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专题12 立体几何中的平行与垂直问题
【自主热身,归纳总结】
1、 设α,β为互不重合的平面,m,n是互不重合的直线,给出下列四个命题:
①若m∥n,n?α,则m∥α;
②若m?α,n?α,m∥β,n∥β,则α∥β;
③若α∥β,m?α,n?β,则m∥n;
④若α⊥β,α∩β=m,n?α,n⊥m,则n⊥β.
其中正确命题的序号为________.
【答案】.④
【解析】:对于①,直线m可能在平面α内,故①错误;对于②,没有m与n相交的条件,故②错误;对于③,m与n也可能异面,故③错误.
2、已知平面α,β,直线m,n,给出下列命题:
①若m∥α,n∥β,m⊥n,则α⊥β;
②若α∥β,m∥α,n∥β,则m∥n;
③若m⊥α,n⊥β,m⊥n,则α⊥β;
④若α⊥β,m⊥α,n⊥β,则m⊥n.
其中是真命题的是________(填序号).
【答案】③④
如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,CD∥平面ABC1D1,BC∥平面ADC1B1,且BC⊥CD,又因为平面ABC1D1与平面ADC1B1不垂直,故①不正确;因为平面ABCD∥平面A1B1C1D1,且B1C1∥平面ABCD,AB∥平面A1B1C1D1,但AB与B1C1不平行,故②不正确.同理,我们以正方体的模型来观察,可得③④正确.
3、若α,β是两个相交平面,则在下列命题中,真命题的序号为________(写出所有真命题的序号).
①若直线m⊥α,则在平面β内,一定不存在与直线m平行的直线;
②若直线m⊥α,则在平面β内,一定存在无数条直线与直线m垂直;
③若直线m?α,则在平面β内,不一定存在与直线m垂直的直线;
④若直线m?α,则在平面β内,一定存在与直线m垂直的直线.
【答案】:②④
4、已知α,β是两个不同的平面,l,m是两条不同的直线,l⊥α,m?β.给出下列命题:
①α∥β?l⊥m; ②α⊥β?l∥m;
③m∥α?l⊥β; ④l⊥β?m∥α.
其中正确的命题是________(填写所有正确命题的序号).
【答案】: ①④
【解析】:①由l⊥α,α∥β,得l⊥β,又因为m?β,所以l⊥m;
②由l⊥α,α⊥β,得l∥β或l?β,又因为m?β,所以l与m或异面或平行或相交;
③由l⊥α,m∥α,得l⊥m.因为l只垂直于β内的一条直线m,所以不能确定l是否垂直于β;
④由l⊥α,l⊥β,得α∥β.因为m?β,所以m∥α.
5、 设b,c表示两条直线,α,β表示两个平面,现给出下列命题:
①若b?α,c∥α,则b∥c;②若b?α,b∥c,则c∥α;
③若c∥α,α⊥β,则c⊥β;④若c∥α,c⊥β,则α⊥β.
其中正确的命题是________.(写出所有正确命题的序号)
【答案】: ④
【解析】:①b和c可能异面,故①错;②可能c?α,故②错;③可能c∥β,c?β,故③错;④根据面面垂直判定α⊥β,故④正确.
6、在所有棱长都相等的三棱锥P-ABC中,D,E,F分别是AB,BC,CA的中点,
下列四个命题:
(1) BC∥平面PDF; (2) DF∥平面PAE;
(3) 平面PDF⊥平面ABC; (4) 平面PDF⊥平面PAE.
其中正确命题的序号为________.
【答案】:(1)(4)
【解析】 由条件可证BC∥DF,则BC∥平面PDF,从而(1)正确;因为
DF与AE相交,所以(2)错误;取DF中点M(如图),则PM⊥DF,
且可证PM与AE不垂直,所以(3)错误;而DM⊥PM,DM⊥AM,
则DM⊥平面PAE.又DM?平面PDF,故平面PDF⊥平面PAE,
所以(4)正确.综上所述,正确命题的序号为(1)(4).
7、在正方体ABCD-A1B1C1D1中,点M,N分别在AB1,BC1上(M,N不与B1,C1重合),且AM=BN,那么①AA1⊥MN;②A1C1∥MN;③MN∥平面A1B1C1D1;④MN与A1C1异面.以上4个结论中,正确结论的序号是________.
【答案】:①③
【解析】 过M作MP∥AB交BB1于P,连接NP,则平面MNP∥平面A1C1,所以MN∥平面A1B1C1D1,又AA1⊥平面A1B1C1D1,所以AA1⊥MN.当M与B1重合,N与C1重合时,则A1C1与MN相交,所以①③正确.
【问题探究,变式训练】 :
例1、如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,AB=AC,E是BC的中点,求证:
(1) 平面AB1E⊥平面B1BCC1;
(2) A1C∥平面AB1E.
【解析】: (1) 在直三棱柱ABCA1B1C1中,CC1⊥平面ABC.因为AE?平面ABC,所以CC1⊥AE
因为AB=AC,E为BC的中点,所以AE⊥BC.
因为BC?平面B1BCC1,CC1?平面B1BCC
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