课时作业(三十八) 第38讲空间点、直线、平面之间的位置关系
时间:45分钟分值:100分
基础热身
1.下面列举的图形一定是平面图形的是( )
A.有一个角是直角的四边形
B.有两个角是直角的四边形
C.有三个角是直角的四边形
D.有四个角是直角的四边形
2.若三个平面两两相交,且三条交线互相平行,则这三个平面把空间分为( )
A.5部分 B.6部分
C.7部分 D.8部分
3.2011·浙江卷若直线l不平行于平面α,且l?α,则( )
A.α内的所有直线与l异面
B.α内不存在与l平行的直线
C.α内存在唯一的直线与l平行
D.α内的直线与l都相交
4.2011·江西重点中学模拟已知异面直线a,b分别在平面α,β内,且α∩β=c,那么直线c一定( )
A.与a,b都相交
B.只能与a,b中的一条相交
C.至少与a,b中的一条相交
D.与a,b都平行
能力提升
5.四面体S-ABC中,各个侧面都是边长为a的正三角形,E,F分别是SC和AB的中点,则异面直线EF 与SA所成的角等于( )
A.90° B.60°
C.45° D.30°
6.2011·湖北重点中学二联正方体ABCD-A1B1C1D1中,M为棱AB的中点,则异面直线DM与D1B所成角的余弦值为( )
A.15
6
B.
15
5
C.15
3
D.
15
10
7.2011·四川卷l1,l2,l3是空间三条不同的直线,则下列命题正确的是( )
A.l1⊥l2,l2⊥l3?l1∥l3
B.l1⊥l2,l2∥l3?l1⊥l3
C.l1∥l2∥l3?l1,l2,l3共面
D.l1,l2,l3共点?l1,l2,l3共面
8.三条直线两两垂直,那么在下列四个结论中,正确的结论共有( )
①这三条直线必共点;②其中必有两条是异面直线;③三条直线不可能共面;④其中必有两条在同一平面
内.
A.4个 B.3个
C.2个 D.1个
9.图K38-2是正方体或正四面体,P、Q、R、S分别是所在棱的中点,这四个点不共面
...的一个图是( )
图K38
10.正方体各面所在的平面将空间分成________部分.
11.2011·银川一中五测如图K38-3,在正三角形ABC中,D,E,F分别为各边的中点,G,H分别为DE,AF的中点,将△ABC沿DE,EF,DF折成正四面体P-DEF,则四面体中异面直线PG与DH所成的角的余弦值为________.
12.以下四个命题中,正确命题的序号是________.
①不共面的四点中,任意三点不共线;
②若点A、B、C、D共面,点A、B、C、E共面,则A、B、C、D、E共面;
③若直线a、b共面,直线a、c共面,则直线b、c共面;
④依次首尾相接的四条线段必共面.
13.下列命题中正确的是________(填序号).
①若△ABC在平面α外,它的三条边所在的直线分别交α于点P、Q、R,则P、Q、R三点共线;
②若三条直线a、b、c互相平行且分别交直线l于A、B、C三点,则这四条直线共面;
③空间中不共面的五个点一定能确定10个平面.
14.(10分)如图K38-4,已知两个正方形ABCD和DCEF不在同一平面内,M,N分别为AB,DF的中点.
(1)若CD=2,平面ABCD⊥平面DCEF,求直线MN的长;
(2)用反证法证明:直线ME与BN是两条异面直线.
15.(13分)已知:如图K38-5,空间四边形ABCD中,E、H分别是边AB、AD上的点,F、G分别是边BC、
CD上的点,且AE
AB
=
AH
AD
=λ,
CF
CB
=
CG
CD
=μ(0<λ、μ<1),试判断FE、GH与AC的位置关系.
难点突破
16.(12分)已知:在四边形ABCD中,∠ABC=∠BCD=∠CDA=∠DAB=90°,求证:ABCD是矩形.
课时作业(三十八)
【基础热身】
1.D 解析 对于前三个,可以想象出仅有一个直角的平面四边形沿着非直角所在的对角线翻折;对角为直角的平面四边形沿着非直角所在的对角线翻折;在翻折的过程中,某个瞬间出现了有三个直角的空间四边形.
2.C 解析 垂直于交线的截面如图,把空间分为7部分.
3.B 解析 在α内存在直线与l 相交,所以A 不正确;若α内存在直线与l 平行,又∵l ?α,则有l ∥α,与题设相矛盾,∴B 正确,C 不正确;在α内不过l 与α交点的直线与l 异面,D 不正确.
4.C 解析 若c 与a ,b 都不相交,则与a ,b 都平行,根据公理4,则a ∥b ,与a ,b 异面矛盾. 【能力提升】
5.C 解析 取SB 的中点G ,连接GE ,GF ,则GE =GF =a 2,∠EFG 为异面直线EF 与SA 所成的角,EF =2
2
a ,
在△EFG 中,∠EFG =45°.
6.B 解析 如图,取CD 的中点N ,连接BN ,D 1N ,则BN ,∠D 1BN 就是直线DM 与D 1B 所成角,设正方
体棱长为1,在△D 1BN 中,BD 1=3,BN =D 1N =52,由余弦定理得cos ∠D 1BN =(3)2
+? ????522-? ???
?5222×3×
5
2
=15
5
.
7.B 解析 对于A ,直线l 1与l 312、l 3可能构成三棱柱三条侧棱所在直线,而不共面;对于D ,直线l 1、l 2、l 3相交于同一个点时不一定共面. 所以选B.
8.D 解析 (1)三条直线两两垂直时,它们可能共点(如正方体同一个顶点上的三条棱),也可能不共点(如正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中的棱AA 1,AB ,BC ),故结论①不正确,也说明必有结论②不正确;如果三条直线在同一个平面内,根据平面几何中的垂直于同一条直线的两条直线平行,就导出了其中两条直线既平行又垂直的矛盾结论,故三条直线不可能在同一个平面内,结论③正确;三条直线两两垂直,这三条直线可能任何两条都不相交,即任意两条都异面(如正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中的棱AA 1,BC ,D 1C 1),故结论④不正确.正确选项D.
9.D 解析 对于A ,因为PS ∥MN ∥QR ,所以图中的四点是共面的;对于B ,如下图,N 也是棱的中点,且R 在平面PQNS 上,故P 、Q 、R 、S 共面;对于C ,PQ ∥MN ∥SR ,P 、Q 、R 、S 共面;对于D ,容易看出直线PS 和RQ 既不平行也不相交,所以P 、Q 、R 、S 四点不共面.
10.27 解析 个部分,共27部分.
11.2
3
解析 折成的四面体是正四面体,画出立体图形,根据中点找平行线,把所求的异面直线所成角转化
到一个三角形的内角来计算.如图,连接HE ,取HE 的中点K ,连接GK ,则GK ∥DH ,故∠PGK 即为所求的异面直线所成角或者其补角.设这个正四面体的棱长为2,在△PGK 中,PG =3,GK =
3
2
,PK =12
+?
????322=72
,
故cos ∠PGK =
(3)2
+?
????322-? ??
??722
2×3×
32
=23,即异面直线PG 与DH 所成的角的余弦值是23
.
12.① 解析 可以用反证法证明,得这四点共面;②从条件看出两平面有三个公共点A 、B 、C ,但是若A 、B 、C 共线,则结论不正确;③不正确,共面不具有传递性;④不正确,因为此时所得的四边形四条边可以不在一个平面上.
13.①② 解析 在①中,因为P 、Q 、R 三点既在平面ABC 内,又在平面α内,所以这三点必在平面ABC 与α的交线上,即P 、Q 、R 三点共线,故①正确;在②中,因为a ∥b ,所以a 与b 确定一个平面α,而l 上有A 、B 两点在该平面上,所以l ?α,即a 、b 、l 三线共面于α;同理a 、c 、l 三线也共面,不妨设为β,而α、β有两条公共的直线a 、l ,∴α与β重合,即这些直线共面,故②正确;在③中,不妨设其中有四点共面,则它们最多只能确定7个平面,故③错.
14.解答 (1)取CD 的中点G ,连接MG ,NG .因为四边形ABCD ,DCEF 为正方形,且边长为2,
所以MG ⊥CD ,MG =2,NG = 2.
因为平面ABCD ⊥平面DCEF ,平面ABCD ∩平面DCEF =CD ,所以MG ⊥平面DCEF ,可得MG ⊥NG , 所以MN =MG 2
+NG 2
= 6.
(2)证明:假设直线ME 与BN 共面,
则AB ?平面MBEN ,且平面MBEN 与平面DCEF 交于EN , 由已知,两正方形不共面,故AB ?平面DCEF .
又AB ∥CD ,所以AB ∥平面DCEF .而EN 为平面MBEN 与平面DCEF 的交线, 所以AB ∥EN . 又AB ∥CD ∥EF ,
所以EN ∥EF ,这与EN ∩EF =E 矛盾,故假设不成立. 所以ME 与BN 不共面,它们是异面直线.
15.解答 ∵
AE AB =AH AD =λ,CF CB =CG
CD
=μ, ∴EH ∥BD ,FG ∥BD .
∴EH ∥FG ,EH =λ·BD ,FG =μ·BD ,
①当λ=μ时,HG ∥AC ,EH ∥FG ,且EH =FG ,∴四边形EFGH 是平行四边形,∴EF ∥GH . 由公理4知,EF ∥GH ∥AC .
②当λ≠μ时,EH ∥FG 但EH ≠FG ,
∴四边形EFGH 是梯形且EH 、FG 为上、下两底边,∴EF 、GH 为梯形的两腰,它们必交于点P ,P ∈直线EF ,P ∈直线HG ,又EF ?平面ABC ,HG ?平面ADC ,
∴P ∈平面ABC ,P ∈平面ADC ,∴P 是平面ABC 和平面ADC 的公共点. 又∵平面ABC ∩平面ADC =AC ,∴P ∈直线AC , ∴三条直线EF 、GH 、AC 交于一点.
综上所述,当λ=μ时,三条直线EF 、GH 、AC 互相平行; 当λ≠μ时,三条直线EF 、GH 、AC 交于一点.
【难点突破】
16.解答 证明:由已知,若证得四边形ABCD 是平面图形,则四边形ABCD 是矩形, 下面用反证法证明:A 、B 、C 、D 四点共面.
假设A 、B 、C 、D 四点不共面,又设B 、C 、D 确定的平面为α,则A ?α.作AA 1⊥α,垂足为A 1,连接A 1B 、A 1D ,由已知和三垂线定理的逆定理,可得:∠CBA 1=∠CDA 1=90°,从而∠DA 1B =90°.
又A1B<AB,A1D<AD,A1B2+A1D2=BD2,
可得:BD2<AB2+AD2?∠DAB≠90°,这与∠DAB=90°矛盾.所以,A、B、C、D四点共面,从而四边形ABCD是矩形.
2019年高三数学知识点总结:立体几何 由查字典数学网高中频道提供,2019年高三数学知识点总结:立体几何,因此老师及家长请认真阅读,关注孩子的成长。 立体几何初步 (1)棱柱: 定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的几何体。 分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱、四棱柱、五棱柱等。 表示:用各顶点字母,如五棱柱或用对角线的端点字母,如五棱柱 几何特征:两底面是对应边平行的全等多边形;侧面、对角面都是平行四边形;侧棱平行且相等;平行于底面的截面是与底面全等的多边形。 (2)棱锥 定义:有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体 分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥、四棱锥、五棱锥等 表示:用各顶点字母,如五棱锥 几何特征:侧面、对角面都是三角形;平行于底面的截面与底面相似,其相似比等于顶点到截面距离与高的比的平方。 (3)棱台:
定义:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,截面和底面之间的部分 分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态、四棱台、五棱台等 表示:用各顶点字母,如五棱台 几何特征:①上下底面是相似的平行多边形②侧面是梯形③侧棱交于原棱锥的顶点 (4)圆柱: 定义:以矩形的一边所在的直线为轴旋转,其余三边旋转所成的曲面所围成的几何体 几何特征:①底面是全等的圆;②母线与轴平行;③轴与底面圆的半径垂直;④侧面展开图是一个矩形。 (5)圆锥: 定义:以直角三角形的一条直角边为旋转轴,旋转一周所成的曲面所围成的几何体 几何特征:①底面是一个圆;②母线交于圆锥的顶点;③侧面展开图是一个扇形。 (6)圆台: 定义:用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥,截面和底面之间的部分 几何特征:①上下底面是两个圆;②侧面母线交于原圆锥的顶点;③侧面展开图是一个弓形。
平面解析几何 一、直线与圆 1.斜率公式 2121 y y k x x -=-(111(,)P x y 、222(,)P x y ). 2.直线的五种方程 (1)点斜式 11()y y k x x -=- (直线l 过点111(,)P x y ,且斜率为k ). (2)斜截式 y kx b =+(b 为直线l 在y 轴上的截距). (3)两点式 112121 y y x x y y x x --=--(12y y ≠)(111(,)P x y 、222(,)P x y (12x x ≠)). < (4)截距式 1x y a b +=(a b 、分别为直线的横、纵截距,0a b ≠、). (5)一般式 0Ax By C ++=(其中A 、B 不同时为0). 3.两条直线的平行和垂直 (1)若111:l y k x b =+,222:l y k x b =+ ①121212||,l l k k b b ?=≠; ②12121l l k k ⊥?=-. (2)若1111:0l A x B y C ++=,2222:0l A x B y C ++=,且A 1、A 2、B 1、B 2都不为零, ①11112222 ||A B C l l A B C ? =≠; < ②1212120l l A A B B ⊥?+=; 4.点到直线的距离 d =(点00(,)P x y ,直线l :0Ax By C ++=). 5.圆的四种方程 (1)圆的标准方程 222()()x a y b r -+-=. (2)圆的一般方程 220x y Dx Ey F ++++=(224D E F +->0).圆心??? ??--2,2E D ,半径r=2 422F E D -+. 6.点与圆的位置关系 点00(,)P x y 与圆2 22)()(r b y a x =-+-的位置关系有三种: . 若d =d r >?点P 在圆外;d r =?点P 在圆上;d r 相离r d ; 0=???=相切r d ; 0>???<相交r d . 其中22B A C Bb Aa d +++=. 8.两圆位置关系的判定方法 # 设两圆圆心分别为O 1,O 2,半径分别为r 1,r 2,d O O =21 条公切线外离421??+>r r d ; 条公切线外切321??+=r r d ;
课时作业本物理答案 课时作业本物理答案 答案与提示 第一章运动的描述 一、质点、参考系和坐标系 1.CD 2.B 3.C 4.云地面船岸 5.BC 6.D 7.A 8.2km-3km0 东59.C10.(1)2025152(2)东偏北45°方向作图略11.略 二、时间和位移 1.AC 2.AD 3.A 4.BC 5.BC 6.C 7.ACABOD 8.60m图略 9.6mx轴正方向4mx轴正方向20m10.C11.路程900m位移 500m500m 12.中心点的路程和位移大小相等边缘上一点路程大于位移大小 13.(1)路程(2)位移大小思考略 三、运动快慢的描述——速度 1.CD 2.B 3.C 4.3m/s53m/s25m/s 5.0 6.AC 7.CD 8.D 9.CD10.ABC11.路程为100m位移0平均速度为012.不同1463km 是路程而非位移从地图上量出两地长度,再由比例尺算出直线距离约1080km,v=1080/14≈71km/h 13.从图中量出车运动路程与车长的线段长,按比例算出实际位移为135m,v≈13504m/s=338m/s121km/h>80km/h,超速 五、速度变化快慢的描述——加速度 1.C 2.BD 3.B 4.D 5.飞机火车小球 6.98m/s2竖直向下 7.D
8.AB9.150-1510.C11.509m/s2-6m/s2与初速度方向相反 12.52m/s213.略 第一章复习题 1.A 2.D 3.CD 4.ACD 5.BD 6.D 7.ABC 8.D 9.A10.200m11.t20~t1和 t2~t312.左0308513.(1)第3秒末(2)40m向上 (3)5m向下(4)-35m125m14.路程为80m位移大小为10m,方向向左15.12m/s≤v乙≤206m/s 第二章匀变速直线运动的研究 二、匀变速直线运动的速度与时间的关系 1.ABD 2.D 3.ACD 4.BCD 5.C 6.B 7.匀加速直线匀速直线匀减速直线向东向东向东 8.53-39.200m/s210.72s11.(1)如图所示 (2)2m/s2(3)2m/s2,相同(4)做匀减速直线运动 三、匀变速直线运动的位移与时间的关系 1.C 2.B 3.B 4.C 5.D 6.C 7.6 8.29.110.79s253m/s11.(1)8m(2)72m(3)有,求“面积” 12.(1)694s(2)29km(3)4298s 四、匀变速直线运动的位移与速度的关系 1.AB 2.B 3.C 4.C 5.0128 6.18 7.5 8.16 9.制动时速度(km/h)反应距离(m)制动距离(m)停车总距离(m) 405681361201677288710.(1)25×106m/s2(2)011m(3)0128m11.(1)12 m/s(2)180m 专题匀变速直线运动的规律的`应用
2019-2020年高三数学一轮复习第九章平面解析几何第五节椭圆夯基提能作业本理 1.已知方程+=1表示焦点在y轴上的椭圆,则实数k的取值范围是( ) A. B.(1,+∞) C.(1,2) D. 2.(xx黑龙江齐齐哈尔一中期末)已知椭圆的焦点在x轴上,离心率为,直线x+y-4=0与y轴的交点为椭圆的一个顶点,则椭圆的方程为( ) A.+=1 B.+=1 C.+=1 D.+=1 3.矩形ABCD中,|AB|=4,|BC|=3,则以A,B为焦点,且过C,D两点的椭圆的短轴的长为( ) A.2 B.2 C.4 D.4 4.设椭圆+=1的焦点为F1,F2,点P在椭圆上,若△PF1F2是直角三角形,则△PF1F2的面积为( ) A.3 B.3或 C. D.6或3 5.已知椭圆+=1(0b>0),F1,F2分别为椭圆的左,右焦点,A为椭圆的上顶点,直线AF2交椭圆于另一点B. (1)若∠F1AB=90°,求椭圆的离心率; (2)若=2,·=,求椭圆的方程.
第8章 第1节 一、选择题 1.(2010·崇文区)“m =-2”是“直线(m +1)x +y -2=0与直线mx +(2m +2)y +1=0相互垂直”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 [答案] A [解析] m =-2时,两直线-x +y -2=0、-2x -2y +1=0相互垂直;两直线相互垂直时,m(m +1)+2m +2=0,∴m =-1或-2,故选A. 2.(文)(2010·安徽文)过点(1,0)且与直线x -2y -2=0平行的直线方程是( ) A .x -2y -1=0 B .x -2y +1=0 C .2x +y -2=0 D .x +2y -1=0 [答案] A [解析] 解法1:所求直线斜率为12,过点(1,0),由点斜式得,y =12(x -1),即x -2y -1=0. 解法2:设所求直线方程为x -2y +b =0, ∵过点(1,0),∴b =-1,故选A. (理)设曲线y =ax2在点(1,a)处的切线与直线2x -y -6=0平行,则a =( ) A .1 B.12 C .-12 D .-1 [答案] A [解析] y′=2ax ,在(1,a)处切线的斜率为k =2a , 因为与直线2x -y -6=0平行,所以2a =2,解得a =1. 3.点(-1,1)关于直线x -y -1=0的对称点是( ) A .(-1,1) B .(1,-1) C .(-2,2) D .(2,-2) [答案] D [解析] 一般解法:设对称点为(x ,y),则