【最新】高中数学必修二:全册作业与测评课时提升作业(八)

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课时提升作业(八)
空间中直线与直线之间的位置关系
(15分钟30分)
一、选择题(每小题4分,共12分)
1.在三棱锥S-ABC中,与SA是异面直线的是( )
A.SB
B.SC
C.BC
D.AB
【解析】选C.如图所示,SB,SC,AB,AC与SA均是相交直线,BC与SA既不相交,又不平行,是异面直线.
2.若空间三条直线a,b,c满足a⊥b,b⊥c,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,a∥c;当a,b,c不共面时,a与c可能异面、平行也可能相交.
3.如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是AB,AD的中点,则异面直线B1C 与EF所成的角的大小为( )
A.30°
B.45°
C.60°
D.90°
【解析】选C.连接B1D1,D1C,则B1D1∥EF,故∠D1B1C为所求,又B1D1=B1C=D1C,所以
∠D1B1C=60°.
【补偿训练】在正方体AC1中,E,F分别是线段BC,CD1的中点,则直线A1B与直线EF的位置关系是( )
A.相交
B.异面
C.平行
D.垂直
【解析】选A.如图所示,直线A1B与直线外一点E确定的平面为A1BCD1,EF⊂平面A1BCD1,且两直线不平行,故两直线相交.
二、填空题(每小题4分,共8分)
4.已知∠ABC=120°,异面直线MN,PQ,其中MN∥AB,PQ∥BC,则异面直线MN与PQ 所成的角为.
【解析】结合等角定理及异面直线所成角的范围可知,异面直线MN与PQ所成的角为60°.
答案:60°
【补偿训练】平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,既与AB共面又与CC1共面的棱有条.
【解析】与AB平行、CC1相交的直线是CD,C1D1;与CC1平行,AB相交的直线是BB1,AA1;与AB,CC1都相交的直线是BC,故满足条件的棱有5条.
答案:5
5.如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别为棱C1D1,C1C的中点,有以下四个结论:
①直线AM与CC1是相交直线;
②直线AM与BN是平行直线;
③直线BN与MB1是异面直线;
④直线AM与DD1是异面直线.
其中正确结论为(写出所有正确结论的序号).
【解析】直线AM与CC1是异面直线,直线AM与BN也是异面直线,所以①②错误.点B,B1,N在平面B1C中,点M在此平面外,所以BN,MB1是异面直线.同理AM,DD1也是异面直线.
答案:③④
三、解答题
6.(10分)如图所示,OA,OB,OC为不共面的三条射线,点A1,B1,C1分别是OA,OB,OC
上的点,且==成立.
求证:△A1B1C1∽△ABC.
【解题指南】由初中所学平面几何知识,可证明两内角对应相等,进而证明两个三角形相似.
【证明】在△OAB中,
因为=,所以A1B1∥AB.
同理可证A1C1∥AC,B1C1∥BC.
所以∠C1A1B1=∠CAB,∠A1B1C1=∠ABC.
所以△A1B1C1∽△ABC.
【误区警示】在立体几何中,常利用等角定理来证明两个角相等.此时要注意观察这两个角的方向必须相同,且能证明它们的两边对应平行.
【补偿训练】空间四边形ABCD中,AB=CD且AB与CD所成的角为30°,E,F分别是BC,AD的中点,求EF与AB所成角的大小.
【解析】取AC的中点G,连接EG,FG,则EG∥AB,GF∥CD,
且由AB=CD知EG=FG,
所以∠GEF(或它的补角)为EF与AB所成的角,∠EGF(或它的补角)为AB与CD 所成的角.
因为AB与CD所成的角为30°,
所以∠EGF=30°或150°.
由EG=FG知△EFG为等腰三角形,当∠EGF=30°时,∠GEF=75°;
当∠EGF=150°时,∠GEF=15°.
故EF与AB所成的角为15°或75°.
(15分钟30分)
一、选择题(每小题5分,共10分)
1.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
【解析】选B.A选项,l1⊥l2,l2⊥l3,则l1与l3的位置关系可能是相交、平行或异面;B选项正确;C选项,l1∥l2∥l3,则l1,l2,l3既可能共面,也可能异面;D选项,如长方体共顶点的三条棱为l1,l2,l3,但这三条直线不共面.
2.空间四边形的两条对角线相互垂直,顺次连接四边中点的四边形一定是
( ) A.空间四边形 B.矩形
C.菱形
D.正方形
【解析】选B.易证四边形EFGH为平行四边形.又因为E,F分别为AB,BC的中点,所以EF∥AC,又FG∥BD,所以∠EFG或其补角为AC与BD所成的角.而AC与BD 所成的角为90°,所以∠EFG=90°,故四边形EFGH为矩形.
【拓展延伸】作异面直线所成角的三种方法:①直接平移法(可利用图中已有的平行线);②中位线平移法;③补形平移法(在已知图形中,补作一个相同的几何体,以便找到平行线).
二、填空题(每小题5分,共10分)
3.(2015·重庆高二检测)给出下列四个命题,其中正确命题的序号是.
①在空间若两条直线不相交,则它们一定平行;
②平行于同一条直线的两条直线平行;
③一条直线和两条平行直线的一条相交,那么它也和另一条相交;
④空间四条直线a,b,c,d,如果a∥b,c∥d,且a∥d,那么b∥c.
【解析】①错,可以异面;②正确,公理4;③错误,和另一条可以异面;④正确,由平行直线的传递性可知.
答案:②④
4.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,
(1)AA1与C1D1所成的角的度数为.
(2)AA1与B1C所成的角的度数为.
【解析】(1)因为AA1∥DD1,所以∠DD1C1即为所求的角.
因为∠DD1C1=90°,所以AA1与C1D1所成的角为90°.
(2)因为AA1∥BB1,所以∠BB1C即为所求的角.
因为∠BB1C=45°,所以AA1与B1C所成的角为45°.
答案:(1)90°(2)45°
三、解答题
5.(10分)如图所示,在长方体ABCD-A1B1C1D1中的面A1C1内有一点P,经过点P作棱BC的平行线,应该怎样画?并说明理由.
【解题指南】由于BC∥B1C1,所以平行于BC的直线只需要平行于B1C1即可. 【解析】如图所示,在面A
内过P作直线EF∥B1C1,交A1B1于点
E,交C1D1于点F,则直线EF即为所求.
理由:因为EF∥B1C1,BC∥B1C1,所以EF∥BC.
【补偿训练】在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,侧面都是矩形,底面ABCD是菱形且AB=BC=2,∠ABC=120°,若异面直线A1B和AD1所成的角为90°,试求AA1.
【解析】连接CD1,AC,由题意得四棱柱ABCD-A1B1C1D1中A1D1∥BC,A1D1=BC,
所以四边形A1BCD1是平行四边形,
所以A1B∥CD1,
所以∠AD1C(或其补角)为A1B和AD1所成的角,
因为异面直线A1B和AD1所成的角为90°,
所以∠AD1C=90°,
因为四棱柱ABCD-A1B1C1D1中AB=BC=2,
所以△ACD1是等腰直角三角形.
所以AD1=AC,
因为底面ABCD是菱形且AB=BC=2,∠ABC=120°,
所以AC=2×sin 60°×2=6,所以AD1=AC=3,
所以AA1==
=.
【拓展延伸】求两异面直线所成角的技巧
求两异面直线所成角的关键在于作角,总结起来有如下“口诀”:
中点、端点定顶点,平移常用中位线;
平行四边形柱中见,指出成角很关键;
求角构造三角形,锐角、钝角要明辨;
平行线若在外,补上原体在外边.
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