11.2平面的基本事实与推论 同步练习 (含答案)2024-2025学年人教B版(2019)高中数学必修 第四册

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11.2平面的基本事实与推论 同步练习 (含答案)2024-2025学年人教B版(2019)高中数学必修 第四册

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11.2 平面的基本事实与推论
1.如图,已知正方体的棱长为2,若K为棱的中点,过A,C,K三点作正方体的截面,则截面的周长为( ).

A. B.6 C. D.
2.已知,是两条不同的直线,,,是三个不同的平面,则下列结论正确的是( )
A.若,,则 B.若,,,则
C.若,,则 D.若,,,则
3.如图,正方体的棱长为1,,分别为,的中点,在上,且,平面与棱所在直线交于点,则( )

A. B. C. D.
4.若空间中三条不同的直线,,满足,,则是,,共面的( )
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
5.长方体中,为线段的中点,是棱上的动点,若点为线段上的动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
6.若点A与直线能够确定一个平面,则点A与直线的位置关系是( ).
A. B.
C. D.
7.每次停放自行车时,将脚撑放下自行车即可固定在地面上,其中蕴涵的道理是( )
A.两条直线确定一个平面 B.三点确定一个平面
C.不共线三点确定一个平面 D.两条平行直线确定一个平面
8.用数学符号表示“直线在平面上”为 .
9.“平面与相交于直线”用符号语言可以表述为 .
10.如图,在棱长为2的正方体中,M,N分别是,的中点,平面BMN截正方体所得截面为
11.长方体中,,.点,分别是,的中点,记面为,直线,则直线与所成角的余弦值为 .
12.用集合语言表述“直线和直线相交于点”: .
13.在棱长为的正方体,中,,过点,,的平面截该正方体所得截面的周长为 .
14.如图,在正三棱柱中,侧棱与底面边长均为2,点分别为的中点,点满足.求证:四点共面.
15.如图,为空间四边形,点E、F分别是AB、BC的中点,点G、H分别在CD、AD上,且,.求证:

(1)E、E、G、四点共面;
(2)EH、FG必相交且交点在直线BD上.
16.如图,在长方体中,
(1)设AC与BD的交点为O,O必为平面______与平面______的公共点(答案不唯一);
(2)画出平面与平面的交线.
1.A
【详解】如图,取的中点,连接,则.
则在正方形中,,,
所以四边形是平行四边形,
所以,
又,所以,
则四边形即为过三点截面,
因为正方体的棱长为2,
所以,,,
则其周长为.

故选:A.
2.B
【详解】A.若,,则或,故A错误;
B. 若,,,则,故B正确;
C. 若,,则或与相交,故C错误;
D. 若,,,则或异面,故D错误.
故选:B
3.C
【详解】

在正方体中,根据正方体的性质可得平面与平面平行,
利用面面平行的性质定理可得平面与它们的交线平行,
所以过点作直线的平行线与延长线交于一点,
此交点即为平面与棱所在直线交点,连接,如图所示.
所以四边形是平行四边形,所以,
又,分别为,的中点,所以,
因为,所以,所以,
又因为,所以,
所以.
故选:.
4.B
【详解】
如图所示:满足,,且,但是,
所以可知是,,共面的不充分条件;
当,,共面时,由平面几何知识可知同一平面内的直线不平行必相交,
又因为,,所以必然有,
即是,,共面的必要条件,
综上可知是,,共面的必要不充分条件.
故选:B.
5.A
【详解】如图:
根据题意,截面是边长为的正方形,为的中点.
点在上,在线段上取点,使得.
根据正方形的对称性,则,所以,
表示点沿着折线到直线的距离.
取的中点,则,根据垂线段最短可得:.
所以的最小值为.
故选:A
6.D
【详解】由直线和直线外的一点确定一个平面,可得D正确,
故选:D.
7.C
【详解】自行车的前轮、后轮、脚撑与地面的三个接触点不在同一条直线,
它们可以确定唯一一个平面,因此自行车就稳了,其中蕴涵的道理是不共线三点确定一个平面.
故选:C.
8.
【详解】“直线在平面上”的符号表示为.
故答案为:
9.
【详解】平面与相交于直线,即.
故答案为:
10.等腰梯形
【详解】连接,,由于M,N分别是,的中点,
则,而,即四边形为平行四边形,
故,得,且,
结合正方体性质可知,
所以平面BMN截正方体所得截面为梯形,且为等腰梯形,
故答案为:等腰梯形.
11.
【详解】延长EF,交于G点,
因,则G,又,
则,则与交点为P.
连接BP,因,则直线与所成角等于(该角为锐角).
因点,分别是,的中点,则.
又,则.
又由题可得,则.
则.
故答案为:
12.且
【详解】由点与直线的位置关系可得“直线和直线相交于点”可表述为且;
故答案为:且
13.
【详解】取正方体轴线与交点为,
连接并延长,交延长线与,
连接,交于,
连接,
作出图形如图,
由图可知,过点,,的平面截该正方体所得截面为五边形,
则,所以,同理,,
正方体的棱长为,,


四边形的周长为.
故答案为:
14.证明见解析
【详解】取中点,过作于,连接,,
则,,,
所以四边形是平行四边形,,
由得,,
又,,,所以,,,四点共面,
又,所以,,,四点共面.
15.(1)证明见解析
(2)证明见解析
【详解】(1)
连接
由分别为中点,则,
又,,则,

所以四点共面.
(2)
由,,
易知,
又分别为中点,即,

结合(1)的结论可知,四边形是梯形,因此直线不平行,
设它们交点为 ,平面,同理平面,
又平面平面,因此,
即EH、FG必相交且交点在直线上.
16.(1)O必为平面与平面的公共点,(答案不唯一)
(2)答案见解析
【详解】(1)在长方体中,
如图所示:
设与的交点为,因为平面,平面,
所以平面,平面,
故必为平面与平面的公共点,(答案不唯一)
(2)因为平面,平面,
所以平面与平面的交线为.
如图:作出平面与平面的交线为.

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