
1.以立體幾何的定義、基本事實(shí)和定理為出發(fā)點(diǎn),認(rèn)識(shí)和理解空間中線面平行、面面平行的有關(guān)性質(zhì)與判定定理. 2.能運(yùn)用基本事實(shí)、定理和已獲得的結(jié)論證明一些有關(guān)空間圖形的平行關(guān)系的簡(jiǎn)單命題.
ZHISHIZHENDUANZICE
1.直線與平面平行(1)直線與平面平行的定義直線l與平面α沒(méi)有公共點(diǎn),則稱(chēng)直線l與平面α平行.(2)直線與平面平行的判定定理與性質(zhì)定理
2.平面與平面平行(1)平面與平面平行的定義沒(méi)有公共點(diǎn)的兩個(gè)平面叫做平行平面.(2)平面與平面平行的判定定理與性質(zhì)定理
1.平行關(guān)系中的三個(gè)重要結(jié)論(1)垂直于同一條直線的兩個(gè)平面平行.(2)平行于同一平面的兩個(gè)平面平行.(3)垂直于同一個(gè)平面的兩條直線平行.2.三種平行關(guān)系的轉(zhuǎn)化
(1)平行的相互轉(zhuǎn)化是解決與平行有關(guān)的證明題的指導(dǎo)思想,解題過(guò)程中既要注意一般的轉(zhuǎn)化規(guī)律,又要看清題目的具體條件,選擇正確的轉(zhuǎn)化方向.(2)在應(yīng)用判定定理與性質(zhì)定理時(shí),一定要寫(xiě)全定理滿足的條件,否則可能是假命題.
1.思考辨析(在括號(hào)內(nèi)打“√”或“×”)
解析 (1)若一條直線和平面內(nèi)的一條直線平行,那么這條直線和這個(gè)平面平行或在平面內(nèi),故(1)錯(cuò)誤.(2)若a∥α,P∈α,則過(guò)點(diǎn)P且平行于a的直線只有一條,故(2)錯(cuò)誤.(3)如果一個(gè)平面內(nèi)的兩條直線平行于另一個(gè)平面,則這兩個(gè)平面平行或相交,故(3)錯(cuò)誤.
(1)若一條直線和平面內(nèi)一條直線平行,那么這條直線和這個(gè)平面平行.( )(2)若直線a∥平面α,P∈α,則過(guò)點(diǎn)P且平行于直線a的直線有無(wú)數(shù)條.( )(3)如果一個(gè)平面內(nèi)的兩條直線平行于另一個(gè)平面,那么這兩個(gè)平面平行.( )(4)如果兩個(gè)平面平行,那么分別在這兩個(gè)平面內(nèi)的兩條直線平行或異面.( )
2.(必修二P143T1改編)如果直線a∥平面α,那么直線a與平面α內(nèi)的( )A.一條直線不相交B.兩條直線不相交C.無(wú)數(shù)條直線不相交D.任意一條直線都不相交
解析 因?yàn)橹本€a∥平面α,直線a與平面α無(wú)公共點(diǎn),因此直線a與平面α內(nèi)的任意一條直線都不相交.
3.(必修二P138例3改編)如圖是長(zhǎng)方體被一平面所截得的幾何體,四邊形EFGH為截面,則四邊形EFGH的形狀為_(kāi)_____________.
解析 因?yàn)槠矫鍭BFE∥平面DCGH,又平面EFGH∩平面DCGH=HG,且平面EFGH∩平面ABFE=EF,所以EF∥HG,同理EH∥FG,所以四邊形EFGH是平行四邊形.
解析?、儆删€面平行的判定定理知lα;②由線面平行的判定定理知lα.
KAODIANJUJIAOTUPO
考點(diǎn)一 直線與平面平行的判定與性質(zhì)
角度1 直線與平面平行的判定例1 如圖,在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD為梯形,AB∥CD,PD=AD=AB=2,CD=4,E為PC的中點(diǎn).求證:BE∥平面PAD.
證明 法一 如圖,取PD的中點(diǎn)F,連接EF,F(xiàn)A.由題意知EF為△PDC的中位線,
又∵AB∥CD,AB=2,CD=4,∴AB綉EF,∴四邊形ABEF為平行四邊形,∴BE∥AF.又AF?平面PAD,BE?平面PAD,∴BE∥平面PAD.
法二 如圖,延長(zhǎng)DA,CB相交于點(diǎn)H,連接PH,
∵AB∥CD,AB=2,CD=4,
又E為PC的中點(diǎn),∴BE∥PH,又BE平面PAD,PH?平面PAD,∴BE∥平面PAD.法三 如圖,取CD的中點(diǎn)H,連接BH,HE,
∵E為PC的中點(diǎn),∴EH∥PD,又EH平面PAD,PD?平面PAD,∴EH∥平面PAD,
又由題意知AB綉DH,∴四邊形ABHD為平行四邊形,∴BH∥AD,又AD?平面PAD,BH平面PAD,∴BH∥平面PAD,又BH∩EH=H,BH,EH?平面BHE,∴平面BHE∥平面PAD,又BE?平面BHE,∴BE∥平面PAD.
角度2 直線與平面平行的性質(zhì)例2 如圖所示,在四棱錐P-ABCD中,四邊形ABCD是平行四邊形,M是PC的中點(diǎn),在DM上取一點(diǎn)G,過(guò)G和PA作平面交BD于點(diǎn)H.求證:PA∥GH.
證明 如圖所示,連接AC交BD于點(diǎn)O,連接OM,∵四邊形ABCD是平行四邊形,∴O是AC的中點(diǎn),又M是PC的中點(diǎn),∴PA∥OM,又OM平面BMD,PA平面BMD,∴PA∥平面BMD,又平面PAHG∩平面BMD=GH,PA平面PAHG,∴PA∥GH.
1.判斷或證明線面平行的常用方法(1)利用線面平行的定義(無(wú)公共點(diǎn)).(2)利用線面平行的判定定理(aα,bα,a∥b?a∥α).(3)利用面面平行的性質(zhì)(α∥β,aα?a∥β).(4)利用面面平行的性質(zhì)(α∥β,aβ,a∥α?a∥β).2.應(yīng)用線面平行的性質(zhì)定理的關(guān)鍵是確定交線的位置,有時(shí)需要經(jīng)過(guò)已知直線作輔助平面確定交線.
訓(xùn)練1 如圖所示,已知四邊形ABCD是正方形,四邊形ACEF是矩形,M是線段EF的中點(diǎn).(1)求證:AM∥平面BDE;
證明 如圖,記AC與BD的交點(diǎn)為O,連接OE.因?yàn)镺,M分別為AC,EF的中點(diǎn),且四邊形ACEF是矩形,所以EM∥OA且EM=OA,所以四邊形AOEM是平行四邊形,所以AM∥OE,又因?yàn)镺E?平面BDE,AM?平面BDE,所以AM∥平面BDE.
(2)若平面ADM∩平面BDE=l,平面ABM∩平面BDE=m,試分析l與m的位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論.
解 l∥m,證明如下:由(1)知AM∥平面BDE,又AM?平面ADM,平面ADM∩平面BDE=l,所以l∥AM,同理,AM∥平面BDE,又AM?平面ABM,平面ABM∩平面BDE=m,所以m∥AM,所以l∥m.
考點(diǎn)二 平面與平面平行的判定與性質(zhì)
例3 (2024·濰坊質(zhì)檢)如圖,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F(xiàn),G分別為棱B1C1,A1B1,AB的中點(diǎn).(1)求證:平面A1C1G∥平面BEF;
證明 ∵E,F(xiàn)分別為B1C1,A1B1的中點(diǎn),∴EF∥A1C1.∵A1C1?平面A1C1G,EF平面A1C1G,∴EF∥平面A1C1G.又F,G分別為A1B1,AB的中點(diǎn),∴A1F=BG,又A1F∥BG,∴四邊形A1GBF為平行四邊形,∴BF∥A1G.∵A1G?平面A1C1G,BF平面A1C1G,∴BF∥平面A1C1G,又EF∩BF=F,EF,BF?平面BEF,∴平面A1C1G∥平面BEF.
(2)若平面A1C1G∩BC=H,求證:H為BC的中點(diǎn).
證明 ∵平面ABC∥平面A1B1C1,平面A1C1G∩平面A1B1C1=A1C1,平面A1C1G與平面ABC有公共點(diǎn)G,經(jīng)過(guò)點(diǎn)G的直線交BC于H,則A1C1∥GH,得GH∥AC,∵G為AB的中點(diǎn),∴H為BC的中點(diǎn).
證明面面平行的常用方法(1)利用面面平行的判定定理.(2)利用垂直于同一條直線的兩個(gè)平面平行(l⊥α,l⊥β?α∥β).(3)利用面面平行的傳遞性,即兩個(gè)平面同時(shí)平行于第三個(gè)平面,則這兩個(gè)平面平行(α∥β,β∥γ?α∥γ).
訓(xùn)練2 如圖所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,過(guò)BC的平面與上底面A1B1C1交于GH(GH與B1C1不重合).(1)求證:BC∥GH;
證明 ∵在三棱柱ABC-A1B1C1中,∴平面ABC∥平面A1B1C1,又∵平面BCHG∩平面ABC=BC,且平面BCHG∩平面A1B1C1=HG,∴由面面平行的性質(zhì)定理得BC∥GH.
(2)若E,F(xiàn),G分別是AB,AC,A1B1的中點(diǎn),求證:平面EFA1∥平面BCHG.
證明 ∵E,F(xiàn)分別為AB,AC的中點(diǎn),∴EF∥BC,∵EF平面BCHG,BC?平面BCHG,∴EF∥平面BCHG.又G,E分別為A1B1,AB的中點(diǎn),A1B1綉AB,∴A1G綉EB,∴四邊形A1EBG是平行四邊形,∴A1E∥GB.∵A1E平面BCHG,GB?平面BCHG,∴A1E∥平面BCHG.又∵A1E∩EF=E,A1E,EF?平面EFA1,∴平面EFA1∥平面BCHG.
考點(diǎn)三 平行關(guān)系的綜合應(yīng)用
如圖,連接A1B交AB1于點(diǎn)O,連接OD1.
由棱柱的性質(zhì)知,四邊形A1ABB1為平行四邊形,∴點(diǎn)O為A1B的中點(diǎn).
在△A1BC1中,O,D1分別為A1B,A1C1的中點(diǎn),∴OD1∥BC1.又OD1?平面AB1D1,BC1平面AB1D1,∴BC1∥平面AB1D1.
解 由已知,平面BC1D∥平面AB1D1,且平面A1BC1∩平面BC1D=BC1,平面A1BC1∩平面AB1D1=OD1.因此BC1∥OD1,同理AD1∥DC1.
解決面面平行問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)(1)在解決線面、面面平行的判定時(shí),一般遵循從“線線平行”到“線面平行”,再到“面面平行”;而在應(yīng)用性質(zhì)定理時(shí),其順序恰好相反,但也要注意,轉(zhuǎn)化的方向總是由題目的具體條件而定,絕不可過(guò)于“模式化”.(2)解答探索性問(wèn)題的基本策略是先假設(shè),再?lài)?yán)格證明,先猜想再證明是學(xué)習(xí)和研究的重要思想方法.
解析 如圖,連接D1A,AC,D1C,因?yàn)镋,F(xiàn),G分別為AB,BC,C1D1的中點(diǎn),所以AC∥EF,又EF平面ACD1,AC平面ACD1,所以EF∥平面ACD1,易知EG∥AD1,
所以同理可得EG∥平面ACD1,
又EF∩EG=E,EF,EG平面EFG,所以平面ACD1∥平面EFG.因?yàn)橹本€D1P∥平面EFG,所以點(diǎn)P在直線AC上.
微點(diǎn)突破 截面(交線)問(wèn)題
1.作截面應(yīng)遵循的三個(gè)原則:(1)在同一平面上的兩點(diǎn)可引直線;(2)凡是相交的直線都要畫(huà)出它們的交點(diǎn);(3)凡是相交的平面都要畫(huà)出它們的交線.2.作交線的方法有如下兩種:(1)利用基本事實(shí)3作交線;(2)利用線面平行及面面平行的性質(zhì)定理去尋找線面平行及面面平行,然后根據(jù)性質(zhì)作出交線.
例1 (2024·寧波質(zhì)檢)已知四棱錐P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是正方形,且PA=AB,點(diǎn)E是PD的中點(diǎn),點(diǎn)F是棱PC上的點(diǎn)且PF=2FC,則平面BEF截四棱錐P-ABCD所得的截面圖形是( )A.斜三角形B.梯形C.平行四邊形D.兩組對(duì)邊均不平行的四邊形
解析 如圖,延長(zhǎng)EF和DC,設(shè)其交點(diǎn)為G,連接BG,延長(zhǎng)DA并與直線BG交于點(diǎn)H,連接HE交PA于點(diǎn)K,
連接KB,得四邊形EFBK,假設(shè)KE∥BF,易證BF∥平面PAD,易知BC∥平面PAD,易得平面PBC∥平面PAD,與平面PBC與平面PAD有公共點(diǎn)P矛盾,故假設(shè)不成立,因此KE與BF不平行,同理可證KB與EF不平行,因此四邊形EFBK的兩組對(duì)邊均不平行,故選D.
解析 如圖,設(shè)B1C1的中點(diǎn)為E,球面與棱BB1,CC1的交點(diǎn)分別為P,Q,
連接DB,D1B1,D1P,D1Q,D1E,EP,EQ,由∠BAD=60°,AB=AD,知△ABD為等邊三角形,∴D1B1=DB=2,∴△D1B1C1為等邊三角形,
∴E為球面截側(cè)面BCC1B1所得截面圓的圓心,
訓(xùn)練 (1)如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E是BC的中點(diǎn),平面α經(jīng)過(guò)直線BD且與直線C1E平行,若正方體的棱長(zhǎng)為2,則平面α截正方體所得的多邊形的面積為_(kāi)_______.
解析 如圖,過(guò)點(diǎn)B作BM∥C1E交B1C1于點(diǎn)M,
過(guò)點(diǎn)M作BD的平行線,交C1D1于點(diǎn)N,連接DN,則平面BDNM即為符合條件的平面α,由圖可知M,N分別為B1C1,C1D1的中點(diǎn),
解析 設(shè)球O的半徑為r,則AB=BC=2r,
又O2為AB的中點(diǎn),所以O(shè)2P⊥AB.又O1O2∩O2P=O2,O1O2,O2P?平面O1O2P,
所以AB⊥平面O1O2P,又OH?平面O1O2P,所以AB⊥OH.因?yàn)镺H⊥O2P,且AB∩O2P=O2,AB,O2P?平面ABP,所以O(shè)H⊥平面ABP.
KESHIFENCENGJINGLIAN
1.如圖,已知P為四邊形ABCD外一點(diǎn),E,F(xiàn)分別為BD,PD上的點(diǎn),若EF∥平面PBC,則( )A.EF∥PAB.EF∥PBC.EF∥PCD.以上均有可能
解析 由線面平行的性質(zhì)定理可知EF∥PB.
2.如果AB,BC,CD是不在同一平面內(nèi)的三條線段,則經(jīng)過(guò)它們中點(diǎn)的平面和直線AC的位置關(guān)系是( )A.平行B.相交C.AC在此平面內(nèi)D.平行或相交
解析 如圖,把這三條線段放在正方體內(nèi),可得AC∥EF,AC平面EFG,EF平面EFG,故AC∥平面EFG.
3.下列命題中正確的是( )A.若a,b是兩條直線,且a∥b,那么a平行于經(jīng)過(guò)b的任何平面B.若直線a和平面α滿足a∥α,那么a與α內(nèi)的任何直線平行C.平行于同一條直線的兩個(gè)平面平行D.若直線a,b和平面α滿足a∥b,a∥α,bα,則b∥α
解析 A中,a可以在過(guò)b的平面內(nèi);B中,a與α內(nèi)的直線也可能異面;C中,兩平面可能相交;D中,由直線與平面平行的判定定理知b∥α,故D正確.
4.已知P為△ABC所在平面外一點(diǎn),平面α∥平面ABC,且α交線段PA,PB,PC于點(diǎn)A′,B′,C′,若PA′∶AA′=2∶3,則S△A′B′C′∶S△ABC等于( )A.2∶3B.2∶5C.4∶9D.4∶25
解析 ∵平面α∥平面ABC,∴A′C′∥AC,A′B′∥AB,B′C′∥BC,∴S△A′B′C′∶S△ABC=(PA′∶PA)2,又PA′∶AA′=2∶3,∴PA′∶PA=2∶5,∴S△A′B′C′∶S△ABC=4∶25.
5.(2024·成都診斷)在正方體ABCD-A1B1C1D1中,下列結(jié)論正確的是( )①AD1∥BC1;②平面AB1D1∥平面BDC1;③AD1∥DC1;④AD1∥平面BDC1.A.①②④B.①②③C.②③④D.①③④
解析 對(duì)于①,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,因?yàn)锳B∥C1D1,且AB=C1D1,所以四邊形AD1C1B為平行四邊形,故AD1∥BC1,故①正確;對(duì)于②,易證BD∥B1D1,AB1∥DC1,BD?平面BDC1,B1D1平面BDC1,所以B1D1∥平面BDC1,
同理可得AB1∥平面BDC1,又AB1∩B1D1=B1,AB1,B1D1?平面AB1D1,故平面AB1D1∥平面BDC1,故②正確;對(duì)于③,由正方體ABCD-A1B1C1D1易知,AD1與DC1異面,故③錯(cuò)誤;對(duì)于④,因?yàn)锳D1∥BC1,AD1平面BDC1,BC1?平面BDC1,所以AD1∥平面BDC1,故④正確.故選A.
6.(2024·杭州質(zhì)檢)已知α,β是兩個(gè)不重合的平面,則“α∥β”的充要條件是( )A.平面α內(nèi)存在無(wú)數(shù)條直線與β平行B.存在直線l與α,β所成的角相等C.存在平面γ,滿足γ∥α且γ∥βD.平面α內(nèi)存在不共線的三個(gè)點(diǎn)到β的距離相等
解析 對(duì)于A,如果α∩β=l,則在α內(nèi)與l平行的直線有無(wú)數(shù)條,這無(wú)數(shù)條直線都與平面β平行,但此時(shí)α不平行于β,故A錯(cuò)誤;對(duì)于B,如果α∩β=m,在空間內(nèi)必存在直線lα,lβ,且l與m平行,此時(shí)l也與兩個(gè)平面平行,即直線l與α,β所成的角都等于0,故B錯(cuò)誤;
對(duì)于C,如果α∥β,則一定存在平面γ,滿足γ∥α且γ∥β,若γ∥α且γ∥β,則也一定有α∥β,則“α∥β”的充要條件是“存在平面γ,滿足γ∥α且γ∥β”,故C正確;對(duì)于D,當(dāng)α∥β時(shí),α內(nèi)必存在不共線的三個(gè)點(diǎn)到β的距離相等,但當(dāng)α∩β=m時(shí),同樣可以在α內(nèi)找到不共線的三個(gè)點(diǎn)到β的距離相等,故D錯(cuò)誤.故選C.
7.(2024·新鄉(xiāng)模擬)在如圖所示的正方體或正三棱柱中,M,N,Q分別是所在棱的中點(diǎn),則滿足直線BM與平面CNQ平行的是( )
解析 對(duì)于A,如圖①,連接B1N,由正方體的性質(zhì)可知BM∥B1N,又B1N與平面CNQ相交,所以直線BM與平面CNQ不平行,故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,如圖②,連接AC,AQ,由正方體的性質(zhì)可知NQ∥AC,故平面CNQ即為平面ACNQ,而B(niǎo)M∥AQ,BM平面CNQ,AQ平面CNQ,所以直線BM與平面CNQ平行,故B正確;
對(duì)于C,如圖③,連接BQ,由中位線定理及正三棱柱的性質(zhì)可知NQ∥BC,故平面CNQ即為平面BCNQ,則直線BM與平面CNQ相交于點(diǎn)B,故C錯(cuò)誤;
對(duì)于D,假設(shè)直線BM與平面CNQ平行,如圖④,過(guò)點(diǎn)M作CQ的平行線交A1B1于點(diǎn)D,則D是線段A1B1上靠近點(diǎn)B1的四等分點(diǎn),連接BD,由MD∥CQ,MD平面CNQ,CQ平面CNQ,可得MD∥平面CNQ,又BM與平面CNQ平行,MD∩BM=M,MD,BM平面BDM,則平面BDM∥平面CNQ,而平面ABB1A1與平面BDM、平面CNQ分別相交于BD,QN,則BD與QN平行,顯然BD與QN不平行,故假設(shè)錯(cuò)誤,所以直線BM與平面CNQ不平行,故D錯(cuò)誤.故選B.
8.如圖所示,在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn),G,H分別是棱CC1,C1D1,D1D,DC的中點(diǎn),N是BC的中點(diǎn),點(diǎn)M在四邊形EFGH及其內(nèi)部運(yùn)動(dòng),則M只需滿足條件_________________________________時(shí),就有MN∥平面B1BDD1.(注:請(qǐng)?zhí)钌夏阏J(rèn)為正確的一個(gè)條件即可,不必考慮全部可能情況)
點(diǎn)M在線段FH上(或點(diǎn)M與點(diǎn)H重合)
解析 連接HN,F(xiàn)H,F(xiàn)N(圖略),則FH∥DD1,HN∥BD,易證得FH∥平面B1BDD1,HN∥平面B1BDD1,F(xiàn)H∩HN=H,F(xiàn)H,HN平面FHN,∴平面FHN∥平面B1BDD1,只需M∈FH,則MN平面FHN,∴MN∥平面B1BDD1.
9.如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,點(diǎn)E為AD的中點(diǎn),點(diǎn)F在CD上.若EF∥平面AB1C,則線段EF的長(zhǎng)度等于________.
解析 因?yàn)镋F∥平面AB1C,EF平面ABCD,平面ABCD∩平面AB1C=AC,所以EF∥AC,所以點(diǎn)F為DC的中點(diǎn),
10.我國(guó)古代的數(shù)學(xué)著作《九章算術(shù)·商功》中,將底面是直角三角形的直三棱柱稱(chēng)為“塹堵”.在如圖所示的“塹堵”ABC-A1B1C1中,AB=AC=AA1=2,M,N分別是BB1和A1C1的中點(diǎn),則平面AMN截“塹堵”ABC-A1B1C1所得截面圖形的面積為 .
解析 延長(zhǎng)AN,與CC1的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)P,
則P∈平面BB1C1C,連接PM,與B1C1交于點(diǎn)E,連接NE,得到的四邊形AMEN是平面AMN截“塹堵”ABC-A1B1C1所得截面圖形,
11.如圖,四邊形ABCD為長(zhǎng)方形,PD=AB=2,AD=4,點(diǎn)E,F(xiàn)分別為AD,PC的中點(diǎn).設(shè)平面PDC∩平面PBE=l.證明:(1)DF∥平面PBE;
證明 取PB中點(diǎn)G,連接FG,EG,
因?yàn)樗倪呅蜛BCD為長(zhǎng)方形,所以BC∥AD,且BC=AD,所以DE∥FG,且DE=FG,所以四邊形DEGF為平行四邊形,所以DF∥GE,因?yàn)镈F平面PBE,GE平面PBE,所以DF∥平面PBE.
證明 由(1)知DF∥平面PBE,又DF平面PDC,平面PDC∩平面PBE=l,所以DF∥l.
12.如圖,四邊形ABCD與四邊形ADEF均為平行四邊形,M,N,G分別是AB,AD,EF的中點(diǎn).求證:(1)BE∥平面DMF;
證明 如圖,連接AE,則AE必過(guò)DF與GN的交點(diǎn)O,因?yàn)樗倪呅蜛DEF為平行四邊形,所以O(shè)為AE的中點(diǎn),連接MO,則MO為△ABE的中位線,所以BE∥MO,又BE平面DMF,MO平面DMF,所以BE∥平面DMF.
(2)平面BDE∥平面MNG.
證明 因?yàn)镹,G分別為平行四邊形ADEF的邊AD,EF的中點(diǎn),所以DE∥NG,又DE平面MNG,NG平面MNG,所以DE∥平面MNG,因?yàn)镸為AB的中點(diǎn),N為AD的中點(diǎn),所以MN為△ABD的中位線,所以BD∥MN,又BD平面MNG,MN平面MNG,所以BD∥平面MNG,又DE與BD為平面BDE內(nèi)的兩條相交直線,所以平面BDE∥平面MNG.
13.(多選)(2024·蘇州質(zhì)量評(píng)估)在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD為梯形,AB∥CD,則( )A.平面PBC內(nèi)存在無(wú)數(shù)條直線與平面PAD平行B.平面PAD和平面PBC的交線與底面ABCD平行C.平面PAB和平面PCD的交線與底面ABCD平行D.平面PAD內(nèi)任意一條直線都不與BC平行
解析 設(shè)平面PBC∩平面PAD=l,在平面PBC內(nèi)存在無(wú)數(shù)條直線與l平行,且不在平面PAD內(nèi),則在平面PBC內(nèi)存在無(wú)數(shù)條直線與平面PAD平行,故A正確;若l∥平面ABCD,l平面PBC,平面PBC∩平面ABCD=BC,則l∥BC,
同理,l∥AD,則BC∥AD,這與四邊形ABCD為梯形矛盾,故B錯(cuò)誤;設(shè)平面PAB∩平面PCD=m,∵AB∥CD,平面PAB∩平面ABCD=AB,平面PCD∩平面ABCD=CD,∴AB∥m,又AB平面ABCD,m平面ABCD,∴m∥平面ABCD,故C正確;假設(shè)平面PAD內(nèi)存在一條直線a與BC平行,則BC∥平面PAD,又BC平面ABCD,平面ABCD∩平面PAD=AD,則BC∥AD,不符合題意,∴平面PAD內(nèi)任意一條直線都不與BC平行,故D正確.
14.如圖,正方體ABCD-A1B1C1D1中,M,N分別為AB,BC的中點(diǎn).(1)當(dāng)點(diǎn)P在棱DD1上運(yùn)動(dòng)時(shí),是否都有MN∥平面A1C1P,證明你的結(jié)論;
解 當(dāng)點(diǎn)P在棱DD1上運(yùn)動(dòng)時(shí),都有MN∥平面A1C1P.證明如下:連接AC,在正方形ABCD中,MN為△ABC的中位線,可得MN∥AC,由正方體的截面性質(zhì)可得四邊形A1ACC1為矩形,則AC∥A1C1,可得MN∥A1C1,又MN平面A1C1P,A1C1?平面A1C1P,則MN∥平面A1C1P.
證明 取A1A的中點(diǎn)F,連接PF,F(xiàn)B1,取B1B的中點(diǎn)E,連接AE,由FP∥A1D1,F(xiàn)P=A1D1,A1D1∥B1C1,A1D1=B1C1,可得FP∥B1C1,F(xiàn)P=B1C1,即四邊形FPC1B1為平行四邊形,可得FB1∥PC1,由E為B1B的中點(diǎn),且B1Q=3QB,可得Q為BE的中點(diǎn),且MQ∥AE,
由AEB1F為平行四邊形,可得AE∥FB1,即有MQ∥PC1.又MQ平面A1C1P,PC1平面A1C1P,則MQ∥平面A1C1P,又MN∥平面A1C1P,MN∩MQ=M,MN,MQ平面MNQ,則平面MNQ∥平面A1C1P.
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