542.經(jīng)過平面外一點只有一個平面和已知平面平行.
已知:Aα,A∈β,β∥α
求證:β是唯一的.
證:設(shè)l過A點,且l⊥α,這樣的直線是唯一的.
又β∥α,則β⊥l,過點A與α平面的平面一定和l垂直.
∵過點A和直線l垂直的平面是唯一的.
∴過點A和α平行的平面是唯一的.
541. 如圖,已知直線a∥平面α;求證:過a有且只有一個平面平行于α.
證明 (1)存在性:設(shè)過a的平面與α交于a′,∵a∥α,∴a∥a′.在α上,設(shè)直線b′∩a′=A′,在a上取點A,A與b′確定平面δ,在δ上過A作b∥b′.則a、b是相交直線(若重合,則顯然b′∥a′,矛盾).∴a,b確定平面β,則β∥α.
(2)唯一性:設(shè)過a還有一個平面π∥α,∵π與δ有公共點A,∴π與δ相交于過A的直線b″,又π∥a,δ∩b′,∴b″∥b′,∴b″∥b,而b″與b都過點A,故重合,故π與β重合.
540. 如圖,已知正方體ABCD-A1B1C1D1,求證:(1)平面AB1D1∥平面C1BD;(2)對角線A1C被平面AB1D1和平面C1BD三等分.
解析:本題若根據(jù)“一個平面內(nèi)兩條相交的直線分別與另一平面內(nèi)兩條相交的直線平行,則兩平面平行”是很容易解決論證平面AB1D1∥平面C1BD的,但兼顧考慮(2)的論證,(1)我們還是采用“兩平面垂直于同一直線則兩平面平行”的判定的方法.
證:(1)連AC,∵BD⊥AC,AC是A1C在底面上的射影,由三條垂線定理得A1C⊥BD,同理可證A1C⊥BC1.
∴A1C⊥平面C1BD,同理也能證得A1C⊥平面AB1D1.
∴平面AB1D1∥平面C1BD.
(2)設(shè)A1到平面AB1D1的距離為h,正方體的棱長為a,則有:h·(a)2=a· a2.
∴h=a.同理C到平面C1BD的距離也為a,而A1C=a.故A1C被兩平行平面三等分.
評析:論證A1C被兩平行平面三等分,關(guān)鍵是求A1到平面AB1D1的距離,C到平面C1BD的距離,這里用三棱錐體積的代換,若不用體積代換,則可以在平面A1ACC1中去考慮:
連A1C1,設(shè)A1C1∩B1D1=O1,AC∩BD=0,如圖連AO1,C1O,AC1,設(shè)AC1∩A1C=K.A1C∩AO1=M,C1O∩A1C=N.可證M為ΔA1AC1的重心,N為ΔACC1的重心,則可推知MN=NC=A1M.
另外值得說明的是:A1C是面AB1D1和面BC1D的公垂線.
異面直線AD1和C1D的距離也等于MN.
539. 如圖,在三棱錐S-ABC中,A1、B1、C1分別是ΔSBC、ΔSCA、ΔSAB的重心,(1)求證:平面A1B1C1∥平面ABC;(2)求三棱錐S-A1B1C1與S-ABC體積之比.
解析:本題顯然應(yīng)由三角形重心的性質(zhì),結(jié)合成比例線段的關(guān)系推導(dǎo)出“線線平行”再到“線面平行”到“面面平行”,至于體積的比的計算只要能求出相似三角形面積的比和對應(yīng)高的比就可以了.
證:(1):∵ A1、B1、C1是ΔSBC、ΔSCA、ΔSAB的重心,連SA1、SC1并延長交BC、AB于N、M,則N、M必是BC和AB的中點.連MN
∵==,
∴A1C1∥MN.
∵M(jìn)N平面ABC,
∴A1C1∥平面ABC.
同理可證 A1B1∥平面ABC.
∴ 平面A1B1C1∥平面ABC.
(2)由(1)=,MN∥AC,
∴A1C1∥AC.
同理可證:A1B1∥AB,
B1C1∥BC.
∴ ΔA1B1C1≌ΔABC,
S=SΔABC.
設(shè)三棱錐S-ABC的高為h,S-A1B1C1的高為h1則有:==,∴h1=h.
∴==.
評析:要掌握線面平行的相互轉(zhuǎn)化的思想方法外,還要有扎實的相似形和線段成比例的基礎(chǔ).
538. 如圖,已知線段PQ、PD、QF分別和平行平面α、β交于A、B、C、D、E、F,若AP=BQ,求證:SΔACF=SΔBDE.
解析: 由已知得AC∥BD,EB∥AF,∠CAF=∠EBD,又AC∶BD=PA∶PB=QB∶QA=EB∶AF,∴AC·AF·sin∠CAF=BE·BD·sin∠DBE.∴SΔACF=SΔBDE.
537. 已知A,B∈平面α,C,D∈平面β,α∥β,AB=13,BD=15,AC、BD在平面α上的射影長之和是14,求AC、BD在平面α上的射影長,以及平面α、β的距離.
解 如圖,設(shè)α、β的距離是h,則AC在α內(nèi)的射影長是,BD在α內(nèi)的射影長是.
根據(jù)題意,+=14.
解這個方程,h=12.
∴ =5, =9.
故AC、BD在平面α上的射影長分別是5和9,平面α、β的距離是12.
點評 平行平面間距離通常轉(zhuǎn)化為點面距離或線面距離最終轉(zhuǎn)化為點面距離.
536. 已知直線a、b、c,平面α∩平面β=a,bα,cβ,且b與c無公共點,則b與c不平行的充要條件是( )
A.b、c都與α相交 B.b、c中只有一條與α相交
C.b、c中至多一條與α相交 D.b、c中至少有一條與α相交
解析:本題考查直線與直線的位置關(guān)系,直線與平面的位置關(guān)系,充要條件,以及空間想象能力和等價轉(zhuǎn)化能力.
解法一:若直線b與c不平行,又由b與c無公共點,則b與c必定異面,根據(jù)異面直線的定義和線面位置關(guān)系可知或者b與c都與a相交,或者b、c中有一條與a相交,另一條與a平行,即b、c中至少有一條與α相交,即D成立;反之,當(dāng)D成立時,不難證明b與c必不平行,所以應(yīng)選D.
解法二:由題設(shè)及異面直線的定義可知,若b、c都與a相交能推出b與c異面,即b與c不平行;反過來,b與c不平行不一定推出b、c都與a相交,即A是充分非必要條件,而不是充要條件,同理,B也是充分非必要條件,而非充要條件,又由b、c中至多有一條與a相交,包含b、c中有一條與a相交和b、c都不與a相交兩種情形,而對于后者,即b∥a且c∥a,則b∥c.故c既非充分又非必要條件,綜上所述,排除A、B、C三個選擇項,從而選擇D.
535. 有四個命題
(1)一條直線和另一條直線平行,它就和經(jīng)過另一條直線的任何平面平行
(2)一條直線和一個平面平行,它就和這個平面內(nèi)的任何直線平行
(3)平行于同一平面的兩條直線平行
(4)如果直線a∥平面α,a平面β,且α∩β=b,則a∥b.
其中假命題共有( )
A.1個 B.2個 C.3個 D.4個
解析:此題考查線線位置關(guān)系和線面位置關(guān)系,以及空間想象能力.一條直線和另一條直線平行,它可能在經(jīng)過另一條直線的平面內(nèi),故(1)是假命題.一條直線和另一個平面平行,它與這個平面的直線可能平行,也可能異面,故(2)也是假命題,又平行于同一平面的兩條直線,也可能平行,也可能異面或相交,故(3)也是假命題,而命題(4)是真命題,也是線面平行的性質(zhì)定理.故選C。
534. 點A為異面直線a、b外一點,過A與a、b都平行的平面( )
A.只有一個 B.只有兩個
C.至多有一個 D.有無數(shù)個
解析:本題考查線線位置關(guān)系,線面位置關(guān)系,平面基本性質(zhì),以及空間想象能力
解法一:過點A作a′∥a,b′∥b,根據(jù)公理3,a′與b′確定一個平面為α,則異面直線a與b至多有一條在α內(nèi),當(dāng)a、b都不在α內(nèi)時,過A與a、b都平行的平面恰有一個,即α;當(dāng)a、b中有一條在α內(nèi)時,過A與a、b都平行的平面不存在,故選C.
解法二:過異面直線a、b分別作平面α、β使α∥β,若點A在α或β上,則過A與a、b都平行的平面不存在;若點A在α外且在β上,則過A恰有一個平面平行于α、β,則過點A與a、b都平行的平面恰有一個.
533. 已知:如圖,α∥β,異面直線AB、CD和平面α、β分別交于A、B、C、D四點,E、F、G、H分別是AB、BC、CD、DA的中點,求證:(1)E、F、G、H共面;(2)面EFGH∥平面α.
證明 (1)∵E、H分別是AB、DA的中點,∴EH∥BD.同理FG∥BD.∴FG∥EH.∴四邊形EFGH是平行四邊形,即E、F、H、G共面.
(2)平面ABD和平面α有一個公共點A,設(shè)兩平面交于過點A的直線AD′∴α∥β,∴ AD′∥BD.又∵BD∥EH,∴EH∥BD∥AD′.∴EH∥平面α,EH∥平面β,同理FG∥平面α,F(xiàn)G∥平面β.
∴平面EFHG∥平面α∥平面β.
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com