0  293911  293919  293925  293929  293935  293937  293941  293947  293949  293955  293961  293965  293967  293971  293977  293979  293985  293989  293991  293995  293997  294001  294003  294005  294006  294007  294009  294010  294011  294013  294015  294019  294021  294025  294027  294031  294037  294039  294045  294049  294051  294055  294061  294067  294069  294075  294079  294081  294087  294091  294097  294105  447090 

5.如下图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=a.

(1)求证:平面AD1B1∥平面C1DB;

(2)求证:A1C⊥平面AD1B1;

(3)求平面AB1D1与平面BC1D之间的距离.

(1)证明:∵D1B1∥DB,∴D1B1∥平面C1DB.

同理,AB1∥平面C1DB.

又D1B1∩AB1=B1,

∴平面AD1B1∥平面C1DB.

(2)证明:∵A1C1⊥D1B1,而A1C1为A1C在平面A1B1C1D1上的射影,∴A1C1⊥D1B1.

同理,A1C⊥AB1,D1B1∩AB1=B1.

∴A1C⊥平面AD1B1.

(3)解:设A1C∩平面AB1D1=M,

A1C∩平面BC1D=N,O1、O分别为上底面A1B1C1D1、下底面ABCD的中心.

则M∈AO1,N∈C1O,且AO1∥C1O,

MN的长等于平面AD1B1与平面C1DB的距离,即MN=A1M=NC=A1C=a.

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4.如下图,两条线段AB、CD所在的直线是异面直线,CD平面α,AB∥α,M、N分别是AC、BD的中点,且AC是AB、CD的公垂线段.

(1)求证:MN∥α;

(2)若AB=CD=a,AC=b,BD=c,求线段MN的长.

(1)证明:过B作BB′⊥α,垂足为B′,连结CB′、DB′,设E为B′D的中点,

连结NE、CE,则NE∥BB′且NE=BB′,又AC=BB′,

∴MCNE,即四边形MCEN为平行四边形(矩形).

∴MN∥CE.又CEα,MNα,∴MN∥α.

(2)解:由(1)知MN=CE,AB=CB′=a=CD,B′D==,

∴CE==,

即线段MN的长为.

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3.如图甲,在透明塑料制成的长方体ABCD-A1B1C1D1容器内灌进一些水,固定容器底面一边BC于地面上,再将容器倾斜,随着倾斜度的不同,有下列四个命题:

①水的部分始终呈棱柱状;

②水面四边形EFGH的面积不改变;

③棱A1D1始终与水面EFGH平行;

④当容器倾斜如图乙时,EF·BF是定值.

其中正确命题的序号是_____________.

解析:对于命题①,由于BC固定,所以在倾斜的过程中,始终有AD∥EH∥FG∥BC,且平面AEFB∥平面DHGC,故水的部分始终呈棱柱状(四棱柱或三棱柱、五棱柱),且BC为棱柱的一条侧棱,命题①正确.对于命题②,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②不正确.③是正确的(请给出证明).④是正确的,由水的体积的不变性可证得.综上所述,正确命题的序号是①③④.

答案:①③④

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2.设平面α∥β,A、C∈α,B、D∈β,直线AB与CD交于S,若AS=18,BS=9,CD=34,则CS=_____________.

解析:如图(1),由α∥β可知BD∥AC,

∴=,即=,∴SC=68.

如图(2),由α∥β知AC∥BD,

∴==,即=.

∴SC=.

答案:68或

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1.(2003年上海)在下列条件中,可判断平面α与β平行的是

A.α、β都垂直于平面γ

B.α内存在不共线的三点到β的距离相等

C.l、m是α内两条直线,且l∥β,m∥β

D.l、m是两条异面直线,且l∥α,m∥α,l∥β,m∥β

答案:D

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4.a、b、c为三条不重合的直线,α、β、γ为三个不重合的平面,直线均不在平面内,给出六个命题:

其中正确的命题是________________.(将正确的序号都填上)

答案:①④⑤⑥

●典例剖析

[例1] 设平面α∥平面β,AB、CD是两条异面直线,M、N分别是AB、CD的中点,且A、C∈α,B、D∈β,求证:MN∥平面α.

剖析:因为AB与CD是异面直线,故MN与AC、BD不平行.在平面α、β中不易找到与MN平行的直线,所以试图通过证线线平行达到线面平行这一思路受阻,于是转而考虑通过证面面平行达到线面平行,即需找一个过MN且与α平行的平面.根据M、N是异面直线上的中点这一特征,连结BC,则此时AB、BC共面,即BC为沟通AB、CD的桥梁,再取BC的中点E,连结ME、NE,用中位线知识可证得.

证明:连结BC、AD,取BC的中点E,连结ME、NE,则ME是△BAC的中位线,故ME∥AC,MEα,∴ME∥α.同理可证,NE∥BD.又α∥β,设CB与DC确定的平面BCD与平面α交于直线CF,则CF∥BD,∴NE∥CF.而NE平面α,CFα,∴NE∥α.又ME∩

NE=E,∴平面MNE∥α,而MN平面MNE,∴MN∥平面α.

[例2] 如下图,在空间六边形(即六个顶点没有任何五点共面)ABCC1D1A1中,每相邻的两边互相垂直,边长均等于a,并且AA1∥CC1.求证:平面A1BC1∥平面ACD1.

证法一:作正方形BCC1B1和CC1D1D,并连结A1B1和AD.

∵AA1CC1BB1DD1,且AA1⊥AB,AA1⊥A1D1,

∴ABB1A1和AA1D1D都是正方形,且ACC1A1是平行四边形.

故它们的对应边平行且相等.

∵△ABC≌△A1B1C1,∴A1B1⊥B1C1.

同理,AD⊥CD.

∵BB1⊥AB,BB1⊥BC,∴BB1⊥平面ABC.

同理,DD1⊥平面ACD.

∵BB1∥DD1,∴BB1⊥平面ACD.

∴A、B、C、D四点共面.

∴ABCD为正方形.

同理,A1B1C1D1也是正方形.

故ABCD-A1B1C1D1是正方体.

易知A1C1∥AC,

∴A1C1∥平面ACD1.

同理,BC1∥平面ACD1,

∴平面A1BC1∥平面ACD1.

证法二:证ABCD-A1B1C1D1是正方体,同上.

连结B1D、B1D1,则B1D1是B1D在底面ABCD上的射影,

由三垂线定理知B1D⊥A1C1,

同理可证B1D⊥BA1,

∴B1D⊥平面A1BC1.

同理可证,B1D⊥平面ACD1,

∴平面A1BC1∥平面ACD1.

思考讨论

证明面面平行的常用方法:利用面面平行的判定定理;证明两个平面垂直于同一条直线.

[例3] 如下图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N、P分别是C1C、B1C1、C1D1的中点,求证:

(1)AP⊥MN;

(2)平面MNP∥平面A1BD.

证明:(1)连结BC1、B1C,则B1C⊥BC1,BC1是AP在面BB1C1C上的射影.∴AP⊥B1C.

又B1C∥MN,∴AP⊥MN.

(2)连结B1D1,∵P、N分别是D1C1、B1C1的中点,

∴PN∥B1D1.又B1D1∥BD,

∴PN∥BD.又PN不在平面A1BD上,

∴PN∥平面A1BD.

同理,MN∥平面A1BD.又PN∩MN=N,

∴平面PMN∥平面A1BD.

评述:将空间问题转化为平面问题,是解决立体几何问题的重要策略,关键在于选择或添加适当的平面或线.由于M、N、P都为中点,故添加B1C、BC1作为联系的桥梁.

●闯关训练

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3.α、β是两个不重合的平面,a、b是两条不同直线,在下列条件下,可判定α∥β的是

A.α、β都平行于直线a、b

B.α内有三个不共线点到β的距离相等

C.a、b是α内两条直线,且a∥β,b∥β

D.a、b是两条异面直线且a∥α,b∥α,a∥β,b∥β

解析:A错,若a∥b,则不能断定α∥β;

B错,若A、B、C三点不在β的同一侧,则不能断定α∥β;

C错,若a∥b,则不能断定α∥β;D正确.

答案:D

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2.设a、b是两条互不垂直的异面直线,过a、b分别作平面α、β,对于下面四种情况:①b∥α,②b⊥α,③α∥β,④α⊥β.其中可能的情况有

A.1种             B.2种             C.3种             D.4种

解析:①③④都有可能,②不可能,否则有b⊥a与已知矛盾.

答案:C

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1.(2005年春季北京,3)下列命题中,正确的是

A.经过不同的三点有且只有一个平面

B.分别在两个平面内的两条直线一定是异面直线

C.垂直于同一个平面的两条直线是平行直线

D.垂直于同一个平面的两个平面平行

答案:C

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2.两个平面平行的性质定理:如果两个平行平面都与第三个平面相交,那么交线平行.

●点击双基

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