|学案下载
搜索
    上传资料 赚现金
    2020版高考数学新增分大一轮浙江专用版讲义:第八章立体几何与空间向量8.3
    立即下载
    加入资料篮
    2020版高考数学新增分大一轮浙江专用版讲义:第八章立体几何与空间向量8.301
    2020版高考数学新增分大一轮浙江专用版讲义:第八章立体几何与空间向量8.302
    2020版高考数学新增分大一轮浙江专用版讲义:第八章立体几何与空间向量8.303
    还剩17页未读, 继续阅读
    下载需要20学贝 1学贝=0.1元
    使用下载券免费下载
    加入资料篮
    立即下载

    2020版高考数学新增分大一轮浙江专用版讲义:第八章立体几何与空间向量8.3

    展开
    §8.3 空间点、直线、平面之间的位置关系
    最新考纲
    考情考向分析
    1.了解平面的含义,理解空间点、直线、平面位置关系的定义.
    2.掌握可以作为推理依据的公理和定理.
    主要考查与点、线、面位置关系有关的命题真假判断和求解异面直线所成的角,题型主要以选择题和填空题的形式出现,解题要求有较强的空间想象能力和逻辑推理能力.



    1.四个公理
    公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内.
    公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面.
    公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线.
    公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行.
    2.直线与直线的位置关系
    (1)位置关系的分类

    (2)异面直线所成的角
    ①定义:设a,b是两条异面直线,经过空间任一点O作直线a′∥a,b′∥b,把a′与b′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a与b所成的角(或夹角).
    ②范围:.
    3.直线与平面的位置关系有直线在平面内、直线与平面相交、直线与平面平行三种情况.
    4.平面与平面的位置关系有平行、相交两种情况.
    5.等角定理
    空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.

    概念方法微思考
    1.分别在两个不同平面内的两条直线为异面直线吗?
    提示 不一定.因为异面直线不同在任何一个平面内.分别在两个不同平面内的两条直线可能平行或相交.
    2.空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角一定相等吗?
    提示 不一定.如果这两个角开口方向一致,则它们相等,若反向则互补.

    题组一 思考辨析
    1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
    (1)如果两个不重合的平面α,β有一条公共直线a,就说平面α,β相交,并记作α∩β=a.( √ )
    (2)两个平面α,β有一个公共点A,就说α,β相交于过A点的任意一条直线.( × )
    (3)如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.( × )
    (4)经过两条相交直线,有且只有一个平面.( √ )
    (5)没有公共点的两条直线是异面直线.( × )
    (6)若a,b是两条直线,α,β是两个平面,且a⊂α,b⊂β,则a,b是异面直线.( × )
    题组二 教材改编
    2.[P52B组T1(2)]如图所示,在正方体ABCD—A1B1C1D1中,E,F分别是AB,AD的中点,则异面直线B1C与EF所成角的大小为(  )

    A.30° B.45°
    C.60° D.90°
    答案 C
    解析 连接B1D1,D1C,则B1D1∥EF,
    故∠D1B1C即为所求的角.
    又B1D1=B1C=D1C,
    ∴△B1D1C为等边三角形,
    ∴∠D1B1C=60°.



    3.[P45例2]如图,在三棱锥A—BCD中,E,F,G,H分别是棱AB,BC,CD,DA的中点,则

    (1)当AC,BD满足条件________时,四边形EFGH为菱形;
    (2)当AC,BD满足条件________时,四边形EFGH为正方形.
    答案 (1)AC=BD (2)AC=BD且AC⊥BD
    解析 (1)∵四边形EFGH为菱形,
    ∴EF=EH,∴AC=BD.
    (2)∵四边形EFGH为正方形,
    ∴EF=EH且EF⊥EH,
    ∵EF∥AC,EH∥BD,且EF=AC,EH=BD,
    ∴AC=BD且AC⊥BD.
    题组三 易错自纠
    4.α是一个平面,m,n是两条直线,A是一个点,若m⊄α,n⊂α,且A∈m,A∈α,则m,n的位置关系不可能是(  )
    A.垂直 B.相交
    C.异面 D.平行
    答案 D
    解析 依题意,m∩α=A,n⊂α,
    ∴m与n可能异面、相交(垂直是相交的特例),一定不平行.
    5.如图,α∩β=l,A,B∈α,C∈β,且C∉l,直线AB∩l=M,过A,B,C三点的平面记作γ,则γ与β的交线必通过(  )

    A.点A
    B.点B
    C.点C但不过点M
    D.点C和点M
    答案 D
    解析 ∵AB⊂γ,M∈AB,∴M∈γ.
    又α∩β=l,M∈l,∴M∈β.
    根据公理3可知,M在γ与β的交线上.
    同理可知,点C也在γ与β的交线上.
    6.如图为正方体表面的一种展开图,则图中的四条线段AB,CD,EF,GH在原正方体中互为异面的对数为______.

    答案 3
    解析 平面图形的翻折应注意翻折前后相对位置的变化,则AB,CD,EF和GH在原正方体中,显然AB与CD,EF与GH,AB与GH都是异面直线,而AB与EF相交,CD与GH相交,CD与EF平行.故互为异面的直线有且只有3对.

    题型一 平面基本性质的应用
    例1 如图所示,在正方体ABCD—A1B1C1D1中,E,F分别是AB和AA1的中点.求证:

    (1)E,C,D1,F四点共面;
    (2)CE,D1F,DA三线共点.
    证明 (1)如图,连接EF,CD1,A1B.

    ∵E,F分别是AB,AA1的中点,∴EF∥BA1.
    又A1B∥D1C,∴EF∥CD1,
    ∴E,C,D1,F四点共面.
    (2)∵EF∥CD1,EF ∴CE与D1F必相交,
    设交点为P,如图所示.
    则由P∈CE,CE⊂平面ABCD,得P∈平面ABCD.
    同理P∈平面ADD1A1.
    又平面ABCD∩平面ADD1A1=DA,
    ∴P∈直线DA,∴CE,D1F,DA三线共点.
    思维升华 共面、共线、共点问题的证明
    (1)证明共面的方法:①先确定一个平面,然后再证其余的线(或点)在这个平面内;②证两平面重合.
    (2)证明共线的方法:①先由两点确定一条直线,再证其他各点都在这条直线上;②直接证明这些点都在同一条特定直线上.
    (3)证明线共点问题的常用方法是:先证其中两条直线交于一点,再证其他直线经过该点.
    跟踪训练1 如图,在空间四边形ABCD中,E,F分别是AB,AD的中点,G,H分别在BC,CD上,且BG∶GC=DH∶HC=1∶2.

    (1)求证:E,F,G,H四点共面;
    (2)设EG与FH交于点P,求证:P,A,C三点共线.
    证明 (1)∵E,F分别为AB,AD的中点,
    ∴EF∥BD.
    ∵在△BCD中,==,
    ∴GH∥BD,∴EF∥GH.
    ∴E,F,G,H四点共面.
    (2)∵EG∩FH=P,P∈EG,EG⊂平面ABC,
    ∴P∈平面ABC.
    同理P∈平面ADC.
    ∴P为平面ABC与平面ADC的公共点.
    又平面ABC∩平面ADC=AC,
    ∴P∈AC,∴P,A,C三点共线.
    题型二 判断空间两直线的位置关系
    例2 (1)若直线l1和l2是异面直线,l1在平面α内,l2在平面β内,l是平面α与平面β的交线,则下列命题正确的是(  )
    A.l与l1,l2都不相交
    B.l与l1,l2都相交
    C.l至多与l1,l2中的一条相交
    D.l至少与l1,l2中的一条相交
    答案 D
    解析 由直线l1和l2是异面直线可知l1与l2不平行,故l1,l2中至少有一条与l相交.故选D.
    (2)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,点E,F分别在A1D,AC上,且A1E=2ED,CF=2FA,则EF与BD1的位置关系是(  )

    A.相交但不垂直
    B.相交且垂直
    C.异面
    D.平行
    答案 D
    解析 连接D1E并延长,与AD交于点M,由A1E=2ED,可得M为AD的中点,

    连接BF并延长,交AD于点N,因为CF=2FA,可得N为AD的中点,所以M,N重合,所以EF和BD1共面,且=,=,所以=,所以EF∥BD1.
    思维升华 空间中两直线位置关系的判定,主要是异面、平行和垂直的判定.异面直线可采用直接法或反证法;平行直线可利用三角形(梯形)中位线的性质、公理4及线面平行与面面平行的性质定理;垂直关系往往利用线面垂直或面面垂直的性质来解决.
    跟踪训练2 (1)已知直线a,b分别在两个不同的平面α,β内,则“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的(  )
    A.充分不必要条件
    B.必要不充分条件
    C.充要条件
    D.既不充分也不必要条件
    答案 A
    解析 若直线a和直线b相交,则平面α和平面β相交;若平面α和平面β相交,那么直线a和直线b可能平行或异面或相交,故选A.
    (2)如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别为棱C1D1,C1C的中点,有以下四个结论:

    ①直线AM与CC1是相交直线;
    ②直线AM与BN是平行直线;
    ③直线BN与MB1是异面直线;
    ④直线AM与DD1是异面直线.
    其中正确的结论为________.(填序号)
    答案 ③④
    解析 因为点A在平面CDD1C1外,点M在平面CDD1C1内,直线CC1在平面CDD1C1内,CC1不过点M,所以AM与CC1是异面直线,故①错;取DD1中点E,连接AE,则BN∥AE,但AE与AM相交,故②错;因为B1与BN都在平面BCC1B1内,M在平面BCC1B1外,BN不过点B1,所以BN与MB1是异面直线,故③正确;同理④正确,故填③④.
    题型三 求两条异面直线所成的角
    例3 (1)(2018·浙江金丽衢联考)正四面体ABCD中,E为棱AD的中点,过点A作平面BCE的平行平面,该平面与平面ABC、平面ACD的交线分别为l1,l2,则l1,l2所成角的正弦值为(  )
    A. B. C. D.
    答案 A
    解析 由题意得BC∥l1,CE∥l2,则∠BCE即为l1与l2所成角.设正四面体的棱长为a,则易得EB=EC=a,设BC的中点为F,连接EF,则易得EF=a,则l1与 l2所成角的正弦值为sin∠BCE===,故选A.
    (2)如图,把边长为4的正三角形ABC沿中线AD折起,使得二面角C—AD—E的大小为60°,则异面直线AC与DE所成角的余弦值为(  )

    A.- B. C.- D.
    答案 B
    解析 如图,取AB的中点F,连接DF,EF,因为D,F分别是线段BC,AB的中点,

    所以DF∥AC,所以∠EDF(或其补角)是异面直线AC与DE所成的角.由正三角形的性质可得AD⊥BC,所以∠CDE就是二面角C—AD—E的平面角,所以∠CDE=60°.又CD=DE,所以△CDE是正三角形.作EG⊥CD,垂足为G,作FH⊥BD,垂足为H,连接EH,易知EG=DEsin 60°=2×=,DG=DEcos 60°=2×=1,DH=BD=×2=1,HG=DH+DG=2,FH=AD=×AC=××4=.由勾股定理,得EH===,EF===.
    在△EDF中,由余弦定理,得cos∠EDF==-,所以异面直线AC与DE所成角的余弦值为,故选B.
    思维升华 用平移法求异面直线所成的角的三个步骤
    (1)一作:根据定义作平行线,作出异面直线所成的角;
    (2)二证:证明作出的角是异面直线所成的角;
    (3)三求:解三角形,求出所作的角.
    跟踪训练3 (2018·全国Ⅱ)在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC=1,AA1=,则异面直线AD1与DB1所成角的余弦值为(  )
    A. B. C. D.
    答案 C
    解析 方法一 如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1的一侧补上一个相同的长方体A′B′BA-A1′B1′B1A1.连接B1B′,

    由长方体性质可知,B1B′∥AD1,所以∠DB1B′为异面直线AD1与DB1所成的角或其补角.连接DB′,由题意,得DB′==,
    B′B1==2,DB1==.
    在△DB′B1中,由余弦定理,得
    DB′2=B′B+DB-2B′B1·DB1·cos∠DB1B′,
    即5=4+5-2×2cos∠DB1B′,∴cos∠DB1B′=.
    故选C.
    方法二 如图,以点D为坐标原点,分别以DA,DC,DD1所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系D-xyz.

    由题意,得A(1,0,0),D(0,0,0),
    D1(0,0,),B1(1,1,),
    ∴=(-1,0,),=(1,1,),
    ∴·=-1×1+0×1+()2=2,
    ||=2,||=,
    ∴cos〈,〉===.
    故选C.

    立体几何中的线面位置关系
    直观想象是指借助几何直观和空间想象感知事物的形态与变化,利用空间形式特别是图形,理解和解决数学问题.

    例 如图所示,四边形ABEF和ABCD都是梯形,BC∥AD且BC=AD,BE∥FA且BE=FA,G,H分别为FA,FD的中点.

    (1)证明:四边形BCHG是平行四边形;
    (2)C,D,F,E四点是否共面?为什么?
    (1)证明 由已知FG=GA,FH=HD,
    可得GH∥AD且GH=AD.
    又BC∥AD且BC=AD,
    ∴GH∥BC且GH=BC,
    ∴四边形BCHG为平行四边形.
    (2)解 ∵BE∥AF且BE=AF,G为FA的中点,
    ∴BE∥FG且BE=FG,
    ∴四边形BEFG为平行四边形,
    ∴EF∥BG.
    由(1)知BG∥CH.
    ∴EF∥CH,∴EF与CH共面.
    又D∈FH,∴C,D,F,E四点共面.
    素养提升 平面几何和立体几何在点线面的位置关系中有很多的不同,借助确定的几何模型,利用直观想象讨论点线面关系在平面和空间中的差异.


    1.四条线段顺次首尾相连,它们最多可确定的平面个数为(  )
    A.4 B.3 C.2 D.1
    答案 A
    解析 首尾相连的四条线段每相邻两条确定一个平面,所以最多可以确定四个平面.
    2.(2018·湖州模拟)a,b,c是两两不同的三条直线,下面四个命题中,真命题是(  )
    A.若直线a,b异面,b,c异面,则a,c异面
    B.若直线a,b相交,b,c相交,则a,c相交
    C.若a∥b,则a,b与c所成的角相等
    D.若a⊥b,b⊥c,则a∥c
    答案 C
    解析 若直线a,b异面,b,c异面,则a,c相交、平行或异面;若a,b相交,b,c相交,则a,c相交、平行或异面;若a⊥b,b⊥c,则a,c相交、平行或异面;由异面直线所成的角的定义知C正确.故选C.
    3.如图所示,平面α∩平面β=l,A∈α,B∈α,AB∩l=D,C∈β,C∉l,则平面ABC与平面β的交线是(  )

    A.直线AC B.直线AB
    C.直线CD D.直线BC
    答案 C
    解析 由题意知,D∈l,l⊂β,所以D∈β,
    又因为D∈AB,所以D∈平面ABC,
    所以点D在平面ABC与平面β的交线上.
    又因为C∈平面ABC,C∈β,
    所以点C在平面β与平面ABC的交线上,
    所以平面ABC∩平面β=CD.
    4.如图所示,ABCD-A1B1C1D1是长方体,O是B1D1的中点,直线A1C交平面AB1D1于点M,则下列结论正确是(  )

    A.A,M,O三点共线
    B.A,M,O,A1不共面
    C.A,M,C,O不共面
    D.B,B1,O,M共面
    答案 A
    解析 连接A1C1,AC,则A1C1∥AC,
    ∴A1,C1,A,C四点共面,∴A1C⊂平面ACC1A1,
    ∵M∈A1C,∴M∈平面ACC1A1,又M∈平面AB1D1,
    ∴M在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上,
    同理A,O在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上.
    ∴A,M,O三点共线.
    5.(2018·绍兴质检)如图,在正三棱柱ABC—A1B1C1中,AA1=AB,E,F分别为BC,BB1的中点,M,N分别为AA1,A1C1的中点,则直线MN与EF所成角的余弦值为(  )

    A. B. C. D.
    答案 B
    解析 方法一 如图,在原三棱柱的上方,再放一个完全一样的三棱柱,连接AC1,CB1,C1B′,

    易得MN∥AC1,EF∥CB1∥C1B′,
    那么∠AC1B′的补角即直线MN与EF所成的角.
    设AA1=AB=a,则AC1=C1B′=a,
    连接AB′,则AB′==3a,
    由余弦定理得
    cos∠AC1B′==-,
    故直线MN与EF所成角的余弦值为.
    方法二 如图,连接AC1,C1B,CB1,

    设C1B与CB1交于点O,取AB的中点D,连接CD,OD,
    则MN∥AC1∥OD,EF∥CB1,
    那么∠DOC即直线MN与EF所成的角,
    设AA1=AB=a,
    则AC1=CB1=a,
    于是OD=OC=,又CD=,于是△OCD为正三角形,故直线MN与EF所成角的余弦值为.
    6.(2018·衢州质检)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为线段 A1C1的中点,则异面直线DE与B1C所成角的大小为(  )

    A. B. C. D.
    答案 C
    解析 连接AC,BD,B1E,设BD与AC交于点O,连接B1O,则四边形DOB1E为平行四边形,所以DE∥OB1,所以异面直线DE与B1C所成角为∠OB1C,设正方体棱长为1,则B1C=,OC=,B1O=,
    所以cos∠OB1C==.
    又因为异面直线所成角的范围是,
    所以∠OB1C=.
    7.给出下列命题,其中正确的命题为________.(填序号)
    ①如果线段AB在平面α内,那么直线AB在平面α内;
    ②两个不同的平面可以相交于不在同一直线上的三个点A,B,C;
    ③若三条直线a,b,c互相平行且分别交直线l于A,B,C三点,则这四条直线共面;
    ④若三条直线两两相交,则这三条直线共面;
    ⑤两组对边相等的四边形是平行四边形.
    答案 ①③


    8.在三棱锥S-ABC中,G1,G2分别是△SAB和△SAC的重心,则直线G1G2与BC的位置关系是________.
    答案 平行
    解析 如图所示,连接SG1并延长交AB于M,连接SG2并延长交AC于N,连接MN.

    由题意知SM为△SAB的中线,且SG1=SM,SN为△SAC的中线,且SG2=SN,
    ∴在△SMN中,=,∴G1G2∥MN,
    易知MN是△ABC的中位线,∴MN∥BC,
    ∴G1G2∥BC.
    9.如图,已知圆柱的轴截面ABB1A1是正方形,C是圆柱下底面弧AB的中点,C1是圆柱上底面弧A1B1的中点,那么异面直线AC1与BC所成角的正切值为________.

    答案 
    解析 取圆柱下底面弧AB的另一中点D,连接C1D,AD,
    因为C是圆柱下底面弧AB的中点,

    所以AD∥BC,所以直线AC1与AD所成的角即为异面直线AC1与BC所成的角,因为C1是圆柱上底面弧A1B1的中点,所以C1D垂直于圆柱下底面,所以C1D⊥AD.
    因为圆柱的轴截面ABB1A1是正方形,所以C1D=AD,
    所以直线AC1与AD所成角的正切值为,
    所以异面直线AC1与BC所成角的正切值为.

    10.如图是正四面体的平面展开图,G,H,M,N分别为DE,BE,EF,EC的中点,在这个正四面体中,①GH与EF平行;②BD与MN为异面直线;③GH与MN成60°角;④DE与MN垂直.
    以上四个命题中,正确命题的序号是________.

    答案 ②③④
    解析 还原成正四面体A-DEF,其中H与N重合,A,B,C三点重合.

    易知GH与EF异面,BD与MN异面.
    连接GM,∵△GMH为等边三角形,
    ∴GH与MN成60°角,
    易证DE⊥AF,又MN∥AF,∴MN⊥DE.
    因此正确命题的序号是②③④.
    11.如图所示,A是△BCD所在平面外的一点,E,F分别是BC,AD的中点.

    (1)求证:直线EF与BD是异面直线;
    (2)若AC⊥BD,AC=BD,求EF与BD所成的角.
    (1)证明 假设EF与BD不是异面直线,则EF与BD共面,从而DF与BE共面,即AD与BC共面,所以A,B,C,D在同一平面内,这与A是△BCD所在平面外的一点相矛盾.故直线EF与BD是异面直线.
    (2)解 取CD的中点G,连接EG,FG,则AC∥FG,EG∥BD,

    所以相交直线EF与EG所成的角,
    即为异面直线EF与BD所成的角.
    又因为AC⊥BD,则FG⊥EG.
    在Rt△EGF中,由EG=FG=AC,求得∠FEG=45°,
    即异面直线EF与BD所成的角为45°.
    12.如图,在三棱锥P-ABC中,PA⊥底面ABC,D是PC的中点.已知∠BAC=,AB=2,AC=2,PA=2.求:

    (1)三棱锥P-ABC的体积;
    (2)异面直线BC与AD所成角的余弦值.
    解 (1)S△ABC=×2×2=2,三棱锥P-ABC的体积为V=S△ABC·PA=×2×2=.
    (2)如图,取PB的中点E,连接DE,AE,则ED∥BC,

    所以∠ADE(或其补角)是异面直线BC与AD所成的角.在△ADE中,DE=2,AE=,AD=2,
    cos∠ADE===.
    故异面直线BC与AD所成角的余弦值为.

    13.若空间中四条两两不同的直线l1,l2,l3,l4,满足l1⊥l2,l2⊥l3,l3⊥l4,则下列结论一定正确的是(  )
    A.l1⊥l4
    B.l1∥l4
    C.l1与l4既不垂直也不平行
    D.l1与l4的位置关系不确定
    答案 D
    解析 如图,在长方体ABCD—A1B1C1D1中,记l1=DD1,l2=DC,l3=DA.若l4=AA1,满足l1⊥l2,l2⊥l3,l3⊥l4,此时l1∥l4,可以排除选项A和C.

    若取C1D为l4,则l1与l4相交;若取BA为l4,则l1与l4异面;若取C1D1为l4,则l1与l4相交且垂直.因此l1与l4的位置关系不能确定.
    14.平面α过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A,α∥平面CB1D1,α∩平面ABCD=m,α∩平面ABB1A1=n,则m,n所成角的正弦值为(  )
    A. B. C. D.
    答案 A
    解析 如图所示,设平面CB1D1∩平面ABCD=m1,

    ∵α∥平面CB1D1,则m1∥m,
    又∵平面ABCD∥平面A1B1C1D1,
    平面CB1D1∩平面A1B1C1D1=B1D1,∴B1D1∥m1,
    ∴B1D1∥m,同理可得CD1∥n.
    故m,n所成角的大小与B1D1,CD1所成角的大小相等,即∠CD1B1的大小.
    又∵B1C=B1D1=CD1(均为面对角线),
    ∴∠CD1B1=,得sin∠CD1B1=,故选A.

    15.(2018·浙江省杭州市七校联考)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=60°,点F在斜边AB上,且AB=4AF,点M在线段BC上运动,D,E是平面ABC同一侧的两点,AD⊥平面ABC,BE⊥平面ABC,AD=3,AC=BE=4.当点M运动到线段BC的中点时,异面直线CF与EM所成角的余弦值为(  )

    A. B. C. D.
    答案 A
    解析 取BF的中点N,连接MN,EN,
    因为M,N分别为BC,BF的中点,所以MN∥CF,且MN=CF,所以∠EMN为异面直线CF与EM所成的角.
    因为AC=4,∠BAC=60°,∠ACB=90°,
    所以BC=4,BM=2,
    所以EM===2.
    因为AC=4,∠BAC=60°,∠ACB=90°,
    所以AB=8,
    所以AF=AB=2,BF=AB=6,
    所以BN=3,
    所以EN===5.
    在△ACF中,由余弦定理得CF=2,所以MN=.
    在△EMN中,由余弦定理可得
    cos∠EMN=
    ==,
    所以异面直线CF与EM所成角的余弦值为.故选A.
    16.(2018·浙江省金华名校统考)如图,在三棱锥A—BCD中,平面ABC⊥平面BCD,△BAC与△BCD均为等腰直角三角形,且∠BAC=∠BCD=90°,BC=2.P是线段AB上的动点(不包括端点),若线段CD上存在点Q,使得异面直线PQ与AC成30°的角,则线段PA长度的取值范围是(  )

    A. B.
    C. D.
    答案 B
    解析 方法一 由已知得CB⊥CD,以C为坐标原点,的方向为x轴正方向,的方向为y轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系Cxyz,根据题意,得A(0,1,1),B(0,2,0),D(2,0,0).

    令=λ(λ∈(0,1)),
    =μ(μ∈(0,1]),
    则=(0,λ,-λ),=(2μ,0,0),
    ∴=+-=(-2μ,1+λ,1-λ),
    ∴cos〈,〉=
    ==,
    整理得3λ2+6μ2=1,显然3λ2<1,而λ∈(0,1),
    ∴λ∈,
    ||=|(0,λ,-λ)|=λ∈,故选B.
    方法二 如图,将题图中的三棱锥补全为一个长方体,在平面ABC内,过点P作AB的垂线交CE于点R.因为AC⊥AB,PR⊥AB,所以AC∥PR,因而∠RPQ即为异面直线PQ与AC所成的角,所以∠RPQ=30°.设AP=x,则

    CR=x,在Rt△PQR中,求得PR=,所以RQ= .
    在Rt△CRQ中,CQ=∈(0,2),故0 解得x∈,故选B.

    免费资料下载额度不足,请先充值

    每充值一元即可获得5份免费资料下载额度

    今日免费资料下载份数已用完,请明天再来。

    充值学贝或者加入云校通,全网资料任意下。

    提示

    您所在的“深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载 10 份资料 (今日还可下载 0 份),请取消部分资料后重试或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载10份资料,您的当日额度已用完,请明天再来,或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深圳市第一中学”云校通余额已不足,请提醒校管理员续费或选择从个人账户扣费下载。

    重新选择
    明天再来
    个人账户下载
    下载确认
    您当前为教习网VIP用户,下载已享8.5折优惠
    您当前为云校通用户,下载免费
    下载需要:
    本次下载:免费
    账户余额:0 学贝
    首次下载后60天内可免费重复下载
    立即下载
    即将下载:资料
    资料售价:学贝 账户剩余:学贝
    选择教习网的4大理由
    • 更专业
      地区版本全覆盖, 同步最新教材, 公开课⾸选;1200+名校合作, 5600+⼀线名师供稿
    • 更丰富
      涵盖课件/教案/试卷/素材等各种教学资源;900万+优选资源 ⽇更新5000+
    • 更便捷
      课件/教案/试卷配套, 打包下载;手机/电脑随时随地浏览;⽆⽔印, 下载即可⽤
    • 真低价
      超⾼性价⽐, 让优质资源普惠更多师⽣
    VIP权益介绍
    • 充值学贝下载 本单免费 90%的用户选择
    • 扫码直接下载
    元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
    您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      充值到账1学贝=0.1元
      0学贝
      本次充值学贝
      0学贝
      VIP充值赠送
      0学贝
      下载消耗
      0学贝
      资料原价
      100学贝
      VIP下载优惠
      0学贝
      0学贝
      下载后剩余学贝永久有效
      0学贝
      • 微信
      • 支付宝
      支付:¥
      元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
      您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      扫码支付0直接下载
      • 微信
      • 支付宝
      微信扫码支付
      充值学贝下载,立省60% 充值学贝下载,本次下载免费
        下载成功

        Ctrl + Shift + J 查看文件保存位置

        若下载不成功,可重新下载,或查看 资料下载帮助

        本资源来自成套资源

        更多精品资料

        正在打包资料,请稍候…

        预计需要约10秒钟,请勿关闭页面

        服务器繁忙,打包失败

        请联系右侧的在线客服解决

        单次下载文件已超2GB,请分批下载

        请单份下载或分批下载

        支付后60天内可免费重复下载

        我知道了
        正在提交订单

        欢迎来到教习网

        • 900万优选资源,让备课更轻松
        • 600万优选试题,支持自由组卷
        • 高质量可编辑,日均更新2000+
        • 百万教师选择,专业更值得信赖
        微信扫码注册
        qrcode
        二维码已过期
        刷新

        微信扫码,快速注册

        还可免费领教师专享福利「樊登读书VIP」

        手机号注册
        手机号码

        手机号格式错误

        手机验证码 获取验证码

        手机验证码已经成功发送,5分钟内有效

        设置密码

        6-20个字符,数字、字母或符号

        注册即视为同意教习网「注册协议」「隐私条款」
        QQ注册
        手机号注册
        微信注册

        注册成功

        下载确认

        下载需要:0 张下载券

        账户可用:0 张下载券

        立即下载
        账户可用下载券不足,请取消部分资料或者使用学贝继续下载 学贝支付

        如何免费获得下载券?

        加入教习网教师福利群,群内会不定期免费赠送下载券及各种教学资源, 立即入群

        返回
        顶部
        Baidu
        map