高中数学必修二(人教版)点、直线、平面之间的位置关系证明题精选Word下载.doc

1、平面 BDF平面 PCF；（）若 AF=1，求证：CE平面 BDF8（6分）已知，如图，P是平面ABC外一点，PA不垂直于平面ABC，E，F分别是线段AC，PC的中点，D是线段AB上一点，AB=AC，PB=PC，DEEFPABC；BC平面DEF9（6分）如图，在多面体ABCDEF中，底面ABCD是菱形，AB=2，DAB=60，EFAC，EF=FC平面BDE；（）若EA=ED，求证：ADBE10（6分）长方体ABCDA1B1C1D1中，底面ABCD是正方形，AA1=2，AB=1，E是DD1上的一点（1）求异面直线AC与B1D所成的角；（2）若B1D平面ACE，求三棱锥ACDE的体积11（6分）如

2、图，在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中，底面四边形ABCD为菱形，A1A=AB=2，ABC=，E，F分别是BC，A1C的中点（1）求异面直线EF，AD所成角的余弦值；（2）点M在线段A1D上，=若CM平面AEF，求实数的值12（6分）如图，六面体ABCDE中，面DBC面ABC，AE面ABCAE面DBC；（2）若ABBC，BDCD，求证：ADDC13（6分）如图：在四棱锥PABCD中，底面ABCD是菱形，ABC=60，PA平面ABCD，点M，N分别为BC，PA的中点，且PA=AB=2（）证明：BC平面AMN；（）求三棱锥NAMC的体积；（）在线段PD上是否存在一点E，使得NM平面ACE；若存在

3、，求出PE的长；若不存在，说明理由14（6分）在空间四边形ABCD中，H，G分别是AD，CD的中点，E，F分别边AB，BC上的点，且=求证：点E，F，G，H四点共面；直线EH，BD，FG相交于一点15（6分）如图长方体ABCDABCD中，AB=BC=1，AA=2，E、F分别是BB、A的中点E、F、C、D四点共面； （2）求异面直线AC、CE夹角的余弦值16（6分）如图，直三棱柱ABCA1B1C1中，D，E分别是AB，BB1的中点，AA1=AC=CB=AB（1）证明：BC1平面A1CD；（2）求异面直线BC1和A1D所成角的大小17（6分）如图，侧棱垂直于底面的三棱柱ABCA1B1C1中，ABA

4、C，且AC=AA1ABA1C；（2）求异面直线A1C与BB1所成角的大小18（6分）（文科）设A在平面BCD内的射影是直角三角形BCD的斜边BD的中点O，AC=BC=1，CD=，求（1）AC与平面BCD所成角的大小；（2）异面直线AB和CD的大小19（6分）三角形PDC所在的平面与长方形ABCD所在的平面垂直，PD=PC=4，BC=3点E是CD边的中点，点F、G分别在线段AB、BC上，且AF=2FB，CG=2GBBC平面PDA；（2）求二面角PADC的大小；（3）求直线PA与直线FG所成角的余弦值20（6分）如图，在四棱锥PABCD中，M，N分别是AB，PC的中点，若ABCD是平行四边形MN平

5、面PAD（2）若PA=AD=2a，MN与PA所成的角为30求MN的长参考答案与试题解析1（6分）（2017雅安模拟）如图所示，正方形ABCD与直角梯形ADEF所在平面互相垂直，ADE=90【考点】LS：直线与平面平行的判定；L：组合几何体的面积、体积问题；LF：棱柱、棱锥、棱台的体积菁优网版权所有【专题】15 ：综合题【分析】（1）设正方形ABCD的中心为O，取BE中点G，连接FG，OG，由中位线定理，我们易得四边形AFGO是平行四边形，即FGOA，由直线与平面平行的判定定理即可得到AC平面BEF；（2）由已知中正方形ABCD与直角梯形ADEF所在平面互相垂直，ADE=90，我们可以得到AB平

6、面ADEF，结合DE=DA=2AF=2分别计算棱锥的底面面积和高，代入棱锥体积公式即可求出四面体BDEF的体积【解答】证明：（1）设ACBD=O，取BE中点G，连接FG，OG，所以，OGDE，且OG=DE因为AFDE，DE=2AF，所以AFOG，且OG=AF，从而四边形AFGO是平行四边形，FGOA因为FG平面BEF，AO平面BEF，所以AO平面BEF，即AC平面BEF（6分）解：（2）因为平面ABCD平面ADEF，ABAD，所以AB平面ADEF因为AFDE，ADE=90，DE=DA=2AF=2所以DEF的面积为SDEF=EDAD=2，所以四面体BDEF的体积V=SDEFAB=（12分）【点评

7、】本题考查的知识点是直线与平面平行的判定及棱锥的体积，（1）的关键是证明出FGOA，（2）的关键是得到AB平面ADEF，即四面体BDEF的高为AB2（6分）（2017广西一模）在四棱锥PABCD中，ABC=ACD=90【专题】31 ：数形结合（1）取PC中点F，利用等腰三角形的性质可得PCAF，先证明CD平面PAC，可得CDPC，从而EFPC，故有PC平面AEF，进而证得PCAE（2）取AD中点M，利用三角形的中位线证明EM平面PAB，利用同位角相等证明MCAB，得到平面EMC平面PAB，证得EC平面PAB（3）由（1）知AC=2，EF=CD，且EF平面PAC，求得EF 的值，代入V=进行运算

8、【解答】解：（1）在RtABC中，AB=1，BAC=60，BC=，AC=2取PC中点F，连AF，EF，PA=AC=2，PCAFPA平面ABCD，CD平面ABCD，PACD，又ACD=90，即CDAC，CD平面PAC，CDPC，EFPC，PC平面AEF，PCAE（2）证明：取AD中点M，连EM，CM则EMPAEM平面PAB，PA平面PAB，EM平面PAB在RtACD中，CAD=60，AC=AM=2，ACM=60而BAC=60，MCABMC平面PAB，AB平面PAB，MC平面PABEMMC=M，平面EMC平面PABEC平面EMC，EC平面PAB（3）由（1）知AC=2，EF=CD，且EF平面PAC

9、在RtACD中，AC=2，CAD=60CD=2，得EF=则V=【点评】本题考查证明线面平行、线线垂直的方法，取PC中点F，AD中点M，利用三角形的中位线的性质是解题的关键3（6分）（2017汉中二模）如图，在棱长均为4的三棱柱ABCA1B1C1中，D、D1分别是BC和B1C1的中点【专题】11 ：计算题；14 ：证明题（1）欲证A1D1平面AB1D，根据直线与平面平行的判定定理可知只需证A1D1与平面AB1D内一直线平行，连接DD1，根据中位线定理可知B1D1BD，且B1D1=BD，则四边形B1BDD1为平行四边形，同理可证四边形AA1D1D为平行四边形，则A1D1AD又A1D1平面AB1D，

10、AD平面AB1D，满足定理所需条件；（2）根据面面垂直的性质定理可知AD平面B1C1CB，即AD是三棱锥AB1BC的高，求出三棱锥AB1BC的体积，从而求出三棱锥B1ABC的体积连接DD1，在三棱柱ABCA1B1C1中，D、D1分别是BC和B1C1的中点B1D1BD，且B1D1=BD四边形B1BDD1为平行四边形BB1DD1，且BB1=DD1又因AA1BB1，AA1=BB1所以AA1DD1，AA1=DD1所以四边形AA1D1D为平行四边形，所以A1D1AD又A1D1平面AB1D，AD平面AB1D故A1D1平面AB1D；（2）在ABC中，棱长均为4，则AB=AC，D为BC的中点，所以ADBC因为

11、平面ABC平面B1C1CB，交线为BC，AD平面ABC所以AD平面B1C1CB，即AD是三棱锥AB1BC的高在ABC中，AB=AC=BC=4得AD=2在B1BC中，B1B=BC=4，B1BC=60所以B1BC的面积为4三棱锥B1ABC的体积即为三棱锥AB1BC的体积V=8【点评】本题主要考查了线面平行的判定，以及三棱锥的体积的计算，同时考查了推理论证的能力、计算能力，转化与划归的思想，属于中档题4（6分）（2017漳州模拟）如图所示，四棱锥PABCD的底面为直角梯形，ABAD，CDAD，CD=2AB点E是PC的中点LY：平面与平面垂直的判定菁优网版权所有综合题；35 ：转化思想；4G ：演绎法

12、；5F ：空间位置关系与距离（1）根据线面平行的判定定理即可证明：（2）棱PD上存在点F为PD的中点，使CFPA，利用三垂线定理可得结论【解答】取PD中点Q，连结AQ、EQ（1分）E为PC的中点，EQCD且EQ=CD（2分）又ABCD且AB=CD，EQAB且EQ=AB（3分）四边形ABED是平行四边形，BEAQ（4分）又BE平面PAD，AQ平面PAD，BE平面PAD（5分）（2）解：棱PD上存在点F为PD的中点，使CFPA，平面PCD底面ABCD，平面PCD底面ABCD=CD，ADCD，AD平面PCD，DP是PA在平面PCD中的射影，PC=DC，PF=DF，CFDP，CFPA【点评】本题主要考

13、查空间直线和平面平行或垂直的判断，要求熟练掌握相应的判定定理考查学生的推理能力5（6分）（2017乐山一模）如图，在四棱锥SABCD中，底面ABCD是菱形，SA平面ABCD，M，N分别为SA，CD的中点LW：直线与平面垂直的判定菁优网版权所有【专题】5F ：（）取SB中点E，连接ME、CE，由三角形中位线定理、菱形性质得四边形MECN是平行四边形，由此能证明直线MN平面SBC（）连接AC、BD，交于点O，由线面垂直得SABD，由菱形性质得ACBD，由此能证明平面SBD平面SAC如图，取SB中点E，连接ME、CE，因为M为SA的中点，所以MEAB，且ME=，（2分）因为N为菱形ABCD边CD的中

14、点，所以CNAB，且CN=，（3分）所以MECN，ME=CN，所以四边形MECN是平行四边形，所以MNEC，（5分）又因为EC平面SBC，MN平面SBC，所以直线MN平面SBC（6分）如图，连接AC、BD，交于点O，因为SA底面ABCD，所以SABD（7分）因为四边形ABCD是菱形，所以ACBD（8分）又SAAC=A，所以BD平面SAC（10分）又BD平面SBD，所以平面SBD平面SAC（12分）【点评】本题考查线面平行的证明，考查面面垂直的证明，是中档题，解题时要认真审题，注意空间思维能力的培养6（6分）（2017新罗区校级模拟）如图，O是圆锥底面圆的圆心，圆锥的轴截面PAB为等腰直角三角形

15、，C为底面圆周上一点LE：棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积菁优网版权所有44 ：数形结合法；（）证法1：设BCOD=E，由已知可证ACOE，线线平行即可证明线面平行AC平面POD；证法2：由AB是底面圆的直径，可证ACBC，利用ODBC，可证ACOD，即可判定AC平面POD（）设圆锥底面半径为r，高为h，母线长为l，由圆锥的轴截面PAB为等腰直角三角形，可求，利用三角形面积公式可求r，进而可求此圆锥的表面积设BCOD=E，D是弧BC的中点，E是BC的中点，又O是AB的中点，ACOE，又AC平面POD，OE平面POD，AC平面PODAB是底面圆的直径，ACBC，弧BC的中点为D，ODBC，又AC

16、，OD共面，ACOD，又AC平面POD，OD平面POD，（）解：设圆锥底面半径为r，高为h，母线长为l，圆锥的轴截面PAB为等腰直角三角形，由，得r=3，【点评】本题主要考查了线面平行的判定，考查了三角形面积公式，考查了圆锥的表面积的求法，考查了空间想象能力和推理论证能力，属于中档题7（6分）（2017青岛一模）如图，在四棱锥 PABCD 中，底面 ABCD是菱形，PA平面 ABCD，PA=3，F 是棱 PA 上的一个动点，E 为 PD 的中点【专题】14 ：证明题；（）连接AC交BD于O，证明BD平面PAC，即可证明结论；（）取PF中点G，连接EG，CG，连接FO由三角形中位线定理可得FOG

17、C，GEFD然后利用平面与平面平行的判定得到面GEC面FOD，进一步得到CE面BDF（）连接AC交BD于O，则ACBD，PA平面 ABCD，BD平面 ABCD，PABD，PAAC=A，BD平面PAC，BD平面 BDF，平面 BDF平面PAC，即平面 BDF平面 PCF；（）如图所示，取PF中点G，连接EG，CG，连接FO由题可得F为AG中点，O为AC中点，FOGC；又G为PF中点，E为PD中点，GEFD又GEGC=G，GE、GC面GEC，FOFD=F，FO，FD面FOD面GEC面FODCE面GEC，CE面BDF；【点评】本题考查直线与平面平行的判定，考查了线面垂直、面面垂直的证明，考查空间想象

18、能力和思维能力，是中档题8（6分）（2017达州模拟）已知，如图，P是平面ABC外一点，PA不垂直于平面ABC，E，F分别是线段AC，PC的中点，D是线段AB上一点，AB=AC，PB=PC，DEEFLX：直线与平面垂直的性质菁优网版权所有48 ：分析法；（1）设线段BC的中点为G，分别连接AG、PG构建线面垂直：BC平面AGP根据线面垂直的性质证得结论；（2）利用三角形中位线定理推知EFAP结合已知条件得到PADE 因为PABC，BC、DE是平面ABC内两条直线，如果BC、DE相交，则PA平面ABC，与PA不与平面ABC的垂直矛盾故BCDE最后根据线面平行的判定定理得到结论设线段BC的中点为G

19、，分别连接AG、PGAB=AC，PB=PC，AGBC，PGBC，AG、PG是平面AGP内的两条相交线，BC平面AGPPA平面AGP，PABCE、F分别是线段AC、PC的中点，EFAPDEEF，PADE 因为PABC，BC、DE是平面ABC内两条直线，如果BC、DE相交，则PA平面ABC，与PA不与平面ABC的垂直矛盾BCDE 又BC平面DEF，DE平面DEF，BC平面DEF【点评】本题考查了空间线面面面平行与垂直的判定及性质定理、三角形中位线定理，考查了空间想象能力、推理能力，属于中档题9（6分）（2017济南一模）如图，在多面体ABCDEF中，底面ABCD是菱形，AB=2，DAB=60LO：

20、空间中直线与直线之间的位置关系菁优网版权所有（）设ACBD=O，连接EO，证明FCEO，即可证明：（）取AD中点M，连接EM，BM，证明AD平面EMB，即可证明：（）设ACBD=O，连接EO底面ABCD是菱形，DAB=60，OC=，EFAC，EFCO为平行四边形，FCEO，FC平面BDE，EO平面BDE，FC平面BDE；（）取AD中点M，连接EM，BM，EA=ED，EMADAB=AD=BD，BMAD，EMBM=M，AD平面EMB，BE平面EMB，ADEB【点评】本题考查线面平行的判定，考查线面垂直的判定与性质，考查学生分析解决问题的能力，属于中档题10（6分）（2017上海模拟）长方体ABCD

21、A1B1C1D1中，底面ABCD是正方形，AA1=2，AB=1，E是DD1上的一点【考点】LM：异面直线及其所成的角；空间位置关系与距离；5G ：空间角（1）建立如图所示的空间直角坐标系，利用异面直线的方向向量的夹角即可得到此两条异面直线所成的角；（2）利用线面垂直的性质定理即可得到点E的坐标，利用VACDE=VEADC即可得到体积以D为原点，DA、DC、DD1所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系 （1）依题意，D（0，0，0），A（1，0，0），C（0，1，0），B1（1，1，2），异面直线AC与B1D所成的角为（2）设E（0，0，a），则，B1D平面ACE，AE平面ACE，B1DAE，1+2a=0，VACDE=VEADC=【点评】熟练掌握通过建立空间直角坐标系的方法并利用异面直线的方向向量的夹角得到两条异面直线所成的角、及掌握线面垂直的性质定理、“等积变形”、三棱锥的体积计算公式是解题的关键11（6分）（2017南京二模）如图，在直四棱柱ABCDA1B1C1D1中，底面四边形ABCD为菱形，A1A=AB=2，ABC=，E，F分别是BC，A1C的中点LT：直线与平面平行的性质菁优网版权所有4G