1.若平面α∥平面β,直线aα,点B∈β,则在β内过点B的所有直线中与a平行的直线的条数为________.
答案 一条
解析 由直线a与B确定的平面与β有唯一交线.故存在唯一与a平行的直线.
2.在正方体ABCD—A1B1C1D1中,E是棱AB上的动点,则直线A1D与直线C1E所成的角为________.
答案 90°
解析 在正方体中,显然有A1D⊥AB,A1D⊥AD1,
所以A1D⊥平面AD1C1B,又C1E平面AD1C1B,故A1D⊥C1E.
3.已知α、β是两个不同的平面,给出下列四个条件:①存在一条直线a,a⊥α,a⊥β;②存在一个平面γ,γ⊥α,γ⊥β;③存在两条平行直线a、b,aα,bβ,a∥β,b∥α;④存在两条异面直线a、b,aα,bβ,a∥β,b∥α,可以推出α∥β的是________.
答案 ①④
解析 对于②,平面α与β还可以相交;
对于③,当a∥b时,不一定能推出α∥β,
所以②③是错误的,易知①④正确.
4.已知α,β,γ是三个不重合的平面,a,b是两条不重合的直线,有下列三个条件:①a∥γ,bβ;②a∥γ,b∥β;③b∥β,aγ.如果命题“α∩β=a,bγ,且________,那么a∥b”为真命题,则可以在横线处填入的条件是________.
答案 ①或③
解析 由定理“一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一个平面与此平面的交线与该直线平行”可得,横线处可填入条件①或③.
5.如图所示,直线PA垂直于⊙O所在的平面,△ABC内接于⊙O,且AB为⊙O的直径,点M为线段PB的中点.现有结论:①BC⊥PC;②OM∥平面APC;③点B到平面PAC的距离等于线段BC的长.其中正确的是________.
答案 ①②③
解析 对于①,∵PA⊥平面ABC,∴PA⊥BC.
∵AB为⊙O的直径,∵PA∩AC=A,
∴BC⊥AC,∴BC⊥平面PAC,
又PC平面PAC,∴BC⊥PC;
对于②,∵点M为线段PB的中点,
∴OM∥PA,∵PA平面PAC,∴OM∥平面PAC;
对于③,由①知BC⊥平面PAC,
∴线段BC的长即是点B到平面PAC的距离,
故①②③都正确.
6.设α和β为两个不重合的平面,给出下列四个命题:
①若α内的两条相交直线分别平行于β内的两条直线,则α平行于β;
②若α外一条直线l与α内的一条直线平行,则l和α平行;
③设α和β相交于直线l,若α内有一条直线垂直于l,则α和β垂直;
④直线l与α垂直的充分必要条件是l与α内的两条直线垂直.
其中为真命题的是________.(写出所有真命题的序号)
答案 ①②
解析
由①知α内两条相交直线分别平行于平面β,则两条相交直线确定的平面α平行于平面β,故①为真命题;由线面平行的判定定理知,②为真命题;对于③,如图,α∩β=l,aα,a⊥l,但不一定有α⊥β,故③为假命题;对于④,直线l与平面α垂直的充分必要条件是l与α内的两条相交直线垂直,故④为假命题.
综上所述,真命题的序号为①②.
7.如图,在空间四边形ABCD中,M∈AB,N∈AD,若=,则直线MN与平面BDC的位置关系是________.
答案 平行
解析 在平面ABD中,=,
∴MN∥BD.
又MN平面BCD,BD平面BCD,
∴MN∥平面BCD.
8.底面直径和母线长相等的圆柱称为等边圆柱.已知一等边圆柱的底面半径为2,则其体积为________.
答案 16π
解析 由题意,圆柱的高为4,则V=π·22·4=16π.
9.如图,已知六棱锥P-ABCDEF的底面是正六边形,PA⊥平面ABC,PA=2AB,则下列结论中:①PB⊥AE;②平面ABC⊥平面PBC;③直线BC∥平面PAE;④∠PDA=45°.
其中正确的有________(把所有正确的序号都填上).
答案 ①④
解析 由PA⊥平面ABC,AE平面ABC,得PA⊥AE,
又由正六边形的性质得AE⊥AB,PA∩AB=A,
得AE⊥平面PAB,
又PB平面PAB,∴AE⊥PB,①正确;
∵平面PAD⊥平面ABC,
∴平面ABC⊥平面PBC不成立,②错;
由正六边形的性质得BC∥AD,
又AD平面PAD,BC平面PAD,∴BC∥平面PAD,
∴直线BC∥平面PAE也不成立,③错;
在Rt△PAD中,PA=AD=2AB,∴∠PDA=45°,
∴④正确.
10.给出命题:
①在空间中,垂直于同一平面的两个平面平行;
②设l,m是不同的直线,α是一个平面,若l⊥α,l∥m,则m⊥α;
③已知α,β表示两个不同平面,m为平面α内的一条直线,“α⊥β”是“m⊥β”的充要条件;
④在三棱锥S-ABC中,SA⊥BC,SB⊥AC,则S在平面ABC内的射影是△ABC的垂心;
⑤a,b是两条异面直线,P为空间一点,过P总可以作一个平面与a,b之一垂直,与另一条平行.
其中,正确的命题是________.(只填序号)
答案 ②④
解析 ①错误,垂直于同一个平面的两个平面也可能相交;
③错误,“α⊥β”是“m⊥β”的必要不充分条件;
⑤错误,只有当异面直线a,b垂直时才可以作出满足要求的平面;
易知②④正确.
11.如图所示,M,N,K分别是正方体ABCD—A1B1C1D1的棱AB,CD,C1D1的中点.
求证:(1)AN∥平面A1MK;
(2)平面A1B1C⊥平面A1MK.
证明 (1)如图所示,连结NK.
在正方体ABCD—A1B1C1D1中,
∵四边形AA1D1D,DD1C1C都为正方形,
∴AA1∥DD1,AA1=DD1,
C1D1∥CD,C1D1=CD.
∵N,K分别为CD,C1D1的中点,
∴DN∥D1K,DN=D1K,
∴四边形DD1KN为平行四边形.
∴KN∥DD1,KN=DD1,∴AA1∥KN,AA1=KN.
∴四边形AA1KN为平行四边形.∴AN∥A1K.
∵A1K平面A1MK,AN平面A1MK,
∴AN∥平面A1MK.
(2)如图所示,连结BC1.
在正方体ABCD—A1B1C1D1中,
AB∥C1D1,AB=C1D1.
∵M,K分别为AB,C1D1的中点,
∴BM∥C1K,BM=C1K.
∴四边形BC1KM为平行四边形.∴MK∥BC1.
在正方体ABCD—A1B1C1D1中,
A1B1⊥平面BB1C1C,
BC1平面BB1C1C,∴A1B1⊥BC1.
∵MK∥BC1,∴A1B1⊥MK.
∵四边形BB1C1C为正方形,∴BC1⊥B1C.
∴MK⊥B1C.∵A1B1平面A1B1C,B1C平面A1B1C,A1B1∩B1C=B1,∴MK⊥平面A1B1C.
又∵MK平面A1MK,
∴平面A1B1C⊥平面A1MK.
12.(2014·课标全国Ⅰ)如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,侧面BB1C1C为菱形,B1C的中点为O,且AO⊥平面BB1C1C.
(1)证明:B1C⊥AB;
(2)若AC⊥AB1,∠CBB1=60°,BC=1,求三棱柱ABC-A1B1C1的高.
(1)证明 如图,连结BC1,
则O为B1C与BC1的交点.
因为侧面BB1C1C为菱形,
所以B1C⊥BC1.
又AO⊥平面BB1C1C,
所以B1C⊥AO,
又BO∩AO=O,
故B1C⊥平面ABO.
由于AB平面ABO,
故B1C⊥AB.
(2)解 在平面BB1C1C内作OD⊥BC,垂足为D,
连结AD.
在平面AOD内作OH⊥AD,垂足为H.
由于BC⊥AO,BC⊥OD,AO∩OD=O,
故BC⊥平面AOD,
所以OH⊥BC.
又OH⊥AD,AD∩BC=D,
所以OH⊥平面ABC.
因为∠CBB1=60°,
所以△CBB1为等边三角形.
又BC=1,可得OD=.
由于AC⊥AB1,
所以OA=B1C=.
由OH·AD=OD·OA,
且AD==,
得OH=.
又O为B1C的中点,
所以点B1到平面ABC的距离为,
故三棱柱ABC-A1B1C1的高为.