EH∥FG,故B中条件可以证明EH∥FG;对于C,因为BD∥平面EFGH,BD 平面ABD,且平面ABD∩平面EFGH=EH,所以BD∥EH,同理可得BD∥FG,所以EH∥FG,故C中条件可以证明EH∥FG;对于D,若=,=,则EF∥AC,HG∥AC,所以EF∥HG,但EF不一定等于HG,所以四边形EFGH不一定是平行四边形,所以EH不一定平行于FG,故D中条件不能证明EH∥FG.故选D.
【例3】 证明 (1)因为E,F分别为B1C1,A1B1的中点,所以EF∥A1C1.因为A1C1 平面A1C1G,EF 平面A1C1G,所以EF∥平面A1C1G.又F,G分别为A1B1,AB的中点,所以A1F=BG,又A1F∥BG,所以四边形A1GBF为平行四边形,所以BF∥A1G.因为A1G 平面A1C1G,BF 平面A1C1G,所以BF∥平面A1C1G,又EF∩BF=F,EF,BF 平面BEF,所以平面A1C1G∥平面BEF.
(2)因为平面ABC∥平面A1B1C1,平面A1C1G∩平面A1B1C1=A1C1,平面A1C1G与平面ABC有公共点G,经过点G的直线交BC于H,则A1C1∥GH,得GH∥AC,因为G为AB的中点,所以H为BC的中点.
【训练3】 证明 (1)因为在三棱柱ABC A1B1C1中,所以平面ABC∥平面A1B1C1,又因为平面BCHG∩平面ABC=BC,且平面BCHG∩平面A1B1C1=HG,所以由面面平行的性质定理得BC∥GH.
(2)因为E,F分别为AB,AC的中点,所以EF∥BC,因为EF 平面BCHG,BC 平面BCHG,所以EF∥平面BCHG.又G,E分别为A1B1,AB的中点,A1B1綉AB,所以A1G綉EB,所以四边形A1EBG是平行四边形,所以A1E∥GB.因为A1E 平面BCHG,GB 平面BCHG,所以A1E∥平面BCHG.又因为A1E∩EF=E,A1E,EF 平面EFA1,所以平面EFA1∥平面BCHG.
【例4】 解 (1)证明:如图,连接CP并延长与DA的延长线交于M点,连接MD1,因为四边形ABCD为正方形,所以BC∥AD,故△PBC∽△PDM,所以==,又因为==,所以==,所以PQ∥MD1.又MD1 平面A1D1DA,PQ 平面A1D1DA,故PQ∥平面A1D1DA.
(2)当的值为时,能使平面PQR∥平面A1D1DA.如图,证明如下:因为=,即=,故=,所以PR∥DA.又DA 平面A1D1DA,PR 平面A1D1DA,所以PR∥平面A1D1DA.又由(1)知PQ∥平面A1D1DA,PQ∩PR=P,PQ,PR 平面PQR,所以平面PQR∥平面A1D1DA.
【训练4】 解 当=时,DE∥平面ACC1A1.证:过点D作DF∥A1A,交A1B1于点F,过点F作EF∥A1C1交B1C1于点E,连接DE.因为EF∥A1C1,EF 平面ACC1A1,A1C1 平面ACC1A1,所以EF∥平面ACC1A1.因为FD∥A1A,FD 平面ACC1A1,A1A 平面ACC1A1,所以FD∥平面ACC1A1.又EF∩FD=F,EF 平面EFD,FD 平面EFD,所以平面EFD∥平面ACC1A1,因为DE 平面EFD,所以DE∥平面ACC1A1,所以===,所以当=时,DE∥平面ACC1A1.(共44张PPT)
第三节
第七章 立体几何与空间向量
空间直线、平面的平行
课
程
标
准
必备知识/梳理
第一部分
——回扣知识
教|材|回|顾
微|点|延|伸
小|题|快|练
解析
解析
解析
解析
解析
关键能力/落实
第二部分
——考向探究
类型一
直线与平面平行
证明
证明
证明
解析
解析
证明
解析
解析
类型二
平面与平面平行
证明
解
证明
证明
类型三
探究性问题
解
解
解
解
R
赢在欲点
a
b
0
a
B
b
Q
B
Q
a
O
B
Q
a
B
C
B
C
B
A
H
G
1
I
I
I
I
F
I
E
D
C
A
B
P
E
I
C
A
B
P
B
C
A
B
P
E
I
C
A
B
H
P
E
I
H
C
A
B
A
A
M
!!
MA
Bi
B
C
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N
A
B
A
M
N
B
M
B
A
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C
N
C
D
A
A
P
M
P
B
B
C
N
N
①
2
A
M
B
E
C
D
3
M
B
A
C
N
4
P
1
M
G
C
A
B
P
1
M
1
1
C
A
B
A
H
E
I
D
G
1
B
F
C
Ay
E
F
B
1
A
C
G
H
B
H
G
B
1
A
C
E
B
D
1
c
I
B
l
I
I
I
Q
I
I
D
C
D
A
B
D
1
C
B
1
I
I
C
A
M
B
D
1
C
Ar
B
1
1
I
I
I
C
A
R
B
A
C
B
E
I
D
A
C
B
Ar
C
F
B
E
D
A
C
B微练(五十七) 空间直线、平面的平行
基础过关
一、单项选择题
1.已知m,n是两条不同的直线,α,β是两个不重合的平面,则“m∥α”的充分条件是( )
A.n α,m∥n B.α⊥β,m⊥β
C.n∥α,m∥n D.α∥β,m β
2.过长方体ABCDA1B1C1D1的任意两条棱的中点作直线,其中与平面DBB1D1平行的直线共有( )
A.4条 B.6条
C.8条 D.12条
3. 在如图所示的三棱柱ABCA1B1C1中,过A1B1的平面与平面ABC交于DE,则DE与AB的位置关系是( )
A.异面
B.平行
C.相交
D.以上均有可能
4. 如图,在三棱锥PABC中,点D,E分别为棱PB,BC的中点.若点F在线段AC上,且满足AD∥平面PEF,则的值为( )
A.1 B.2
C. D.
5. 如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,AM=2MA1,BN=2NB1,过MN作一平面分别交底面△ABC的边BC,AC于点E,F,则( )
A.MF∥EB
B.A1B1∥NE
C.四边形MNEF为平行四边形
D.四边形MNEF为梯形
6.(2025·四川成都一诊)在正方体ABCDA1B1C1D1中,P是平面A1B1C1D1内的一动点,M为线段DC的中点,则下列说法错误的是( )
A.平面PAM内任意一条直线都不与BC平行
B.平面PAB和平面PCM的交线不与平面ABCD平行
C.平面PBC内存在无数条直线与平面PAM平行
D.平面PAM和平面PBC的交线不与平面ABCD平行
二、多项选择题
7.如图,在下列4个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,Q为所在棱的中点,则在这4个正方体中,直线AB与平面MNQ平行的正方体是( )
8. 如图,正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为1,E,F,G分别为BC,CC1,BB1的中点,则( )
A.直线D1D与直线AF垂直
B.直线A1G与平面AEF平行
C.平面AEF截正方体所得的截面面积为
D.点A1与点D到平面AEF的距离相等
三、填空题
9. 如图,平面α∥平面β,△PAB所在的平面与α,β分别交于CD,AB,若PC=2,CA=3,CD=1,则AB=________.
10. 如图所示,在四棱锥SABCD中,底面ABCD为正方形,AB=4,M为线段SA上一点,且AM=2MS,平面MCD与侧棱BS交于点N,则MN=________.
11. (2025·山东潍坊模拟)如图,四棱锥PABCD的底面是平行四边形,PA=PB=AB=2,E,F分别是AB,CD的中点,ED与AF相交于点H,平面AGF∥平面PEC,PD∩平面AGF=G,且PG=λGD,则λ=________,GH=________.
四、解答题
12.如图所示,在四棱锥PABCD中,BC∥平面PAD,BC=AD,E是PD的中点.求证:
(1)BC∥AD;
(2)EC∥平面PAB.
13.(2025·陕西联考)如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,AC=2BC=CC1=2,D,E,F分别是棱A1C1,BC,AC的中点,AB⊥BC.
(1)证明:平面ABD∥平面FEC1;
(2)求点F到平面ABD的距离.
素养提升
14.(2024·昆明一模)已知正方体ABCDA1B1C1D1,平面α满足AC∥α,BC1∥α,若直线AC到平面α的距离与BC1到平面α的距离相等,平面α与此正方体的面相交,则交线围成的图形为( )
A.三角形 B.四边形
C.五边形 D.六边形
15. 如图,三棱锥VABC的三条侧棱VA,VB,VC两两垂直,且VA=VB=VC=1.点P是侧面VAC内一点,过点P作一个既平行于侧棱VB,又平行于底边AC的三棱锥的截面,则该截面面积的最大值为________.
微练(五十七) 空间直线、平面的平行
1.D 解析 若n α,m∥n,则m α或m∥α,故A错误;若α⊥β,m⊥β,则m α或m∥α,故B错误;若n∥α,m∥n,则m∥α或m α,故C错误;若α∥β,m β,则m∥α,故D正确.故选D.
2.D 解析
如图,分别取A1D1,A1B1,AB,AD的中点E,F,G,H,连接EF,FG,GH,HE,EG,FH,由长方体的性质,知EF,FG,GH,HE,EG,HF 6条直线均与平面BB1D1D平行.同理,在平面BB1D1D的另一侧还有6条直线与平面BB1D1D平行.故选D.
3.B 解析 在三棱柱ABCA1B1C1中,AB∥A1B1,因为AB 平面ABC,A1B1 平面ABC,所以A1B1∥平面ABC.因为过A1B1的平面与平面ABC交于DE,所以DE∥A1B1,所以DE∥AB.故选B.
4.C 解析 如图,连接CD,交PE于点G,连接FG,因为AD∥平面PEF,AD 平面ADC,平面ADC∩平面PEF=FG,所以AD∥FG,因为点D,E分别为棱PB,BC的中点,所以G是△PBC的重心,所以==.故选C.
5.D 解析 由于B,E,F三点共面,F∈平面BEF,M 平面BEF,EB不过点F,故MF,EB为异面直线,故A错误;由于B1,N,E三点共面,B1∈平面B1NE,A1 平面B1NE,NE不过点B1,故A1B1,NE为异面直线,故B错误;因为在平行四边形AA1B1B中,AM=2MA1,BN=2NB1,所以AM∥BN,AM=BN,故四边形AMNB为平行四边形,所以MN∥AB.又MN 平面ABC,AB 平面ABC,所以MN∥平面ABC.又MN 平面MNEF,平面MNEF∩平面ABC=EF,所以MN∥EF,所以EF∥AB,显然在△ABC中,EF≠AB,所以EF≠MN,所以四边形MNEF为梯形,故C错误,D正确.
6.B 解析 对A,因为BC,AM均在平面ABCD内且不平行,所以BC与AM相交,故BC与平面PAM相交,若平面PAM内存在一条直线与BC平行,则BC∥平面PAM,矛盾,故A正确.对B,因为AB∥CM,AB 平面PCM,CM 平面PCM,所以AB∥平面PCM.如图①,设平面PAB和平面PCM的交线为l,由线面平行的性质可得AB∥l,又l 平面ABCD,AB 平面ABCD,所以l∥平面ABCD,故B错误.对C,D,分别延长AM,BC,交于点E,连接PE,如图②,平面PAM和平面PBC的交线即直线PE,故当平面PBC内的直线与PE平行时,与平面PAM也平行,故C正确,交线PE与平面ABCD交于点E,故D正确.故选B.
7.BCD 解析 对于A,如图,O为底面对角线的交点,连接OQ,易得AB∥OQ,又OQ∩平面MNQ=Q,所以直线AB与平面MNQ不平行;对于B,易得AB∥MQ,结合线面平行的判定定理可知AB与平面MNQ平行;对于C,易得AB∥MQ,结合线面平行的判定定理可知AB与平面MNQ平行;对于D,易得AB∥NQ,结合线面平行的判定定理可知AB与平面MNQ平行.所以在这4个正方体中,直线AB与平面MNQ平行的正方体有3个.故选BCD.
8.BCD 解析 因为CC1与AF不垂直,而DD1∥CC1,所以AF与DD1不垂直,故A错误;如图,取B1C1的中点N,连接A1N,GN,则A1N∥AE,GN∥EF,又AE 平面AEF,A1N 平面AEF,EF 平面AEF,GN 平面AEF,所以A1N∥平面AEF,GN∥平面AEF,又A1N∩GN=N,所以平面A1GN∥平面AEF,又直线A1G 平面A1GN,所以直线A1G∥平面AEF,故B正确;把截面AEF补形为四边形AEFD1,由四边形AEFD1为等腰梯形,可得平面AEF截正方体所得的截面面积S=××=,故C正确;显然点A1与点D到平面AEFD1的距离相等,故D正确.综上,选BCD.
9. 解析 因为平面α∥平面β,所以CD∥AB,则=,所以AB===.
10. 解析 如图,连接NC,因为AB∥CD,AB 平面SAB,CD 平面SAB,所以CD∥平面SAB.又因为平面CDMN∩平面SAB=MN,CD 平面CDMN,所以CD∥MN,所以AB∥MN,所以==,所以MN=.
11.1 解析 因为四边形ABCD是平行四边形,所以AB∥CD且AB=CD.又因为E,F分别是AB,CD的中点,所以AE=FD.又因为∠EAH=∠DFH,∠AEH=∠FDH,所以△AEH≌△FDH,所以EH=DH.因为平面AGF∥平面PEC,平面PED∩平面AGF=GH,平面PED∩平面PEC=PE,所以GH∥PE,则G是PD的中点,即PG=GD,故λ=1.因为PA=PB=AB=2,所以PE=,所以GH=PE=.
12.证明 (1)在四棱锥PABCD中,BC∥平面PAD,BC 平面ABCD,平面ABCD∩平面PAD=AD,所以BC∥AD.
(2)如图,取PA的中点为F,连接EF,BF,因为E是PD的中点,所以EF∥AD.EF=AD.由(1)可得BC∥AD,又BC=AD,所以BC∥EF,BC=EF,所以四边形BCEF是平行四边形,所以EC∥FB.因为EC 平面PAB,FB 平面PAB,所以EC∥平面PAB.
13.解 (1)证明:在△ABC中,因为E,F分别是BC,AC的中点,所以AB∥EF.因为AB 平面FEC1,EF 平面FEC1,所以AB∥平面FEC1.因为AC∥A1C1,AF=AC=A1C1=DC1,所以四边形AFC1D为平行四边形,所以AD∥FC1.同理可得AD∥平面FEC1.又AD∩AB=A,AB,AD 平面ABD,所以平面ABD∥平面FEC1.
(2)如图所示,连接BF,DF,易得DF⊥平面ABC,则DF⊥BF,利用勾股定理计算得AB==,AD==,BD==,所以S△ABD=AB×=××=,S△ABF=××1×=.设点F到平面ABD的距离为h,由VFABD=VDABF,得S△ABD×h=S△ABF×DF,即h=××2,解得h=,即点F到平面ABD的距离为.
14.D 解析 如图,分别取AB,BC,CC1的中点为M,N,P,连接MN,NP,MP,则AC∥MN,又AC 平面MNP,MN 平面MNP,所以AC∥平面MNP,同理可得BC1∥平面MNP.因为点A到平面MNP的距离等于直线AC到平面MNP的距离,点B到平面MNP的距离等于直线BC1到平面MNP的距离,直线AB∩平面MNP=M,M为线段AB的中点,所以点A和点B到平面MNP的距离相等,所以直线AC到平面MNP的距离与BC1到平面MNP的距离相等,所以平面MNP为平面α.延长线段MN与线段DC的延长线相交于点O,则CO=AM=AB,点O为平面MNP与平面DCC1D1的公共点,所以平面MNP∩平面DCC1D1=OP,延长线段OP交C1D1于点Q,易知点Q为C1D1的中点,平面MNP与平面A1B1C1D1的交线过点Q且与MN平行,取A1D1的中点为R,连接QR,则平面MNP∩平面A1B1C1D1=QR,取A1A的中点为S,连接RS,SM,同理可得平面MNP与平面ADD1A1和平面ABB1A1的交线分别为RS,SM,即平面α与正方体的交线围成的图形为六边形MNPQRS,故选D.
15. 解析 如图所示,在平面VAC内过点P作EF∥AC,分别交VA,VC于点F,E,在平面VBC内过点E作EQ∥VB,交BC于点Q,在平面VAB内过点F作FD∥VB,交BA于点D,连接DQ,由EQ∥VB,FD∥VB,得EQ∥FD,于是E,F,D,Q四点共面.由EQ∥VB,VB 平面DFEQ,EQ 平面DFEQ,得VB∥平面DFEQ,同理可证得AC∥平面DFEQ,则四边形DFEQ即过点P且既平行于直线VB又平行于直线AC的截面.由AC∥平面DFEQ,平面ABC∩平面DFEQ=DQ,AC 平面ABC,得AC∥DQ,又EF∥AC,所以DQ∥EF,结合EQ∥FD可得,四边形DFEQ是平行四边形.因为VB⊥VC,VB⊥VA,VA∩VC=V,VA,VC 平面VAC,所以VB⊥平面VAC,又EF 平面VAC,所以VB⊥EF.又EQ∥VB,所以EQ⊥EF,所以平行四边形DFEQ是矩形.因为EF∥AC,所以△VEF∽△VCA,设相似比为k,则===k,易得AC=,所以EF=k.因为FD∥VB,所以△AFD∽△AVB,则==,因为==1-k,所以==1-k,即FD=1-k,故S矩形FEQD=EF·FD=k·(1-k)=-2+,所以当k=时,S矩形FEQD取得最大值.(共32张PPT)
空间直线、平面的平行
微练(五十七)
基础过关
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