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1、课后跟踪训练(四十六)基础巩固练一、选择题1和两条异面直线都相交的两条直线的位置关系是()A异面 B相交 C平行 D异面或相交解析当两条直线无公共点时,可知两直线异面;当两异面直线中的一条直线与两条直线交于一点时,可知两直线相交,故选D.答案D2.(2020太原五中月考)如图,l,A,B,C,且Cl,直线ABlM,过A,B,C三点的平面记作,则与的交线必通过()A点A B点B C点C但不过点M D点C和点M解析AB,MAB,M.又C,M、C,与的交线必通过点C和点M.故选D.答案D3已知正方体ABCDA1B1C1D1中,O是BD1的中点,直线A1C交平面AB1D1于点M,则下列结论错误的是()
2、AA1、M、O三点共线 BM、O、A1、A四点共面CA、O、C、M四点共面 DB、B1、O、M四点共面解析因为O是BD1的中点由正方体的性质知,O也是A1C的中点,所以点O在直线A1C上,又直线A1C交平面AB1D1于点M,则A1、M、O三点共线,A正确,又直线与直线外一点确定一个平面,所以B、C正确故选D.答案D4(2020西安铁一中学月考)以下四个命题中,正确命题的个数是()不共面的四点中,其中任意三点不共线;若点A,B,C,D共面,点A,B,C,E共面,则A,B,C,D,E共面;若直线a,b共面,直线a,c共面,则直线b,c共面;依次首尾相接的四条线段必共面A0 B1 C2 D3解析对于
3、,不共面的四点中,其中任意三点不共线,故正确;对于,若A,B,C共线时,A,B,C,D,E不一定共面 ,故不正确;对于,b,c也可异面,故不正确;是错误的故选B.答案B5在正四棱柱ABCDA1B1C1D1中,AA12AB,则异面直线A1B与AD1所成角的余弦值为()A. B C. D解析如图,连接BC1,易证BC1AD1,则A1BC1即为异面直线A1B与AD1所成的角或其补角连接A1C1,设AB1,则AA12,A1C1,A1BBC1,故cosA1BC1.故选D.答案D二、填空题6(2019陕西汉中调研)若直线ab,且直线a平面,则直线b与平面的位置关系是_解析如图,在正方体中可知,b与相交或b
4、或b.答案b与相交或b或b7(2019广东华山模拟)如图所示,在正三棱柱ABCA1B1C1中,D是AC的中点,AA1AB1,则异面直线AB1与BD所成的角为_解析取A1C1的中点E,连接B1E,ED,AE,在RtAB1E中,AB1E即为所求设AB1,则A1A,AB1,B1E,AE,故AB1E60.答案608.(2020江西上饶月考)如图所示,在正方体ABCDA1B1C1D1中,M,N分别为棱C1D1,C1C的中点,有以下四结论:直线AM与CC1是相交直线;直线AM与BN是平行直线;直线BN与MB1是异面直线;直线MN与AC所成的角为60.其中正确的结论为_(注:把你认为正确的结论号都填上)解析
5、由题图可知AM与CC1是异面直线,AM与BN是异面直线,BN与MB1为异面直线因为D1CMN,所以直线MN与AC所成的角就是D1C与AC所成的角,且角为60.答案三、解答题9已知正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F分别为D1C1,C1B1的中点,ACBDP,A1C1EFQ.求证:(1)D,B,E,F四点共面;(2)若A1C交平面DBFE于R点,则P,Q,R三点共线证明(1)如图所示,因为EF是D1B1C1的中位线,所以EFB1D1.在正方体AC1中,B1D1BD,所以EFBD.所以EF,BD确定一个平面即D,B,F,E四点共面(2)在正方体ABCDA1B1C1D1中,设平面A1ACC1确定
6、的平面为,又设平面BDEF为.因为QA1C1,所以Q. 又QEF,所以Q.则Q是与的公共点,同理,P点也是与的公共点所以PQ.又A1CR,所以RA1C,R且R.则RPQ,故P,Q,R三点共线10.(2019河南许昌模拟)如图所示,在三棱锥PABC中,PA底面ABC,D是PC的中点已知BAC,AB2,AC2,PA2.求:(1)三棱锥PABC的体积;(2)异面直线BC与AD所成角的余弦值解(1)SABC222,三棱锥PABC的体积为VSABCPA22.(2)如图,取PB的中点E,连接DE,AE,则EDBC,所以ADE是异面直线BC与AD所成的角(或其补角)在ADE中,DE2,AE,AD2,cosA
7、DE.故异面直线BC与AD所成角的余弦值为.能力提升练11两条异面直线在同一个平面上的正投影不可能是()A两条相交直线 B两条平行直线C两个点 D一条直线和直线外一点解析如图,在正方体ABCDEFGH中,M,N分别为BF,DH的中点,连接MN,DE,CF,EG.当异面直线为EG,MN所在直线时,它们在底面ABCD内的射影为两条相交直线;当异面直线为DE,GF所在直线时,它们在底面ABCD内的射影分别为AD,BC,是两条平行直线;当异面直线为DE,BF所在直线时,它们在底面ABCD内的射影分别为AD和点B,是一条直线和一个点,故选C.答案C12(2020长沙雅礼中学月考)如图,平面与平面交于直线
8、l,A,C是平面内不同的两点,B,D是平面内不同的两点,且A,B,C,D不在直线l上,M,N分别是线段AB,CD的中点,下列判断正确的是()A若AB与CD相交,且直线AC平行于l时,则直线BD与l可能平行也有可能相交B若AB,CD是异面直线时,则直线MN可能与l平行C若存在异于AB,CD的直线同时与直线AC,MN,BD都相交,则AB,CD不可能是异面直线DM,N两点可能重合,但此时直线AC与l不可能相交解析对于A,直线BD与l只能平行;对于B,直线MN与l异面;对于C,AB与CD可能为异面直线当直线AB与CD的中点M,N重合时,必有直线ACl,故不可能相交,综上所述,故选D.答案D13(202
9、0西安三中月考)如图所示,在四面体ABCD中,E,F分别为AB,CD的中点,过EF任作一个平面分别与直线BC,AD相交于点G,H,则下列结论正确的是_对于任意的平面,都有直线GF,EH,BD相交于同一点;存在一个平面0,使得GFEHBD;存在一个平面0,使得点G在线段BC上,点H在线段AD的延长线上解析当H,G分别为AD,BC的中点时,直线GF,EH,BD平行,所以错,正确;若存在一个平面0,使得点G在线段BC上,点H在线段AD的延长线上,则平面0与CD的交点不可能是CD的中点,故错答案14.如图,在四棱锥OABCD中,底面ABCD是边长为2的正方形,OA底面ABCD,OA2,M为OA的中点(
10、1)求四棱锥OABCD的体积;(2)求异面直线OC与MD所成角的正切值的大小解(1)由已知可求得,正方形ABCD的面积S4,所以,四棱锥OABCD的体积V42.(2)连接AC,设线段AC的中点为E,连接ME,DE,则EMD为异面直线OC与MD所成的角(或其补角),由已知,可得DE,EM,MD,()2()2()2,DEM为直角三角形,tanEMD.拓展延伸练15(2019安徽蚌埠教学质量检测)已知平面,两两垂直,直线a,b,c满足a,b,c,则直线a,b,c的位置关系不可能是()A两两平行 B两两垂直C两两相交 D两两异面解析如图所示,在正方体ABCDA1B1C1D1中,平面ABCD、平面A1A
11、DD1、平面A1ABB1两两垂直,则AB,AD,A1A两两相交且两两垂直,故B,C正确;CD,A1D1,BB1彼此异面,故D正确如图所示,设m,n,l,在平面内任取一点O(Ol,On),过O作OBl,OCn,垂足分别为B,C.因为,l,OB,OBl,所以OB.因为m,所以OBm,同理OCm.因为OBOCO,所以m,同理n,l.若a,b,c两两平行,因为a,b,m,所以abm.又因为m,c,所以mc,所以ac,与ac矛盾所以a,b,c两两平行不成立,故A错误故选A.答案A16如图,在棱长为12的正方体ABCDA1B1C1D1中,已知E,F分别为棱AB,CC1的中点,若过点D1,E,F的平面截正方体ABCDA1B1C1D1所得的截面为一个多边形,则该多边形的周长为_解析如图,延长DC,D1F交于点G,连接EG交BC于点H,延长GE,DA交于点M,连接D1M交AA1于点N,连接FH,NE.因为正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为12,所以D1F6.因为D1C1CG,所以D1C1FGCF,所以1,所以CG12,同理可得BEHCGH,所以.又BHCH12,所以CHBC8,BHBC4,所以FH10,EH2.易知BEHAEM,所以AMBH4.易知MANMDD1,所以,解得AN3,所以NE3,D1N15,则该多边形的周长为D1FFHHEENND12592.答案2592
限制150内