2023年高考数学一轮复习 第七章 立体几何与空间向量 4 空间直线、平面的平行练习（含解析）.docx

1、空间直线、平面的平行考试要求1.理解空间中直线与直线、直线与平面、平面与平面的平行关系，并加以证明.2.掌握直线与平面、平面与平面平行的判定与性质，并会简单应用知识梳理1线面平行的判定定理和性质定理文字语言图形语言符号语言判定定理如果平面外一条直线与此平面内的一条直线平行，那么该直线与此平面平行a性质定理一条直线与一个平面平行，如果过该直线的平面与此平面相交，那么该直线与交线平行ab2.面面平行的判定定理和性质定理文字语言图形语言符号语言判定定理如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行，那么这两个平面平行性质定理两个平面平行，如果另一个平面与这两个平面相交，那么两条交线平行ab常用结论(1

2、)垂直于同一条直线的两个平面平行，即若a，a，则.(2)平行于同一个平面的两个平面平行，即若，则.(3)垂直于同一个平面的两条直线平行，即a，b，则ab.(4)若，a，则a.思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“”或“”)(1)若一条直线平行于一个平面内的一条直线，则这条直线平行于这个平面()(2)若直线a平面，P，则过点P且平行于直线a的直线有无数条()(3)若直线a平面，直线b平面，ab，则.()(4)如果两个平面平行，那么分别在这两个平面内的两条直线平行或异面()教材改编题1下列说法中，与“直线a平面”等价的是()A直线a上有无数个点不在平面内B直线a与平面内的所有直线平行C直线a

3、与平面内无数条直线不相交D直线a与平面内的任意一条直线都不相交答案D解析因为a平面，所以直线a与平面无交点，因此a和平面内的任意一条直线都不相交2已知不重合的直线a，b和平面，则下列选项正确的是()A若a，b，则abB若a，b，则abC若ab，b，则aD若ab，a，则b或b答案D解析若a，b，则ab或异面，A错；若a，b，则ab或异面或相交，B错；若ab，b，则a或a，C错；若ab，a，则b或b，D对3.如图是长方体被一平面所截得的几何体，四边形EFGH为截面，则四边形EFGH的形状为_答案平行四边形解析平面ABFE平面DCGH，又平面EFGH平面ABFEEF，平面EFGH平面DCGHHG，E

4、FHG.同理EHFG，四边形EFGH是平行四边形.题型一直线与平面平行的判定与性质命题点1直线与平面平行的判定例1如图，在四棱锥PABCD中，底面ABCD是平行四边形，E，F分别是BC，PD的中点，求证：(1)PB平面ACF；(2)EF平面PAB.证明(1)如图，连接BD交AC于O，连接OF，四边形ABCD是平行四边形，O是BD的中点，又F是PD的中点，OFPB，又OF平面ACF，PB平面ACF，PB平面ACF.(2)取PA的中点G，连接GF，BG.F是PD的中点，GF是PAD的中位线，GF綉AD，底面ABCD是平行四边形，E是BC的中点，BE綉AD，GF綉BE，四边形BEFG是平行四边形，E

5、FBG，又EF平面PAB，BG平面PAB，EF平面PAB.命题点2直线与平面平行的性质例2如图所示，在四棱锥PABCD中，四边形ABCD是平行四边形，M是PC的中点，在DM上取一点G，过G和PA作平面交BD于点H.求证：PAGH.证明如图所示，连接AC交BD于点O，连接OM，四边形ABCD是平行四边形，O是AC的中点，又M是PC的中点，PAOM，又OM平面BMD，PA平面BMD，PA平面BMD，又平面PAHG平面BMDGH，PAGH.教师备选如图，四边形ABCD是矩形，P平面ABCD，过BC作平面BCFE交AP于点E，交DP于点F，求证：四边形BCFE是梯形证明四边形ABCD为矩形，BCAD.

6、AD平面PAD，BC平面PAD，BC平面PAD.平面BCFE平面PADEF，BC平面BCFE，BCEF.ADBC，ADEF，BCEF，四边形BCFE是梯形思维升华(1)判断或证明线面平行的常用方法利用线面平行的定义(无公共点)利用线面平行的判定定理(a，b，aba)利用面面平行的性质(，aa)利用面面平行的性质(，a，aa)(2)应用线面平行的性质定理的关键是确定交线的位置，有时需要经过已知直线作辅助平面确定交线跟踪训练1如图所示，已知四边形ABCD是正方形，四边形ACEF是矩形，M是线段EF的中点(1)求证：AM平面BDE；(2)若平面ADM平面BDEl，平面ABM平面BDEm，试分析l与m

7、的位置关系，并证明你的结论(1)证明如图，记AC与BD的交点为O，连接OE.因为O，M分别为AC，EF的中点，四边形ACEF是矩形，所以四边形AOEM是平行四边形，所以AMOE.又因为OE平面BDE，AM平面BDE，所以AM平面BDE.(2)解lm，证明如下：由(1)知AM平面BDE，又AM平面ADM，平面ADM平面BDEl，所以lAM，同理，AM平面BDE，又AM平面ABM，平面ABM平面BDEm，所以mAM，所以lm.题型二平面与平面平行的判定与性质例3如图所示，在三棱柱ABCA1B1C1中，过BC的平面与上底面A1B1C1交于GH(GH与B1C1不重合)(1)求证：BCGH；(2)若E，

8、F，G分别是AB，AC，A1B1的中点，求证：平面EFA1平面BCHG.证明(1)在三棱柱ABCA1B1C1中，平面ABC平面A1B1C1，又平面BCHG平面ABCBC，且平面BCHG平面A1B1C1HG，由面面平行的性质定理得BCGH.(2)E，F分别为AB，AC的中点，EFBC，EF平面BCHG，BC平面BCHG，EF平面BCHG.又G，E分别为A1B1，AB的中点，A1B1綉AB，A1G綉EB，四边形A1EBG是平行四边形，A1EGB.A1E平面BCHG，GB平面BCHG，A1E平面BCHG.又A1EEFE，A1E，EF平面EFA1，平面EFA1平面BCHG.延伸探究在本例中，若将条件“

9、E，F，G分别是AB，AC，A1B1的中点”变为“点D，D1分别是AC，A1C1上的点，且平面BC1D平面AB1D1”，试求的值解如图，连接A1B交AB1于O，连接OD1.由平面BC1D平面AB1D1，且平面A1BC1平面BC1DBC1，平面A1BC1平面AB1D1D1O，所以BC1D1O，则1.又由题设，所以1，即1.教师备选如图，在三棱柱ABCA1B1C1中，E，F，G分别为B1C1，A1B1，AB的中点(1)求证：平面A1C1G平面BEF；(2)若平面A1C1GBCH，求证：H为BC的中点证明(1)E，F分别为B1C1，A1B1的中点，EFA1C1，A1C1平面A1C1G，EF平面A1C

10、1G，EF平面A1C1G，又F，G分别为A1B1，AB的中点，A1FBG，又A1FBG，四边形A1GBF为平行四边形，则BFA1G，A1G平面A1C1G，BF平面A1C1G，BF平面A1C1G，又EFBFF，EF，BF平面BEF，平面A1C1G平面BEF.(2)平面ABC平面A1B1C1，平面A1C1G平面A1B1C1A1C1，平面A1C1G与平面ABC有公共点G，则有经过G的直线，设交BC于点H，如图，则A1C1GH，得GHAC，G为AB的中点，H为BC的中点思维升华证明面面平行的常用方法(1)利用面面平行的判定定理(2)利用垂直于同一条直线的两个平面平行(l，l)(3)利用面面平行的传递性

11、，即两个平面同时平行于第三个平面，则这两个平面平行(，)跟踪训练2如图，四棱柱ABCDA1B1C1D1的底面ABCD是正方形(1)证明：平面A1BD平面CD1B1；(2)若平面ABCD平面CD1B1直线l，证明：B1D1l.证明(1)由题设知BB1綉DD1，所以四边形BB1D1D是平行四边形，所以BDB1D1.又BD平面CD1B1，B1D1平面CD1B1，所以BD平面CD1B1.因为A1D1綉B1C1綉BC，所以四边形A1BCD1是平行四边形，所以A1BD1C.又A1B平面CD1B1，D1C平面CD1B1，所以A1B平面CD1B1.又因为BDA1BB，BD，A1B平面A1BD，所以平面A1BD

12、平面CD1B1.(2)由(1)知平面A1BD平面CD1B1，又平面ABCD平面CD1B1直线l，平面ABCD平面A1BD直线BD，所以直线l直线BD，在四棱柱ABCDA1B1C1D1中，四边形BDD1B1为平行四边形，所以B1D1BD，所以B1D1l.题型三平行关系的综合应用例4如图，在正方体ABCDA1B1C1D1中，P，Q分别为对角线BD，CD1上的点，且.(1)求证：PQ平面A1D1DA；(2)若R是AB上的点，的值为多少时，能使平面PQR平面A1D1DA？请给出证明(1)证明连接CP并延长，与DA的延长线交于M点，如图，连接MD1，因为四边形ABCD为正方形，所以BCAD，故PBCPD

13、M，所以，又因为，所以，所以PQMD1.又MD1平面A1D1DA，PQ平面A1D1DA，故PQ平面A1D1DA.(2)解当的值为时，能使平面PQR平面A1D1DA.如图，证明如下：因为，即，故.所以PRDA.又DA平面A1D1DA，PR平面A1D1DA，所以PR平面A1D1DA，又PQ平面A1D1DA，PQPRP，PQ，PR平面PQR，所以平面PQR平面A1D1DA.教师备选如图，四边形ABCD与ADEF均为平行四边形，M，N，G分别是AB，AD，EF的中点求证：(1)BE平面DMF；(2)平面BDE平面MNG.证明(1)如图，连接AE，则AE必过DF与GN的交点O，连接MO，则MO为ABE的

14、中位线，所以BEMO.又BE平面DMF，MO平面DMF，所以BE平面DMF.(2)因为N，G分别为平行四边形ADEF的边AD，EF的中点，所以DEGN，又DE平面MNG，GN平面MNG，所以DE平面MNG.又M为AB的中点，所以MN为ABD的中位线，所以BDMN，又MN平面MNG，BD平面MNG，所以BD平面MNG，又DE，BD平面BDE，DEBDD，所以平面BDE平面MNG.思维升华证明平行关系的常用方法熟练掌握线线、线面、面面平行关系间的相互转化是解决线线、线面、面面平行的综合问题的关键面面平行判定定理的推论也是证明面面平行的一种常用方法跟踪训练3如图所示，四边形EFGH为空间四边形ABC

15、D的一个截面，若截面为平行四边形(1)求证：AB平面EFGH；(2)若AB4，CD6，求四边形EFGH周长的取值范围(1)证明四边形EFGH为平行四边形，EFHG.HG平面ABD，EF平面ABD，EF平面ABD.又EF平面ABC，平面ABD平面ABCAB，EFAB，又AB平面EFGH，EF平面EFGH，AB平面EFGH.(2)解设EFx(0x4)，由(1)知EFAB，与(1)同理可得CDFG，则1，FG6x.四边形EFGH的周长L212x.又0x4，8L12，故四边形EFGH周长的取值范围是(8,12)课时精练1(2022宁波模拟)下列命题中正确的是()A若a，b是两条直线，且ab，那么a平行

16、于经过b的任何平面B若直线a和平面满足a，那么a与内的任何直线平行C平行于同一条直线的两个平面平行D若直线a，b和平面满足ab，a，b，则b答案D解析A中，a可以在过b的平面内；B中，a与内的直线也可能异面；C中，两平面可能相交；D中，由直线与平面平行的判定定理知b，正确2(2022呼和浩特模拟)设a，b是两条不同的直线，是两个不同的平面，则的一个充分条件是()A存在一条直线a，a，aB存在一条直线a，a，aC存在两条平行直线a，b，a，b，a，bD存在两条异面直线a，b，a，b，a，b答案D解析对于A，一条直线与两个平面都平行，两个平面不一定平行，故A不正确；对于B，一个平面中的一条直线平行

17、于另一个平面，两个平面不一定平行，故B不正确；对于C，两个平面中的两条直线平行，不能保证两个平面平行，故C不正确；对于D，如图，在直线b上取点B，过点B和直线a确定一个平面，交平面于a，因为a，所以aa，又a，a，所以a，又因为b，baB，b，a，所以.3(2022广州模拟)如图，在三棱柱ABCA1B1C1中，AM2MA1，BN2NB1，过MN作一平面分别交底面ABC的边BC，AC于点E，F，则()AMFEBBA1B1NEC四边形MNEF为平行四边形D四边形MNEF为梯形答案D解析由于B，E，F三点共面，F平面BEF，M平面BEF，故MF，EB为异面直线，故A错误；由于B1，N，E三点共面，B

18、1平面B1NE，A1平面B1NE，故A1B1，NE为异面直线，故B错误；在平行四边形AA1B1B中，AM2MA1，BN2NB1，AMBN，AMBN，故四边形AMNB为平行四边形，MNAB.又MN平面ABC，AB平面ABC，MN平面ABC.又MN平面MNEF，平面MNEF平面ABCEF，MNEF，EFAB，显然在ABC中，EFAB，EFMN，四边形MNEF为梯形，故C错误，D正确4(2022杭州模拟)已知P为ABC所在平面外一点，平面平面ABC，且交线段PA，PB，PC于点A，B，C，若PAAA23，则SABCSABC等于()A23B25C49D425答案D解析平面平面ABC，ACAC，ABAB

19、，BCBC，SABCSABC(PAPA)2，又PAAA23，PAPA25，SABCSABC425.5(多选)(2022济宁模拟)如图，在下列四个正方体中，A，B为正方体的两个顶点，D，E，F为所在棱的中点，则在这四个正方体中，直线AB与平面DEF平行的是()答案AC解析对于A，ABDE，AB平面DEF，DE平面DEF，直线AB与平面DEF平行，故A正确；对于B，如图，取正方体所在棱的中点G，连接FG并延长，交AB延长线于H，则AB与平面DEF相交于点H，故B错误；对于C，ABDF，AB平面DEF，DF平面DEF，直线AB与平面DEF平行，故C正确；对于D，AB与DF所在平面的正方形对角线有交点

20、B，DF与该对角线平行，直线AB与平面DEF相交，故D错误6(多选)如图，透明塑料制成的长方体容器ABCDA1B1C1D1内灌进一些水，固定容器一边AB于地面上，再将容器倾斜，随着倾斜程度的不同，有下面几个结论，其中正确的是()A没有水的部分始终呈棱柱形B水面EFGH所在四边形的面积为定值C随着容器倾斜程度的不同，A1C1始终与水面所在平面平行D当容器倾斜如图(3)所示时，AEAH为定值答案AD解析根据棱柱的特征(有两个面互相平行，其余各面都是四边形，并且相邻两个四边形的公共边都互相平行)，结合题中图形易知A正确；由题图可知水面EFGH的边EF的长保持不变，但邻边的长却随倾斜程度而改变，可知B

21、错误；因为A1C1AC，AC平面ABCD，A1C1平面ABCD，所以A1C1平面ABCD，当平面EFGH不平行于平面ABCD时，A1C1不平行于水面所在平面，故C错误；当容器倾斜如题图(3)所示时，因为水的体积是不变的，所以棱柱AEHBFG的体积V为定值，又VSAEHAB，高AB不变，所以SAEH也不变，即AEAH为定值，故D正确7考查两个命题，l；l，它们都缺少同一个条件，补上这个条件就可以使其构成真命题(其中l，m为直线，为平面)，则此条件为_答案l解析由线面平行的判定定理知l；由线面平行的判定定理知l.8.如图所示，在正四棱柱ABCDA1B1C1D1中，E，F，G，H分别是棱CC1，C1

22、D1，D1D，DC的中点，N是BC的中点，点M在四边形EFGH及其内部运动，则M只需满足条件_，就有MN平面B1BDD1.(注：请填上你认为正确的一个条件即可，不必考虑全部可能情况)答案点M在线段FH上(或点M与点H重合)解析连接HN，FH，FN(图略)，则FHDD1，HNBD，平面FHN平面B1BDD1，只需MFH，则MN平面FHN，MN平面B1BDD1.9如图，在正方体ABCDA1B1C1D1中，E，F，G，H分别是BC，CC1，C1D1，AA1的中点，求证：(1)BFHD1；(2)EG平面BB1D1D；(3)平面BDF平面B1D1H.证明如图(1)取B1B的中点M，连接HM，MC1，易证

23、四边形HMC1D1是平行四边形，HD1MC1.又MC1BF，BFHD1.(2)取BD的中点O，连接OE，OD1，则OE綉DC.又D1G綉DC，OE綉D1G.四边形OEGD1是平行四边形，EGD1O.又D1O平面BB1D1D，EG平面BB1D1D，EG平面BB1D1D.(3)由(1)知BFHD1，由题意易证B1D1BD.又B1D1，HD1平面B1D1H，BF，BD平面BDF，且B1D1HD1D1，DBBFB，平面BDF平面B1D1H.10.如图，在四棱锥PABCD中，ADBC，ABBCAD，E，F，H分别为线段AD，PC，CD的中点，AC与BE交于O点，G是线段OF上一点(1)求证：AP平面BE

24、F；(2)求证：GH平面PAD.证明(1)如图，连接EC，因为ADBC，BCAD，所以BCAE，BCAE，所以四边形ABCE是平行四边形，所以O为AC的中点又因为F是PC的中点，所以FOAP，因为FO平面BEF，AP平面BEF，所以AP平面BEF.(2)连接FH，OH，因为F，H分别是PC，CD的中点，所以FHPD，因为PD平面PAD，FH平面PAD，所以FH平面PAD.又因为O是BE的中点，H是CD的中点，所以OHAD，因为AD平面PAD，OH平面PAD，所以OH平面PAD.又FHOHH，FH，OH平面OHF，所以平面OHF平面PAD.又因为GH平面OHF，所以GH平面PAD.11(多选)已

25、知，是两个平面，m，n是两条直线下列命题正确的是()A如果mn，n，那么mB如果m，m，n，那么mnC如果，m，那么mD如果，n，mn，那么m答案BC解析如果mn，n，那么m或m，故A不正确；如果m，m，n，那么mn，这就是线面平行推得线线平行的性质定理，故B正确；如果，m，那么m，这就是利用面面平行推线面平行的性质定理，故C正确；缺少m这个条件，故D不正确12(2022福州检测)如图所示，正方体ABCDA1B1C1D1中，点E，F，G，P，Q分别为棱AB，C1D1，D1A1，D1D，C1C的中点，则下列叙述中正确的是()A直线BQ平面EFGB直线A1B平面EFGC平面APC平面EFGD平面A

26、1BQ平面EFG答案B解析过点E，F，G的截面如图所示(H，I分别为AA1，BC的中点)，连接A1B，BQ，AP，PC，易知BQ与平面EFG相交于点Q，故A错误；A1BHE，A1B平面EFG，HE平面EFG，A1B平面EFG，故B正确；AP平面ADD1A1，HG平面ADD1A1，延长HG与PA必相交，故C错误；易知平面A1BQ与平面EFG有交点Q，故D错误13(多选)(2022临沂模拟)如图1，在正方形ABCD中，点E为线段BC上的动点(不含端点)，将ABE沿AE翻折，使得二面角BAED为直二面角，得到图2所示的四棱锥BAECD，点F为线段BD上的动点(不含端点)，则在四棱锥BAECD中，下列

27、说法正确的有()图1图2AB，E，C，F四点不共面B存在点F，使得CF平面BAEC三棱锥BADC的体积为定值D存在点E使得直线BE与直线CD垂直答案AB解析对于A，假设直线BE与直线CF在同一平面上，所以E在平面BCF上，又因为E在折前线段BC上，BC平面BCFC，所以E与C重合，与E异于C矛盾，所以直线BE与直线CF必不在同一平面上，即B，E，C，F四点不共面，故A正确；对于B，如图，当点F为线段BD的中点，ECAD时，直线CF平面BAE，证明如下：取AB的中点G，连接GE，GF，则ECFG且ECFG，所以四边形ECFG为平行四边形，所以FCEG，又因为EG平面BAE，则直线CF与平面BAE

28、平行，故B正确；对于C，在三棱锥BADC中，因为点E的移动会导致点B到平面ACD的距离发生变化，所以三棱锥BADC的体积不是定值，故C不正确；对于D，过D作DHAE于H，因为平面BAE平面AECD，平面BAE平面AECDAE，所以DH平面BAE，所以DHBE，若存在点E使得直线BE与直线CD垂直，DH平面AECD，且DC平面AECD，DHDCD，所以BE平面AECD，所以BEAE，与ABE是以B为直角的三角形矛盾，所以不存在点E使得直线BE与直线CD垂直，故D不正确14如图，在长方体ABCDA1B1C1D1中，ADDD11，AB，E，F，G分别是AB，BC，C1D1的中点，点P在平面ABCD内

29、，若直线D1P平面EFG，则线段D1P长度的最小值是_答案解析如图，连接D1A，AC，D1C.因为E，F，G分别为AB，BC，C1D1的中点，所以ACEF，又EF平面ACD1，AC平面ACD1，则EF平面ACD1.同理可得EG平面ACD1，又EFEGE，EF，EG平面EFG，所以平面ACD1平面EFG.因为直线D1P平面EFG，所以点P在直线AC上在ACD1中，易得AD1，AC2，CD12，所以，故当D1PAC时，线段D1P的长度最小，最小值为.15(2022合肥市第一中学模拟)正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为1，点M，N分别是棱BC，CC1的中点，动点P在正方形BCC1B1(包括边界)

30、内运动，且PA1平面AMN，则PA1的长度范围为()A.B.C.D.答案B解析取B1C1的中点E，BB1的中点F，连接A1E，A1F，EF，取EF的中点O，连接A1O，如图所示，点M，N分别是棱长为1的正方体ABCDA1B1C1D1中棱BC，CC1的中点，AMA1E，MNEF，AMMNM，A1EEFE，AM，MN平面AMN，A1E，EF平面A1EF，平面AMN平面A1EF，动点P在正方形BCC1B1(包括边界)内运动，且PA1平面AMN，点P的轨迹是线段EF，A1EA1F，EF，A1OEF，当P与O重合时，PA1的长度取最小值A1O，A1O，当P与E(或F)重合时，PA1的长度取最大值A1E或

31、A1F，A1EA1F.PA1的长度范围为.16如图，正方体ABCDA1B1C1D1中，棱长为a，M，N分别为AB1，A1C1上的点，A1NAM.(1)求证：MN平面BB1C1C；(2)求MN的最小值(1)证明如图，作NEA1B1交B1C1于点E，作MFAB交BB1于点F，连接EF，则NEMF.NEA1B1，.又MFAB，A1C1AB1，A1NAM，C1NB1M.，又ABA1B1，NEMF.四边形MNEF是平行四边形，MNEF，又MN平面BB1C1C，EF平面BB1C1C，MN平面BB1C1C.(2)解设B1Ex，NEA1B1，.又MFAB，A1NAM，A1C1AB1a，B1C1BB1a，B1Ex，1，B1Fax，从而MNEF，当x时，MN的最小值为a.