2014高考数学理二轮专题突破文档:4.2空间中的平行与垂直(2)

2020-02-21 13:15

河北饶阳中学2014年数学理二轮复习专题

∴平面BCD⊥平面CDE.

(2)∵M为BD中点,N为ED中点, ∴MN∥BE且BE∩EC=E, 由(1)知EC∥AM且AM∩MN=M, ∴平面AMN∥平面BEC.

(1)证明面面平行依据判定定理,只要找到一个面内两条相交直线与另一个平

面平行即可,从而将证明面面平行转化为证明线面平行,再转化为证明线线平行. (2)证明面面垂直常用面面垂直的判定定理,即证明一个面过另一个面的一条垂线,将证明面面垂直转化为证明线面垂直,一般先从现有直线中寻找,若图中不存在这样的直线,则借助中线、高线或添加辅助线解决.

如图所示,已知AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,

△ACD为等边三角形,AD=DE=2AB,F为CD的中点. 求证:(1)AF∥平面BCE; (2)平面BCE⊥平面CDE.

证明 (1)如图,取CE的中点G,连接FG,BG. 1∵F为CD的中点,∴GF∥DE且GF=DE.

2∵AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,

来源:zzstep.com]∴AB∥DE,∴GF∥AB. 1

又AB=DE,∴GF=AB.

2

∴四边形GFAB为平行四边形,则AF∥BG. ∵AF?平面BCE,BG?平面BCE, ∴AF∥平面BCE.

(2)∵△ACD为等边三角形,F为CD的中点, ∴AF⊥CD.

∵DE⊥平面ACD,AF?平面ACD,∴DE⊥AF. 又CD∩DE=D,故AF⊥平面CDE. ∵BG∥AF,∴BG⊥平面CDE.

∵BG?平面BCE,∴平面BCE⊥平面CDE. 考点四 图形的折叠问题

例4 (2012·北京)如图(1),在Rt△ABC中,∠C=90°,D,E分别为AC,AB的中点,点F

为线段CD上的一点,将△ADE沿DE折起到△A1DE的位置,使A1F⊥CD,如图(2).

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(1)求证:DE∥平面A1CB; (2)求证:A1F⊥BE;

(3)线段A1B上是否存在点Q,使A1C⊥平面DEQ?说明理由.

折叠问题要注意在折叠过程中,哪些量变化了,哪些量没有变化.第(1)问证

明线面平行,可以证明DE∥BC;第(2)问证明线线垂直转化为证明线面垂直,即证明A1F⊥平面BCDE;第(3)问取A1B的中点Q,再证明A1C⊥平面DEQ. (1)证明 因为D,E分别为AC,AB的中点, 所以DE∥BC.

来源中&国教&育出&版网

又因为DE?平面A1CB,BC?平面A1CB, 所以DE∥平面A1CB.

(2)证明 由已知得AC⊥BC且DE∥BC, 所以DE⊥AC.

所以DE⊥A1D,DE⊥CD. 所以DE⊥平面A1DC. 而A1F?平面A1DC, 所以DE⊥A1F. 又因为A1F⊥CD, 所以A1F⊥平面BCDE, 所以A1F⊥BE.

(3)解 线段A1B上存在点Q,使A1C⊥平面DEQ.理由如下: 如图,分别取A1C,A1B的中点P,Q,则PQ∥BC. 又因为DE∥BC, 所以DE∥PQ.

所以平面DEQ即为平面DEP. 由(2)知,DE⊥平面A1DC, 所以DE⊥A1C.

又因为P是等腰三角形DA1C底边A1C的中点, 所以A1C⊥DP.所以A1C⊥平面DEP.

来源中教网从而A1C⊥平面DEQ.

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故线段A1B上存在点Q,使得A1C⊥平面DEQ.

(1)解决与折叠有关的问题的关键是搞清折叠前后的变化量和不变量,一般情

况下,线段的长度是不变量,而位置关系往往会发生变化,抓住不变量是解决问题的突破口.(2)在解决问题时,要综合考虑折叠前后的图形,既要分析折叠后的图形,也要分析折叠前的图形.

(2013·广东)如图(1),在边长为1的等边三角形ABC中,D,E分别是AB,

AC上的点,AD=AE,F是BC的中点,AF与DE交于点G.将△ABF沿AF折起,得到如图(2)所示的三棱锥A-BCF,其中BC=2

. 2

(1)证明:DE∥平面BCF; (2)证明:CF⊥平面ABF;

2

(3)当AD=时,求三棱锥F-DEG的体积VF-DEG.

3(1)证明 在等边△ABC中,AD=AE,∴立.∴DE∥BC,

又DE?平面BCF,BC?平面BCF,∴DE∥平面BCF. (2)证明 在等边△ABC中,F是BC的中点,∴AF⊥CF. ∵在三棱锥A-BCF中,BC=

2, 2

ADAE

=在折叠后的三棱锥A-BCF中也成DBEC

111

∴BC2=BF2+CF2=+=,∴CF⊥BF.

442又BF∩AF=F,∴CF⊥平面ABF.

111111331

(3)解 VF-DEG=VE-DFG=××DG×FG×GE=×××?×?×=. 32323?32?3324

1. 证明线线平行的常用方法

(1)利用平行公理,即证明两直线同时和第三条直线平行; (2)利用平行四边形进行转换; (3)利用三角形中位线定理证明;

来源:zzstep.com](4)利用线面平行、面面平行的性质定理证明.

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2. 证明线面平行的常用方法

(1)利用线面平行的判定定理,把证明线面平行转化为证线线平行; (2)利用面面平行的性质定理,把证明线面平行转化为证面面平行. 3. 证明面面平行的方法

证明面面平行,依据判定定理,只要找到一个面内两条相交直线与另一个平面平行即可,从而将证面面平行转化为证线面平行,再转化为证线线平行. 4. 证明线线垂直的常用方法

(1)利用特殊平面图形的性质,如利用直角三角形、矩形、菱形、等腰三角形等得到线线垂直;

(2)利用勾股定理逆定理;

(3)利用线面垂直的性质,即要证线线垂直,只需证明一线垂直于另一线所在平面即可. 5. 证明线面垂直的常用方法

(1)利用线面垂直的判定定理,把线面垂直的判定转化为证明线线垂直; (2)利用面面垂直的性质定理,把证明线面垂直转化为证面面垂直;

(3)利用常见结论,如两条平行线中的一条垂直于一个平面,则另一条也垂直于这个平面等.

6. 证明面面垂直的方法

证明面面垂直常用面面垂直的判定定理,即证明一个面过另一个面的一条垂线,将证明面面垂直转化为证明线面垂直,一般先从现有直线中寻找,若图中不存在这样的直线,则借助中点、高线或添加辅助线解决.

1. 如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,线段B1D1上有两个动点

1

E,F,且EF=,则下列结论中错误的是

2A.AC⊥BE

来源中。国教。育出。版网 ( )

B.EF∥平面ABCD

C.三棱锥A-BEF的体积为定值 D.△AEF的距离与△BEF的面积相等 答案 D

解析 ∵AC⊥平面BB1D1D,又BE?平面BB1D1D, ∴AC⊥BE,故A正确.

∵B1D1∥平面ABCD,又E、F在线段B1D1上运动, 故EF∥平面ABCD.故B正确.

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C中由于点B到直线EF的距离是定值,故△BEF的面积为定值, 又点A到平面BEF的距离为定值,故VA-BEF不变.故C正确.

由于点A到B1D1的距离与点B到B1D1的距离不相等,因此△AEF与△BEF的面积不相等,故D错误.

2. 如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E是棱DD1的中

点.

(1)证明:平面ADC1B1⊥平面A1BE;

(2)在棱C1D1上是否存在一点F,使B1F∥平面A1BE?证明你 的结论.

(1)证明 如图,因为ABCD-A1B1C1D1为正方体, 所以B1C1⊥面ABB1A1. 因为A1B?面ABB1A1, 所以B1C1⊥A1B.

来源:z+zs+tep.com]又因为A1B⊥AB1,B1C1∩AB1=B1, 所以A1B⊥面ADC1B1.

因为A1B?面A1BE,所以平面ADC1B1⊥平面A1BE. (2)解 当点F为C1D1中点时,可使B1F∥平面A1BE. 证明如下:

1

易知:EF∥C1D,且EF=C1D.

2

1

设AB1∩A1B=O,则B1O∥C1D且B1O=C1D,

2所以EF∥B1O且EF=B1O, 所以四边形B1OEF为平行四边形. 所以B1F∥OE.

又因为B1F?面A1BE,OE?面A1BE. 所以B1F∥面A1BE.

(推荐时间:60分钟)

一、选择题

1. 已知α,β,γ是三个互不重合的平面,l是一条直线,下列命题中正确的是

( )

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