高中数学人教B版 (2019)必修 第四册11.3.2 直线与平面平行当堂检测题
展开一、选择题
1.直线l是平面α外的一条直线,下列条件中可能推出l∥α的是( )
A.l与α内的一条直线不相交
B.l与α内的两条直线不相交
C.l与α内的无数条直线不相交
D.l与α内的任意一条直线不相交
D [由线面平行的定义知直线l与平面α无公共点,则l与α内的任意一条直线不相交.]
2.直线a在平面γ外,则( )
A.a∥γ
B.a与γ至少有一个公共点
C.a∩γ=A
D.a与γ至多有一个公共点
D [直线a在平面γ外,其包括直线a与平面γ相交或平行两层含义,故a与γ至多有一个公共点.]
3.下列说法正确的是( )
A.如果a,b是两条直线,a∥b,那么a平行于经过b的任何一个平面
B.如果直线a和平面α满足a∥α,那么a平行于平面α内的任何一条直线
C.如果直线a,b满足a∥α,b∥α,则a∥b
D.如果直线a,b和平面α满足a∥b,a∥α,b⊄α,那么b∥α
D [如图,在长方体ABCDA′B′C′D′中,
AA′∥BB′,AA′在过BB′的平面AB′内,
故选项A不正确;
AA′∥平面B′C,BC⊂平面B′C,但AA′不平行于BC,
故选项B不正确;
AA′∥平面B′C,A′D′∥平面B′C,
但AA′与A′D′相交,所以选项C不正确;
选项D中,假设b与α相交,因为a∥b,
所以a与α相交,这与a∥α矛盾,
故b∥α,即选项D正确.故选D.]
4.如图,四棱锥SABCD的所有的棱长都等于2,E是SA的中点,过C,D,E三点的平面与SB交于点F,则四边形CDEF的周长为( )
A.2+eq \r(3) B.3+eq \r(3) C.3+2eq \r(3) D.2+2eq \r(3)
C [因为CD∥AB,AB⊂平面SAB,CD⊄平面SAB,所以CD∥平面SAB.
又CD⊂平面CDEF,平面SAB∩平面CDEF=EF,
所以CD∥EF,且EF≠CD,因为E是SA的中点,EF∥AB,所以F是SB的中点,所以DE=CF,所以四边形CDEF为等腰梯形,
且CD=2,EF=1,DE=CF=eq \r(3),
所以四边形CDEF的周长为3+2eq \r(3).]
5.(多选题)下列四个命题中正确的是( )
A.如果一条直线不在某个平面内,那么这条直线就与这个平面平行
B.过直线外一点有无数个平面与这条直线平行
C.过平面外一点有无数条直线与这个平面平行
D.过空间一点必存在某个平面与两条异面直线都平行
BC [A.如果一条直线不在某个平面内,那么这条直线就与这个平面平行或相交,故A错误,B正确,C正确;D.过空间一点不一定存在某个平面与两条异面直线都平行,当此点在其中一条直线上时,平面可能与其中一条平行,经过另一条直线,故D错误.故选BC.]
二、填空题
6.如图,在棱长为a的正方体ABCDA1B1C1D1中,M,N分别是棱A1B1,B1C1的中点,P是棱AD上一点,AP=eq \f(a,3),过P,M,N的平面与棱CD交于Q,则PQ= .
eq \f(2\r(2),3)a [连接AC(图略).由线面平行的性质知MN∥PQ∥AC,
因为AP=eq \f(a,3),所以eq \f(PQ,AC)=eq \f(2,3).
又AC=eq \r(2)a,所以PQ=eq \f(2\r(2),3)a.]
7.如图,ABCD是空间四边形,E,F,G,H分别是其四边上的点且共面,AC∥平面EFGH,AC=m,BD=n,当EFGH是菱形时,eq \f(AE,EB)= .
eq \f(m,n) [因为AC∥平面EFGH,AC⊂平面ABC,
平面EFGH∩平面ABC=EF,
所以AC∥EF,同理AC∥GH.
eq \f(AE,EB)=eq \f(CF,BF)=eq \f(FG,n-FG)=eq \f(m-EF,EF),而EF=FG.
所以EF=eq \f(mn,m+n),所以eq \f(AE,EB)=eq \f(m-EF,EF)=eq \f(m,n).]
8.如图,P为▱ABCD所在平面外一点,E为AD的中点,F为PC上一点,当PA∥平面EBF时,eq \f(PF,FC)= .
eq \f(1,2) [连接AC交BE于G,连接FG,因为PA∥平面EBF,
PA⊂平面PAC,平面PAC∩平面BEF=FG,
所以PA∥FG,
所以eq \f(PF,FC)=eq \f(AG,GC).
又因为AD∥BC,E为AD的中点,
所以eq \f(AG,GC)=eq \f(AE,BC)=eq \f(1,2),所以eq \f(PF,FC)=eq \f(1,2).]
三、解答题
9.简述下列问题的结论,并画图说明:
(1)直线a⊂平面α,直线b∩a=A,则b和α的位置关系如何?
(2)直线a⊂α,直线b∥a,则直线b和α的位置关系如何?
[解] (1)由图①可知:b⊂α或b∩α=A.
(2)由图②可知:b⊂α或b∥α.
① ②
10.如图,在棱长为a的正方体ABCDA1B1C1D1中,P,Q分别是AD1,BD的中点.
(1)求证:PQ∥平面DCC1D1;
(2)求PQ的长.
[解] (1)如图所示,连接AC,CD1,
因为ABCD为正方形,
所以AC与BD互相平分,又Q为BD的中点,
所以Q为AC的中点,
因为P为AD1的中点,所以PQ∥CD1,
因为CD1⊂平面DCC1D1,PQ⊄平面DCC1D1,
所以PQ∥平面DCC1D1.
(2)由(1)得,PQ是△ACD1的中位线,
所以PQ=eq \f(1,2)D1C=eq \f(\r(2),2)a.
11.在空间四边形ABCD中,E,F分别为AB,AD上的点,且AE∶EB=AF∶FD=1∶4,H,G分别为BC,CD的中点,则( )
A.BD∥平面EFG,且四边形EFGH是平行四边形
B.EF∥平面BCD,且四边形EFGH是梯形
C.HG∥平面ABD,且四边形EFGH是平行四边形
D.EH∥平面ADC,且四边形EFGH是梯形
B [如图,由题意,得EF∥BD,且EF=eq \f(1,5)BD,HG∥BD,且HG=eq \f(1,2)BD,∴EF∥HG且EF≠HG,∴四边形EFGH是梯形.又EF∥BD,EF⊄平面BCD,BD⊂平面BCD,∴EF∥平面BCD,分析知EH与平面ADC不平行.故选B.]
12.(多选题)已知P为矩形ABCD所在平面外一点,矩形ABCD的对角线的交点为O,M为PB的中点,下列说法正确的是( )
A.OM∥平面PCD B.OM∥平面PBC
C.OM∥平面PDA D.OM∥平面PBA
AC [如图,易得OM∥PD,所以OM∥平面PCD,OM∥平面PDA,故A,C正确.由图可知OM与平面PBC,OM与平面PBA均相交,故B,D错误.]
13.如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,M是A1D1的中点,则直线DM与平面A1ACC1的位置关系是 ,直线DM与平面BCC1B1的位置关系是 .
相交 平行 [因为M是A1D1的中点,
所以直线DM与直线AA1相交,所以DM与平面A1ACC1有一个公共点,所以DM与平面A1ACC1相交.取B1C1中点M1,连接MM1,M1C.因为MM1∥C1D1,C1D1∥CD,所以MM1∥CD.因为MM1=C1D1,C1D1=CD,所以MM1=CD.所以四边形DMM1C为平行四边形,所以DM∥CM1,所以DM∥平面BCC1B1.]
14.如图,长方体ABCDA1B1C1D1中,DD1=8,E,F分别是侧棱AA1,CC1上的动点,AE+CF=8.点P在棱AA1上,且AP=2,若EF∥平面PBD,则CF= .
2 [连接AC交BD于点O,连接PO(图略).因为EF∥平面PBD,EF⊂平面EACF,平面EACF∩平面PBD=PO,所以EF∥PO.在PA1上截取PQ=AP=2,连接QC(图略),则QC∥PO,所以EF∥QC,所以四边形EFCQ为平行四边形,则CF=EQ.又AE+CF=8,所以A1E=CF=EQ=2,故CF=2.]
15.如图,在平面四边形ABCD中,AB⊥AD,AD∥BC,AD=6,BC=2AB=4,E,F分别在BC,AD上,且EF∥AB,现将四边形ABEF沿EF折起,使BE⊥EC.若BE=1,在折叠后的线段AD上是否存在一点P,使得CP∥平面ABEF?若存在,求出eq \f(AP,PD)的值;若不存在,请说明理由.
[解] 在折叠后的线段AD上存在一点P,使得CP∥平面ABEF,此时eq \f(AP,PD)=eq \f(3,2).以下为证明过程:
当eq \f(AP,PD)=eq \f(3,2)时,eq \f(AP,AD)=eq \f(3,5),过点P作MP∥FD交AF于点M,连接EM(图略),
则有eq \f(MP,FD)=eq \f(AP,AD)=eq \f(3,5).
因为BE=1,所以FD=5,所以MP=3.又EC=3,MP∥FD∥EC,所以四边形MPCE为平行四边形,所以CP∥ME.又CP⊄平面ABEF,ME⊂平面ABEF,所以CP∥平面ABEF成立.
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