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(江苏专用)高考数学 专题8 立体几何 58 平行的判定与性质 文-人教版高三数学试题VIP免费

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训练目标会应用定理、性质证明直线与平面平行、平面与平面平行.训练题型证明空间几何体中直线与平面平行、平面与平面平行.解题策略(1)熟练掌握平行的有关定理、性质;(2)善于用分析法、逆推法寻找解题突破口,总结辅助线、辅助面的做法.1.(2015·成都第三次诊断)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=3,CE=2EC1.(1)若F是AB的中点,求证:C1F∥平面BDE;(2)求三棱锥D-BEB1的体积.2.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,点N在BD上,点M在B1C上,且CM=DN.求证:MN∥平面AA1B1B.3.(2015·辽宁五校协作体上学期期中)如图,四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是正方形,O为底面中心,A1O⊥平面ABCD,AB=,AA1=2.(1)证明:AA1⊥BD;(2)证明:平面A1BD∥平面CD1B1;(3)求三棱柱ABD-A1B1D1的体积.4.如图所示,已知ABCD-A1B1C1D1是棱长为3的正方体,点E在AA1上,点F在CC1上,点G在BB1上,且AE=FC1=B1G=1,H是B1C1的中点.求证:(1)E,B,F,D1四点共面;(2)平面A1GH∥平面BED1F.5.如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,平面ABC∥平面A1B1C1.若D是棱CC1的中点,在棱AB上是否存在一点E,使DE∥平面AB1C1?并证明你的结论.答案解析1.(1)证明连结CF交BD于点M,连结ME,如图所示.易知△BMF∽△DMC.∵F是AB的中点,∴==.∵CE=2EC1,∴=.于是在△CFC1中,有=.∴EM∥C1F.又EM⊂平面BDE,C1F⊄平面BDE.∴C1F∥平面BDE.(2)解∵V三棱锥D-BEB1=·DC·S△BEB1=×3××3×3=,∴三棱锥D-BEB1的体积为.2.证明如图,作MP∥BB1交BC于点P,连结NP,∵MP∥BB1,∴=.∵BD=B1C,DN=CM,∴B1M=BN,∴=,∴=,∴NP∥CD∥AB.∵NP⊄平面AA1B1B,AB⊂平面AA1B1B,∴NP∥平面AA1B1B.∵MP∥BB1,MP⊄平面AA1B1B,BB1⊂平面AA1B1B,∴MP∥平面AA1B1B.又∵MP⊂平面MNP,NP⊂平面MNP,MP∩NP=P,∴平面MNP∥平面AA1B1B.∵MN⊂平面MNP,∴MN∥平面AA1B1B.3.(1)证明∵底面ABCD是正方形,∴BD⊥AC.∵A1O⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,∴A1O⊥BD.∵A1O∩AC=O,A1O⊂平面A1AC,AC⊂平面A1AC,∴BD⊥平面A1AC.∵AA1⊂平面A1AC,∴AA1⊥BD.(2)证明∵A1B1∥AB,AB∥CD,∴A1B1∥CD.∵A1B1=CD,∴四边形A1B1CD是平行四边形,∴A1D∥B1C,同理A1B∥CD1,∵A1B⊂平面A1BD,A1D⊂平面A1BD,CD1⊂平面CD1B1,B1C⊂平面CD1B1,且A1B∩A1D=A1,CD1∩B1C=C,∴平面A1BD∥平面CD1B1.(3)解∵A1O⊥平面ABCD,∴A1O是三棱柱ABD-A1B1D1的高.在正方形ABCD中,AB=,可得AC=2.在Rt△A1OA中,AA1=2,AO=1,∴A1O=,∴V三棱柱ABD-A1B1D1=S△ABD·A1O=×()2×=.∴三棱柱ABD-A1B1D1的体积为.4.证明(1)如图所示,连结FG.∵AE=B1G=1,∴BG=A1E=2.又∵BG∥A1E,∴四边形A1GBE为平行四边形,∴A1G∥BE,A1G=BE.又∵C1F∥B1G,C1F=B1G,∴四边形C1FGB1是平行四边形,∴FG∥C1B1∥D1A1,FG=C1B1=A1D1,∴四边形A1GFD1是平行四边形,∴A1G∥D1F,A1G=D1F,∴D1F∥EB,D1F=EB.即四边形EBFD1是平行四边形,∴E,B,F,D1四点共面.(2)∵H是B1C1的中点,∴B1H=.又B1G=1,∴=.∵=,且∠FCB=∠GB1H=90°,∴△B1HG∽△CBF,∴∠B1GH=∠CFB=∠FBG,∴HG∥FB.又由(1)知,A1G∥BE,且HG∩A1G=G,FB∩BE=B,HG⊂平面A1GH,A1G⊂平面A1GH,FB⊂平面BED1F,BE⊂平面BED1F∴平面A1GH∥平面BED1F.5.解当E为棱AB的中点时,DE∥平面AB1C1.证明如下:如图所示,取BB1的中点F,连结EF,FD,DE.∵D,E,F分别为CC1,AB,BB1的中点,∴EF∥AB1.∵AB1⊂平面AB1C1,EF⊄平面AB1C1,∴EF∥平面AB1C1.同理可证FD∥平面AB1C1.∵EF∩FD=F,∴平面EFD∥平面AB1C1.∵DE⊂平面EFD,∴DE∥平面AB1C1.

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