《高中數(shù)學(xué) 第二章 點(diǎn)、直線、平面之間的位置關(guān)系 2.3 直線、平面垂直的判定及其性質(zhì) 2.3.4 平面與平面垂直的性質(zhì)檢測(cè) 新人教A版必修2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中數(shù)學(xué) 第二章 點(diǎn)、直線、平面之間的位置關(guān)系 2.3 直線、平面垂直的判定及其性質(zhì) 2.3.4 平面與平面垂直的性質(zhì)檢測(cè) 新人教A版必修2(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
2.3.4 平面與平面垂直的性質(zhì)
A級(jí) 基礎(chǔ)鞏固
一、選擇題
1.在空間中,下列命題正確的是( )
A.垂直于同一條直線的兩直線平行
B.平行于同一條直線的兩個(gè)平面平行
C.垂直于同一平面的兩個(gè)平面平行
D.垂直于同一平面的兩條直線平行
解析:A項(xiàng)中垂直于同一條直線的兩直線可能平行、異面或相交;B項(xiàng)中平行于同一條直線的兩個(gè)平面可能平行或相交;C項(xiàng)中垂直于同一平面的兩個(gè)平面可能平行或相交;D項(xiàng)正確.
答案:D
2.設(shè)m,n是兩條不同的直線,α,β是兩個(gè)不同的平面,下列命題正確的是( )
A.若m⊥n,n∥α,則m⊥α
B.若m∥β,β⊥α,則m⊥α
C.若
2、m⊥β,n⊥β,n⊥α則m⊥α
D.若m⊥n,n⊥β,β⊥α,則m⊥α
解析:對(duì)于A,若m⊥n,n∥α,則m?α或m∥α或m⊥α或m與α斜交,故A錯(cuò)誤;對(duì)于B,若m∥β,β⊥α則m?α或m∥α或m⊥α或m與α斜交,故B錯(cuò)誤;對(duì)于C,若m⊥β,n⊥β,則m∥n,又n⊥α,則m⊥α,故C正確;對(duì)于D,若m⊥n,n⊥β,β⊥α,則m?α或m∥α或m⊥α或m與α斜交,故D錯(cuò)誤.
答案:C
3.若平面α⊥平面β,平面β⊥平面γ,則( )
A.a(chǎn)∥γ B.α⊥γ
C.α與γ相交但不垂直 D.以上都有可能
解析:兩個(gè)平面都垂直于同一個(gè)平面,則這兩個(gè)平面可能平行,也可能相交,故A,B,C
3、都有可能.
答案:D
4.在圓柱的一個(gè)底面上任取一點(diǎn)(該點(diǎn)不在底面圓周上),過該點(diǎn)作另一個(gè)底面的垂線,則這條垂線與圓柱的母線所在直線的位置關(guān)系是( )
A.相交 B.平行
C.異面 D.相交或平行
解析:由線面垂直的性質(zhì)可得.
答案:B
5.在正方體ABCDA1B1C1D1中,若E為A1C1的中點(diǎn),則直線CE垂直于( )
A.AC B.BD
C.A1D D.A1A
解析:如圖所示,連接AC,BD,因?yàn)锽D⊥AC,A1C1∥AC,所以BD⊥A1C1,因?yàn)锽D⊥A1A,所以BD⊥平面ACC1A1,因?yàn)镃E?平面ACC1A1,所以BD⊥CE.
答案:B
4、
二、填空題
6.已知AF⊥平面ABCD,DE⊥平面ABCD,如圖所示,且AF=DE,AD=6,則EF=________.
解析:因?yàn)锳F⊥平面ABCD,DE⊥平面ABCD,所以AF∥DE,又AF=DE,所以四邊形AFED是平行四邊形,所以EF=AD=6.
答案:6
7.設(shè)a,b是兩條不同的直線,α,β是兩個(gè)不同的平面,有下列四個(gè)說法:
①若a⊥b,a⊥α,b?α,則b∥α;
②若a∥α,a⊥β,則α⊥β;
③若a⊥β,α⊥β,則a∥α或a?α;
④若a⊥b,a⊥α,b⊥β,則α⊥β.
其中正確的個(gè)數(shù)為________.
解析:①若a⊥b,a⊥α,可得出b∥α或b?α,
5、又b?α,可得出b∥α,①正確;②若a∥α,a⊥β,由線面平行的性質(zhì)定理可以得出在α內(nèi)存在一條線c⊥β,故可得出α⊥β,②正確;③由a⊥β,α⊥β,可得出a∥α或a?α,③正確;④由a⊥b,a⊥α,可得出b∥α或b?α,又b⊥β,可得出α⊥β,④正確.
答案:4
8.已知直二面角αlβ,點(diǎn)A∈α,AC⊥l,點(diǎn)C為垂足,B∈β,BD⊥l,點(diǎn)D為垂足.若AB=2,AC=BD=1,則CD的長(zhǎng)為________.
解析:如圖,連接BC.因?yàn)槎娼铅羖β為直二面角,AC?α,且AC⊥l,α∩β=l,
所以AC⊥β.
又BC?β,所以AC⊥BC,所以BC2=AB2-AC2=3.
又BD⊥C
6、D,所以CD==.
答案:
三、解答題
9.如圖,在四棱錐PABCD中,PA⊥底面ABCD,AB⊥AD,AC⊥CD,∠ABC=60,PA=AB=BC,E是PC的中點(diǎn).求證:
(1)CD⊥AE;
(2)PD⊥平面ABE.
證明:(1)在四棱錐PABCD中,
因?yàn)镻A⊥底面ABCD,CD?平面ABCD,所以PA⊥CD.
因?yàn)锳C⊥CD,PA∩AC=A,
所以CD⊥平面PAC,
而AE?平面PAC,所以CD⊥AE.
(2)由PA=AB=BC,∠ABC=60,可得AC=PA.
因?yàn)镋是PC的中點(diǎn),所以AE⊥PC.
由(1)知,AE⊥CD,且PC∩CD=C,
所以AE⊥平
7、面PCD,而PD?平面PDC,所以AE⊥PD.
因?yàn)镻A⊥底面ABCD,PD在底面ABCD內(nèi)的射影是AD,AB⊥AD,所以AB⊥PD.
又因?yàn)锳B∩AE=A,
所以PD⊥平面ABE.
10.(2017全國(guó)卷Ⅰ)如圖,在四棱錐PABCD中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90.
(1)證明:平面PAB⊥平面PAD;
(2)若PA=PD=AB=DC,∠APD=90,且四棱錐PABCD的體積為,求該四棱錐的側(cè)面積.
(1)證明:由已知∠BAP=∠CDP=90,
得AB⊥AP,CD⊥PD.
由于AB∥CD,故AB⊥PD,從而AB⊥平面PAD.
又AB?平面PAB,
所以平面
8、PAB⊥平面PAD.
(2)解:如圖,在平面PAD內(nèi)作PE⊥AD,垂足為E.由(1)知,AB⊥平面PAD,故AB⊥PE,AB⊥AD,可得PE⊥平面ABCD.
設(shè)AB=x,則由已知可得AD=x,PE=x.
故四棱錐PABCD的體積
VPABCD=ABADPE=x3.
由題設(shè)得x3=,故x=2.
從而結(jié)合已知可得PA=PD=AB=DC=2,AD=BC=2,PB=PC=2.
可得四棱錐PABCD的側(cè)面積為
PAPD+PAAB+PDDC+BC2sin 60=6+2.
B級(jí) 能力提升
1.如圖所示,在正方形SG1G2G3中,E、F分別是G1G2、G2G3的中點(diǎn),現(xiàn)在沿SE、SF、
9、EF把這個(gè)正方形折成一個(gè)四面體,使G1、G2、G3重合,重合后的點(diǎn)記為G.
給出下列關(guān)系:①SG⊥平面EFG;②SE⊥平面EFG;③GF⊥SE;④EF⊥平面SEG.
其中成立的有( )
A.①與② B.①與③
C.②與③ D.③與④
解析:由SG⊥GE,SG⊥GF,得SG⊥平面EFG,排除C、D;若SE⊥平面EFG,則SG∥SE,這與SG∩SE=S矛盾,排除A.
答案:B
2.在三棱錐PABC中,平面PAC⊥平面ABC,∠PCA=90,△ABC是邊長(zhǎng)為4的正三角形,PC=4,M是AB邊上的一動(dòng)點(diǎn),則PM的最小值為________.
解析:如圖,連接CM,則由題意知
10、PC⊥平面ABC,
可得PC⊥CM,所以PM=,要求PM的最小值只需求出CM的最小值即可,在△ABC中,當(dāng)CM⊥AB時(shí)CM有最小值,此時(shí)有CM=4=2,所以PM的最小值為2.
答案:2
3.(2017全國(guó)卷Ⅱ)如圖,四棱錐PABCD中,側(cè)面PAD為等邊三角形且垂直于底面ABCD,AB=BC=AD,∠BAD=∠ABC
=90.
(1)證明:直線BC∥平面PAD;
(2)若△PCD的面積為2,求四棱錐PABCD的體積.
(1)證明:在平面ABCD內(nèi),因?yàn)椤螧AD=∠ABC=90,所以BC∥AD.又BC?平面PAD,AD?平面PAD,故BC∥平面PAD.
(2)解:如圖,
11、取AD的中點(diǎn)M,連接PM,CM.由AB=BC=AD及BC∥AD,∠ABC=90得四邊形ABCM為正方形,則CM⊥AD.
因?yàn)閭?cè)面PAD為等邊三角形且垂直于底面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,所以PM⊥AD,PM⊥底面ABCD.
因?yàn)镃M?底面ABCD,所以PM⊥CM.
設(shè)BC=x,則CM=x,CD=x,PM=x,PC=PD=2x,如圖,取CD的中點(diǎn)N,連接PN,則PN⊥CD,
所以PN=x.
因?yàn)椤鱌CD的面積為2,所以xx=2,
解得x=-2(舍去)或x=2.
于是AB=BC=2,AD=4,PM=2.
所以四棱錐PABCD的體積V=2=4.
我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài),需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,改變粗放式增長(zhǎng)模式,不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化,推動(dòng)城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因:我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。