高考数学一轮复习第十一单元空间位置关系学案文.doc

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1、1 / 27【2019【2019最新最新】精选高考数学一轮复习第十一单元空间位置关系学案文精选高考数学一轮复习第十一单元空间位置关系学案文 教材复习课“空间位置关系”相关基础知识一课过4个公理过双基1平面的基本性质(1)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(2)公理2：过不在一条直线上的三点，有且只有一个平面推论1：经过一条直线和这条直线外一点有且只有一个平面；推论2：经过两条相交直线有且只有一个平面；推论3：经过两条平行直线有且只有一个平面(3)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2平行公理公理4：平行于同一条直线的两条直

2、线互相平行1以下四个命题中，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，则点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正确命题的个数是( )B1A0 D3C2 解析：选B 假设其中有三点共线，则该直线和直线外的另一点确定一个平面这与四点不共面矛盾，故其中任意三点不共线，所以正确从条件看出两平面有三个公2 / 27共点A，B，C，但是若A，B，C共线，则结论不正确；不正确；不正确，因为此时所得的四边形的四条边可以不在一个平面上，如空间四边形2下列命题中，真命题是( )A空间不同三点确定一个平面B空

3、间两两相交的三条直线确定一个平面C两组对边相等的四边形是平行四边形D和同一直线都相交的三条平行线在同一平面内解析：选D A是假命题，当三点共线时，过三点有无数个平面；B不正确，两两相交的三条直线不一定共面；C不正确，两组对边相等的四边形可能是空间四边形；D正确，故选D.3三个不同的平面可能把空间分成_部分(写出所有可能的情况)解析：如图(1)，可分成四部分(互相平行)；如图(2)(3)，可分成六部分(两种情况)；如图(4)，可分成七部分；如图(5)，可分成八部分答案：4,6,7,8清易错1三点不一定确定一个平面当三点共线时，可确定无数个平面2判断由所给元素(点或直线)确定平面时，关键是分析所给

4、元素是否具有确定唯一平面的条件，如不具备，则一定不能确定一个平面1如图是正方体或四面体，P，Q，R，S分别是所在棱的中点，则这四个点不共面的一个图是( )解析：选D A，B，C图中四点一定共面，D中四点不共面2过同一点的4条直线中，任意3条都不在同一平面内，则这4条直线确定平面的个数是_解析：设四条直线为a，b，c，d，则这四条直线中每两条都确定一个平面，因此，a与b，a与c，a与d，b与c，b与d，c与d都分别确定一个平面，共6个平面3 / 27答案：6空间点、线、面的位置关系过双基1空间直线间的位置关系(1)空间中两直线的位置关系(2)异面直线所成的角定义：设a，b是两条异面直线，经过空间

5、任一点O作直线aa，bb，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)范围：.(3)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2空间中直线与平面、平面与平面的位置关系(1)直线与平面的位置关系有相交、平行、在平面内三种情况(2)平面与平面的位置关系有平行、相交两种情况1若空间三条直线a，b，c满足ab，bc，则直线a与c( )A一定平行B一定相交C一定是异面直线D平行、相交或异面都有可能解析：选D 当a，b，c共面时，ac；当a，b，c不共面时，a与c可能异面也可能相交2若平面上存在不同的三点到平面的距离相等且不为零，则平面与平面的位置关系为( )B相

6、交A平行 D平行或相交C平行或重合 解析：选D 当两个平面平行时，平面上存在无数多个点到平面的距离相等且不为零，满4 / 27足题意；当两个平面相交时，可以从交线的两侧去找三个点到平面的距离相等且不为零故选D.3在正方体ABCDA1B1C1D1中，M，N分别为棱BC和棱CC1的中点，则异面直线AC和MN所成的角为( )B45A30 D90C60 解析：选C 连接AD1，则AD1与MN平行所以D1AC为异面直线AC和MN所成的角的平面角因为D1AC是正三角形，所以D1AC60.4在正四面体ABCD中，M，N分别是BC和DA的中点，则异面直线MN和CD所成的角为_解析：因为ABCD是正四面体，所以

7、ABCD.取AC的中点E，连接ME，NE，则ENM的大小为异面直线MN和CD所成角的大小因为MENE，且MENE，所以ENM.答案： 4清易错1异面直线易误解为“分别在两个不同平面内的两条直线为异面直线”，实质上两异面直线不能确定任何一个平面，因此异面直线既不平行，也不相交2直线与平面的位置关系在判断时最易忽视“线在面内”1.如图所示，在三棱锥PABC的六条棱所在的直线中，异面直线共有( )B3对A2对 D6对C4对 解析：选B 依题意，异面直线有AP与BC，PB与AC，CP与AB，共3对2若直线ab，且直线a平面，则直线b与平面的位置关系是( )Bb Ab 5 / 27Db与相交或b或bCb

8、或b 解析：选D b与相交或b或b都可以平行关系4定理过双基1直线与平面平行的判定定理和性质定理文字语言图形语言符号语言判定定理平面外一条直线与此平面内的一条直线平行，则该直线与此平面平行(线线平行线面平行)la，a，l，l性质定理一条直线与一个平面平行，则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行(简记为“线面平行线线平行”)l，l，b，lb2.平面与平面平行的判定定理和性质定理文字语言图形语言符号语言判定定理一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行，则这两个平面平行(简记为“线面平行面面平行”)a，b，abP，a，b，性质定理如果两个平行平面同时和第三个平面相交，那么它们的交线平行，a

9、，b，ab1过平面外的直线l，作一组平面与相交，如果所得的交线分别为a，b，c，那么这些交线的位置关系为( )A都平行B都相交且一定交于同一点C都相交但不一定交于同一点D都平行或交于同一点解析：选D 若l平面，则交线都平行；若l平面A，则交线都交于同一点A.6 / 272下列说法中正确的是( )一条直线如果和一个平面平行，它就和这个平面内的无数条直线平行；一条直线和一个平面平行，它就和这个平面内的任何直线无公共点；过直线外一点，有且仅有一个平面和已知直线平行B A DC 解析：选D 由线面平行的性质定理知正确；由直线与平面平行的定义知正确；错误，因为经过一点可作一直线与已知直线平行，而经过这条

10、直线可作无数个平面3已知直线a平面，P，那么过点P且平行于直线a的直线( )A只有一点，不在平面内B有无数条，不一定在平面内C只有一条，在平面内D有无数条，一定在平面内解析：选C 由线面平行的性质可知C正确4设，为三个不同的平面，m，n是两条不同的直线，在命题“m，n，且_，则mn”中的横线处填入下列三组条件中的一组，使该命题为真命题，n；m，n；n，m.可以填入的条件有_解析：由面面平行的性质定理可知，正确；当n，m时，n和m在同一平面内，且没有公共点，所以平行，正确答案：或清易错1直线与平面平行的判定中易忽视“线在面内”这一关键条件2面面平行的判定中易忽视“面内两条直线相交”这一条件，如果

11、一个平面内有无数条直线与另一个平面平行，易误认为这两个平面平行，实质上也可以相交7 / 271已知直线a与直线b平行，直线a与平面平行，则直线b与的关系为( )A平行 B相交C直线b在平面内 D平行或直线b在平面内解析：选D 依题意，直线a必与平面内的某直线平行，又ab，因此直线b与平面的位置关系是平行或直线b在平面内2设，是两个不同的平面，m是直线且m，“m ”是“ ”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解析：选B 当m时，过m的平面与可能平行也可能相交，因而m / ；当时，内任一直线与平行，因为m，所以m.综上知，“m ”是“ ”的必要不充分条件.垂直关

12、系4定理过双基1直线与平面垂直的判定定理和性质定理文字语言图形语言符号语言判定定理一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直，则该直线与此平面垂直Error! l性质定理垂直于同一个平面的两条直线平行Error!ab2平面与平面垂直的判定定理和性质定理8 / 27文字语言图形语言符号语言判定定理一个平面过另一个平面的垂线，则这两个平面垂直Error!性质定理两个平面垂直，则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直Error!l1.如图，在三棱锥PABC中，不能证明APBC的条件是( )AAPPB，APPCBAPPB，BCPBC平面BPC平面APC，BCPCDAP平面PBC解析：选B A中，因为

13、APPB，APPC，PBPCP，所以AP平面PBC，又BC平面PBC，所以APBC，故A正确；C中，因为平面BPC平面APC，BCPC，所以BC平面APC，又AP平面APC，所以APBC，故C正确；D中，由A知D正确；B中条件不能判断出APBC，故选B.2设，为不同的平面，m，n，l为不同的直线，则m的一个充分条件为( )Bm，A，l，ml Dn，n，m C，m 解析：选D 若，l，ml，则m与的位置不确定；若m，则，可能平行，此时m；若，m，则，不一定平行，所以m不9 / 27一定与垂直；若n，n，则，又m，则m.故选D.3.如图，BAC90，PC平面ABC，则在ABC和PAC的边所在的直线

14、中，与PC垂直的直线有_；与AP垂直的直线有_解析：PC平面ABC，PC垂直于直线AB，BC，AC；ABAC，ABPC，ACPCC，AB平面PAC，与AP垂直的直线是AB.答案：AB，BC，AC AB4已知PD垂直于正方形ABCD所在的平面，连接PB，PC，PA，AC，BD，则一定互相垂直的平面有_对解析：由于PD平面ABCD，故平面PAD平面ABCD，平面PDB平面ABCD，平面PDC平面ABCD，平面PDA平面PDC，平面PAC平面PDB，平面PAB平面PAD, 平面PBC平面PDC，共7对答案：75.如图所示，在四棱锥P ABCD中，PA底面ABCD，且底面各边都相等，M是PC上的一动点

15、，当点M满足_时，平面MBD平面PCD.(只要填写一个你认为是正确的条件即可)解析：连接AC，BD，则ACBD.PA底面ABCD，PABD.又PAACA，BD平面PAC，BDPC.当DMPC(或BMPC)时，即有PC平面MBD.而PC平面PCD，平面MBD平面PCD.10 / 27答案：DMPC(或BMPC)清易错1证明线面垂直时，易忽视“面内两条直线相交”这一条件2面面垂直的判定定理中，直线在面内且垂直于另一平面易忽视3面面垂直的性质定理在使用时易忘面内一线垂直于交线而盲目套用造成失误1已知m，n为不同的直线，为不同的平面，则下列说法中正确的是( )Am，nmnBm，nmnCm，n，mnDn

16、，n解析：选D 对于选项A，由直线与平面平行的判定定理可知，还需要满足n在平面外；对于选项B，根据直线与平面垂直的判定定理可知，要使直线垂直平面，直线应该垂直平面内的两条相交直线；对于选项C，这两个平面也有可能相交；由平面与平面垂直的判定可知，选项D成立故选D.2下列说法中，错误的是( )A如果平面平面，那么平面内一定存在直线平行于平面B如果平面不垂直于平面，那么平面内一定不存在直线垂直于平面C如果平面平面，平面平面，l，那么l平面D如果平面平面，那么平面内所有直线都垂直于平面解析：选D A项显然正确根据面面垂直的判定，B项正确对于选项C，设m，n，在平面内取一点P不在l上，过P作直线a，b，

17、使am，bn.，am，11 / 27a，al，同理有bl，又abP，a，b，l，故选项C正确对于选项D，设l，则l，但l，故在内存在直线不垂直于平面，即选项D错误3若不同的两点A，B到平面的距离相等，则下列命题中一定正确的是( )AA，B两点在平面的同侧BA，B两点在平面的异侧C过A，B两点必有垂直于平面的平面D过A，B两点必有平行于平面的平面解析：选C 由题意得A，B两点在平面的同侧或异侧，排除A、B；当A，B两点在平面的异侧时，过A，B两点不存在平行于平面的平面，排除D.故选C.一、选择题1设三条不同的直线l1，l2，l3，满足l1l3，l2l3，则l1与l2( )A是异面直线B是相交直线

18、C是平行直线D可能相交、平行或异面解析：选D 如图所示，在正方体ABCDEFGH中，ABAD，AEAD，则ABAEA；ABAE，AEDC，则ABDC；ABAE，FHAE，则AB与FH是异面直线，故选D.2.如图所示，在正方体ABCDA1B1C1D1中，E，F，G，H分别为AA1，AB，BB1，B1C1的中点则异面直线EF与GH所成的角等12 / 27于( )A45 B60C90 D 120解析：选B 如图所示，连接BA1，BC1，A1C1，易知三角形BA1C1是等边三角形，因为E，F，G，H分别为AA1，AB，BB1，B1C1的中点，则EFBA1，GHBC1，所以A1BC160是异面直线EF与

19、GH所成的角3已知空间两条不同的直线m，n和两个不同的平面，则下列命题中正确的是( )A若m，n，则mnB若m，n，则mnC若m，n，则mnD若m，n，则mn解析：选D 若m，n，则m与n平行或异面，即A错误；若m，n，则m与n相交或平行或异面，即B错误；若m，n，则m与n相交、平行或异面，即C错误，故选D.4.(2018广东模拟)如图是一个几何体的平面展开图，其中四边形ABCD为正方形，E，F分别为PA，PD的中点，在此几何体中，给出下面四个结论：BE与CF异面；BE与AF异面；EF平面PBC；13 / 27平面BCE平面PAD.其中正确结论的个数是( )A1 B2C3 D4解析：选B 画出

20、该几何体，如图，因为E，F分别是PA，PD的中点，所以EFAD，所以EFBC，BE与CF是共面直线，故不正确；BE与AF满足异面直线的定义，故正确；由E，F分别是PA，PD的中点，可知EFAD，所以EFBC，因为EF平面PBC，BC平面PBC，所以EF平面PBC，故正确；因为BE与PA的关系不能确定，所以不能判定平面BCE平面PAD，故不正确故选B.5.如图所示，P为矩形ABCD所在平面外一点，矩形对角线交点为O，M为PB的中点，给出下列五个结论：PD平面AMC；OM平面PCD；OM平面PDA；OM平面PBA；OM平面PBC.其中正确的个数有( )A1 B2C3 D4解析：选C 因为矩形ABC

21、D的对角线AC与BD交于点O，所以O为BD的中点在PBD中，M是PB的中点，所以OM是PBD的中位线，OMPD，则PD平面AMC，OM平面PCD，且OM平面PDA.因为MPB，所以OM与平面PBA、平面PBC相交6(2018余姚模拟)如图，在正方体ABCDA1B1C1D1中，M，N分别是BC1，CD1的中点，则下列说法错误的是( )AMN与CC1垂直BMN与AC垂直14 / 27CMN与BD平行DMN与A1B1平行解析：选D 如图，连接C1D，在C1DB中，MNBD，故C正确；CC1平面ABCD，BD平面ABCD，CC1BD，MN与CC1垂直，故A正确；ACBD，MNBD，MN与AC垂直，故B

22、正确，故选D.7.如图，正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为1，线段B1D1上有两个动点E，F，且EF，则下列结论中错误的是( )AACBEBEF平面ABCDC三棱锥ABEF的体积为定值DAEF的面积与BEF的面积相等解析：选D 因为AC平面BDD1B1，BE平面BDD1B1，所以ACBE，A项正确；根据线面平行的判定定理，知B项正确；因为三棱锥的底面BEF的面积是定值，且点A到平面BDD1B1的距离是定值，所以其体积为定值，C项正确；很显然，点A和点B到EF的距离不相等，故D项错误8(2018福州质检)在三棱柱ABCA1B1C1中，E，F分别为棱AA1，CC1的中点，则在空间中与直线A1B

23、1，EF，BC都相交的直线( )A不存在 B有且只有两条C有且只有三条 D有无数条15 / 27解析：选D 在EF上任意取一点M，直线A1B1与M确定一个平面，这个平面与BC有且仅有1个交点N，当M的位置不同时确定不同的平面，从而与BC有不同的交点N，而直线MN与A1B1，EF，BC分别有交点P，M，N，如图，故有无数条直线与直线A1B1，EF，BC都相交二、填空题9如图所示，平面，两两相交，a，b，c为三条交线，且ab，则a，b，c的位置关系是_解析：ab，a，b，b.又b，c，bc.abc.答案：abc10(2018天津六校联考)设a，b为不重合的两条直线，为不重合的两个平面，给出下列命题

24、：若a且b，则ab；若a且a，则；若，则一定存在平面，使得，；若，则一定存在直线l，使得l，l.其中真命题的序号是_解析：中a与b也可能相交或异面，故不正确垂直于同一直线的两平面平行，正确中存在，使得与，都垂直，正确中只需直线l且l就可以，正确答案：11如图所示，在棱长为2的正方体ABCDA1B1C1D1中，E，F分别是CC1，AD16 / 27的中点，那么异面直线D1E和A1F所成角的余弦值等于_解析：取BB1的中点G，连接FG，A1G，易得A1GD1E，则FA1G是异面直线D1E和A1F所成角或补角，易得A1FA1G，FG，在三角形FA1G中，利用余弦定理可得cosFA1G.答案：2 51

25、2.如图，三棱柱ABCA1B1C1中，侧棱AA1底面ABC，AA12，ABBC1，ABC90，外接球的球心为O，点E是侧棱BB1上的一个动点则有以下结论：AC与C1E是异面直线；A1E一定不垂直于AC1；三棱锥EAA1O的体积为定值；AEEC1的最小值为2.其中正确的个数是_解析：由异面直线的定义可知，显然正确；当点E与B重合时，A1EAC1，故错误；由题意可知，三棱柱的外接球的球心O是正方形AA1C1C的中心，则三角形AA1O的面积为定值，且E到平面AA1O的距离即为BB1与平面AA1C1C之间的距离，所以三棱锥EAA1O的体积为定值，故正确；将侧面AA1B1B与侧面BB1C1C展开成矩形，

26、则矩形的对角线AC1的长即为AEEC1的最小值为2，故正确答案：3三、解答题13.如图所示，在三棱锥P 17 / 27ABC中，PA底面ABC，D是PC的中点已知BAC，AB2，AC2，PA2.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)因为SABC222，所以三棱锥P ABC的体积VSABCPA22.(2)如图所示，取PB的中点E，连接DE，AE，则DEBC，所以ADE(或其补角)是异面直线BC与AD所成的角在ADE中，DE2，AE，AD2，则cosADE.即异面直线BC与AD所成角的余弦值为.14如图，在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中，底面ABCD

27、为等腰梯形，ABCD，AB4，BCCD2，AA12，E，E1，F分别是棱AD，AA1，AB的中点(1)证明：直线EE1平面FCC1；(2)证明：平面D1AC平面BB1C1C.证明：(1)F是AB的中点，AB CD，AB4，BCCD2，AF綊CD，四边形AFCD为平行四边形，CFAD.又ABCDA1B1C1D1为直四棱柱，C1CD1D.而FCC1CC，D1DDAD，平面ADD1A1平面FCC1.EE1平面ADD1A1，EE1平面FCC1.(2)在直四棱柱中，CC1平面ABCD，AC平面ABCD，18 / 27CC1AC，底面ABCD为等腰梯形，AB4，BC2，F是棱AB的中点，CFADBF2，B

28、CF为正三角形，BCFCFB60，FCAFAC30，ACBC.又BC与CC1都在平面BB1C1C内且交于点C，AC平面BB1C1C，而AC平面D1AC，平面D1AC平面BB1C1C.高考研究课(一) 平行问题3角度线线、线面、面面全国卷5年命题分析考点考查频度考查角度线面关系基本问题5年3考空间线面平行、垂直关系判断线面平行的证明5年6考证明线面平行面面平行的证明未考查平行关系的基本问题典例 (1)(2018成都一诊)已知三个不同的平面，三条不同的直线a，b，c，则下列命题正确的是( )A若，则B若ac，bc，则abC若a，b，则abD若a，b在内的射影相互平行，则ab(2)若l，m是两条不同

29、的直线，m垂直于平面，则“lm”是“l”的( )A充分不必要条件B必要不充分条件C充要条件19 / 27D既不充分也不必要条件解析 (1)若，则与可能垂直，排除A；若ac，bc，则a与b可能异面，排除B；若a，b在内的射影相互平行，则a与b平行或异面，排除D；垂直于同一平面的两直线平行，C正确故选C.(2)m，若l，则必有lm，即llm.但lm/ l，lm时，l可能在内故“lm”是“l”的必要不充分条件答案 (1)C (2)B方法技巧解决平行关系基本问题的3个注意点(1)注意判定定理与性质定理中易忽视的条件，如线面平行的条件中线在面外易忽视(2)结合题意构造或绘制图形，结合图形作出判断(3)会

30、举反例或用反证法推断命题是否正确 即时演练1在正方体ABCDA1B1C1D1中，下列结论正确的是_(填序号)AD1BC1；平面AB1D1平面BDC1；AD1DC1；AD1平面BDC1.解析：如图，因为AB綊C1D1，所以四边形AD1C1B为平行四边形故AD1BC1，从而正确；易证BDB1D1，AB1DC1，又AB1B1D1B1，BDDC1D，故平面AB1D1平面BDC1，从而正确；20 / 27由图易知AD1与DC1异面，故错误；因为AD1BC1，AD1平面BDC1，BC1平面BDC1，所以AD1平面BDC1，故正确答案：2如图是长方体被一平面所截得的几何体，四边形EFGH为截面，则四边形EF

31、GH的形状为_解析：平面ABFE平面DCGH，又平面EFGH平面ABFEEF，平面EFGH平面DCGHHG，EFHG.同理EHFG，四边形EFGH的形状是平行四边形答案：平行四边形直线与平面平行的判定与性质 直线与平面平行的判定与性质是高考的考查重点.多考查直线与平面平行的判定.利用线面平行的性质判定线线平行及探索存在性问题.常见的命题角度有：1 直线与平面平行的判定；2 直线与平面平行的性质；3 与平行相关的探索性问题.角度一：直线与平面平行的判定1.如图，空间几何体ABCDFE中，四边形ADFE是梯形，且EFAD，P，Q分别为棱BE，DF的中点求证：PQ平面ABCD.证明：法一：如图，取A

32、E的中点G，连接PG，QG.在ABE中，PBPE，AGGE，所以PGBA，又PG平面ABCD，BA平面ABCD，所以PG平面ABCD.在梯形ADFE中，DQQF，AGGE，所以GQAD，又GQ平面ABCD，AD平面ABCD，所以GQ平面ABCD.21 / 27因为PGGQG，PG平面PQG，GQ平面PQG，所以平面PQG平面ABCD.又PQ平面PQG，所以PQ平面ABCD.法二：如图，连接EQ并延长，与AD的延长线交于点H，连接BH.因为EFDH，所以EFQHDQ，又FQQD，EQFDQH，所以EFQHDQ，所以EQQH.在BEH中，BPPE，EQQH，所以PQBH.又PQ平面ABCD，BH平

33、面ABCD，所以PQ平面ABCD.方法技巧证明直线与平面平行的3种方法定义法一般用反证法判定定理法关键是在平面内找(或作)一条直线与已知直线平行，证明时注意用符号语言叙述证明过程性质判定法即两平面平行时，其中一个平面内的任何直线都平行于另一个平面角度二：直线与平面平行的性质2.如图所示，四边形ABCD是平行四边形，点P是平面ABCD外一点，M是PC的中点，在DM上取一点G，过G和AP作平面交平面BDM于GH.求证：APGH.证明：如图所示，连接AC交BD于点O，连接MO，四边形ABCD是平行四边形，O是AC的中点，又M是PC的中点，APMO.又MO平面BMD，PA平面BMD，AP平面BMD.2

34、2 / 27平面PAHG平面BMDGH，且AP平面PAHG，APGH.方法技巧判定线面平行的4种方法(1)利用线面平行的定义(无公共点)；(2)利用线面平行的判定定理(a，b，aba)；(3)利用面面平行的性质定理(，aa)；(4)利用面面平行的性质(，a，a，aa) 角度三：与平行相关的探索性问题3.在如图所示的多面体中，四边形ABB1A1和四边形ACC1A1都为矩形设D，E分别是线段BC，CC1的中点，在线段AB上是否存在一点M，使直线DE平面A1MC？请证明你的结论证明：存在点M为线段AB的中点，使直线DE平面A1MC，证明如下：如图，取线段AB的中点M，连接A1M，MC，A1C，AC1

35、，设O为A1C，AC1的交点由已知，得O为AC1的中点连接MD，OE，则MD，OE分别为ABC，ACC1的中位线，所以MD綊AC，OE綊AC，因此MD綊OE.连接OM，从而四边形MDEO为平行四边形，则DEMO.因为直线DE平面A1MC，MO平面A1MC，所以直线DE平面A1MC.即线段AB上存在一点M(线段AB的中点)，使直线DE平面A1MC.方法技巧23 / 27解决探究性问题一般先假设求解的结果存在，从这个结果出发，寻找使这个结论成立的充分条件，如果找到了使结论成立的充分条件，则存在；如果找不到使结论成立的充分条件(出现矛盾)，则不存在而对于探求点的问题，一般是先探求点的位置，多为线段的

36、中点或某个三等分点，然后给出符合要求的证明 面面平行的判定与性质典例 如图，在多面体ABCDEF中，底面ABCD是边长为2的正方形，四边形BDEF是矩形，平面BDEF平面ABCD，BF3，G和H分别是CE和CF的中点(1)求证：平面BDGH平面AEF；(2)求多面体ABCDEF的体积解 (1)证明：在CEF中，因为G，H分别是CE，CF的中点，所以GHEF.又因为GH平面AEF，EF平面AEF，所以GH平面AEF.设AC与BD的交点为O，连接OH，在ACF中，因为O，H分别是AC，CF的中点，所以OHAF.又因为OH平面AEF，AF平面AEF，所以OH平面AEF.又因为OHGHH，OH平面BD

37、GH，GH平面BDGH，所以平面BDGH平面AEF.(2)因为AC平面BDEF，又易知AO，S矩形BDEF326，24 / 27所以四棱锥ABDEF的体积V1AOS矩形BDEF4.同理可得四棱锥CBDEF的体积V24.所以多面体ABCDEF的体积VV1V28.方法技巧判定面面平行的4种方法(1)面面平行的定义，即判断两个平面没有公共点；(2)面面平行的判定定理；(3)垂直于同一条直线的两平面平行；(4)平面平行的传递性，即两个平面同时平行于第三个平面，则这两个平面平行 即时演练1已知平面平面，P是，外一点，过点P的直线m与，分别交于点A，C，过点P的直线n与，分别交于点B，D，且PA6，AC9

38、，PD8，则BD的长为( )A16 B24或24 5C14 D20解析：选B 设BDx，由ABCDPABPCD.当点P在两平面之间时，如图1，得x24；当点P在两平面外侧时，如图2，得x.2.如图，四边形ABCD与ADEF均为平行四边形，M，N，G分别是AB，AD，EF的中点(1)求证：BE平面DMF；(2)求证：平面BDE平面MNG.证明：(1)连接AE，则AE必过DF与GN的交点O，连接MO，则MO为ABE的中位线，所以BEMO.又BE平面DMF，MO平面DMF，25 / 27所以BE平面DMF.(2)因为N，G分别为平行四边形ADEF的边AD，EF的中点，所以DEGN，又DE平面MNG，

39、GN平面MNG，所以DE平面MNG.又M为AB的中点，所以MN为ABD的中位线，所以BDMN，又MN平面MNG，BD平面MNG，所以BD平面MNG，又DEBDD，DE平面BDE，BD平面BDE，所以平面BDE平面MNG.1(2017全国卷)如图，在下列四个正方体中，A，B为正方体的两个顶点，M，N，Q为所在棱的中点，则在这四个正方体中，直线AB与平面MNQ不平行的是( )解析：选A 法一：对于选项B，如图所示，连接CD，因为ABCD，M，Q分别是所在棱的中点，所以MQCD，所以ABMQ .又AB平面MNQ，MQ平面MNQ，所以AB平面MNQ.同理可证选项C、D中均有AB平面MNQ.故选A.法二

40、：对于选项A，设正方体的底面对角线的交点为O(如图所示)，连接OQ，则OQAB.因为OQ与平面MNQ有交点，所以AB与平面MNQ有交点，即AB与平面MNQ不平行，根据直线与平面平行的判定定理及三角形的中位线性质知，选项B、C、D中AB平面MNQ.故选A.2(2017全国卷)已知直三棱柱ABCA1B1C1中，ABC120，AB2，BCCC11，则异面直线AB1与BC1所成角的余弦值为( )A. B.15526 / 27C. D.33解析：选C 法一：如图所示，将直三棱柱ABCA1B1C1补成直四棱柱ABCDA1B1C1D1，连接AD1，B1D1，则AD1BC1，所以B1AD1或其补角为异面直线A

41、B1与BC1所成的角因为ABC120，AB2，BCCC11，所以AB1，AD1.在B1D1C1中，B1C1D160，B1C11，D1C12，所以B1D1，所以cosB1AD1.法二：如图，设M，N，P分别为AB，BB1，B1C1的中点，连接MN，NP，MP，则MNAB1，NPBC1，所以PNM或其补角为异面直线AB1与BC1所成的角易知MNAB1，NPBC1.取BC的中点Q，连接PQ，MQ，可知PQM为直角三角形，PQ1，MQAC.在ABC中，AC2AB2BC22ABBCcosABC412217，所以AC，MQ.在MQP中，MP，则在PMN中，cosPNM，所以异面直线AB1与BC1所成角的余

42、弦值为.3(2017全国卷)如图，四棱锥PABCD中，侧面PAD为等边三角形且垂直于底面ABCD，ABBCAD，BADABC90.(1)证明：直线BC平面PAD；(2)若PCD的面积为2，求四棱锥PABCD的体积解：(1)证明：在平面ABCD内，因为BADABC90，所以BCAD.又BC平面PAD，AD平面PAD，27 / 27所以BC平面PAD.(2)取AD的中点M，连接PM，CM.由ABBCAD及BCAD，ABC90，得四边形ABCM为正方形，则CMAD.因为侧面PAD为等边三角形且垂直于底面ABCD，平面PAD平面ABCDAD，所以PMAD，PM底面ABCD.因为CM底面ABCD，所以PMCM.设BCx，则CMx，CDx，PMx，PCPD2x.取CD的中点N，连接PN，则PNCD，所以PNx.因为PCD的面积为2，所以xx2，解得x2(舍去)或x2.于是ABBC2，AD4，PM2.所以四棱锥PABCD的体积V24.4(2016全国卷)如图，四棱锥PABCD中，PA底面ABCD，ADBC，ABADAC3，PABC4，M为线段AD上一点，AM2MD，N为PC的中点(1)证明MN平面PAB；