(新高考)高考数学一轮复习学案8.3《直线、平面平行的判定与性质》(含详解)
展开第3讲 直线、平面平行的判定与性质
一、知识梳理
1.直线与平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
平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行(简记为“线线平行⇒线面平行”)
因为l∥a,
a⊂α,l⊄α,
所以l∥α
性质
定理
一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行(简记为“线面平行⇒线线平行”)
因为l∥α,
l⊂β,
α∩β=b,
所以l∥b
2.平面与平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
一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行(简记为“线面平行⇒面面平行”)
因为a∥β,
b∥β,a∩b=P,
a⊂α,b⊂α,
所以α∥β
性质
定理
如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行
因为α∥β,
α∩γ=a,
β∩γ=b,
所以a∥b
常用结论
1.三种平行关系的转化:
线线平行线面平行面面性质定理平行
线线平行、线面平行、面面平行的相互转化是解决与平行有关的证明题的指导思想.
2.平行关系中的三个重要结论
(1)垂直于同一条直线的两个平面平行,即若a⊥α,a⊥β,则α∥β.
(2)垂直于同一个平面的两条直线平行,即若a⊥α,b⊥α,则a∥b.
(3)平行于同一个平面的两个平面平行,即若α∥β,β∥γ,则α∥γ.
二、教材衍化
1.平面α∥平面β的一个充分条件是( )
A.存在一条直线a,a∥α,a∥β
B.存在一条直线a,a⊂α,a∥β
C.存在两条平行直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α
D.存在两条异面直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α
解析:选D.若α∩β=l,a∥l,a⊄α,a⊄β,a∥α,a∥β,故排除A.若α∩β=l,a⊂α,a∥l,则a∥β,故排除B.若α∩β=l,a⊂α,a∥l,b⊂β,b∥l,则a∥β,b∥α,故排除C.
2.已知正方体ABCDA1B1C1D1,下列结论中,正确的是________(只填序号).
①AD1∥BC1;②平面AB1D1∥平面BDC1;③AD1∥DC1;④AD1∥平面BDC1.
解析:连接AD1,BC1,AB1,B1D1,C1D,BD,因为ABC1D1,所以四边形AD1C1B为平行四边形,
故AD1∥BC1,从而①正确;
易证BD∥B1D1,AB1∥DC1,
又AB1∩B1D1=B1,BD∩DC1=D,
故平面AB1D1∥平面BDC1,从而②正确;由图易知AD1与DC1异面.③错误;因为AD1∥BC1,AD1⊄平面BDC1,BC1⊂平面BDC1,故AD1∥平面BDC1,故④正确.
答案:①②④
一、思考辨析
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)直线l平行于平面α内的无数条直线,则l∥α.( )
(2)若直线l在平面α外,则l∥α.( )
(3)若直线l∥b,直线b⊂α,则l∥α.( )
(4)若直线l∥b,直线b⊂α,那么直线l就平行于平面α内的无数条直线.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
二、易错纠偏
(1)对空间平行关系的相互转化条件理解不够;
(2)忽略线面平行、面面平行的条件.
1.如果直线a∥平面α,那么直线a与平面α内的( )
A.一条直线不相交
B.两条直线不相交
C.无数条直线不相交
D.任意一条直线都不相交
解析:选D.因为a∥平面α,直线a与平面α无公共点,因此a和平面α内的任意一条直线都不相交,故选D.
2.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________.
解析:因为平面ABFE∥平面DCGH,又平面EFGH∩平面ABFE=EF,平面EFGH∩平面DCGH=HG,所以EF∥HG.同理EH∥FG,所以四边形EFGH是平行四边形.
答案:平行四边形
考点一 线面平行的判定与性质(基础型)
以立体几何的定义、公理和定理为出发点,认识和理解空间中直线与平面平行的有关性质与判定定理.
核心素养:直观想象、逻辑推理
角度一 线面平行的证明
在正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F,G,H分别是BC,CC1,C1D1,A1A的中点.求证:
(1)BF∥HD1;
(2)EG∥平面BB1D1D.
【证明】 (1)如图所示,取BB1的中点M,连接MH,MC1,易证四边形HMC1D1是平行四边形,
所以HD1∥MC1.
又因为在平面BCC1B1中,BMFC1,
所以四边形BMC1F为平行四边形,
所以MC1∥BF,
所以BF∥HD1.
(2)取BD的中点O,连接EO,D1O,
则OE∥DC且OE=DC,
又D1G∥DC且D1G=DC,
所以OED1G,
所以四边形OEGD1是平行四边形,
所以GE∥D1O.
又D1O⊂平面BB1D1D,GE⊄平面BB1D1D,
所以EG∥平面BB1D1D.
证明直线与平面平行的常用方法
(1)利用线面平行的定义.
(2)利用线面平行的判定定理:关键是找到平面内与已知直线平行的直线,可先直观判断题中是否存在这样的直线,若不存在,则需作出直线,常考虑利用三角形的中位线、平行四边形的对边平行或过已知直线作一平面,找其交线进行证明.
角度二 线面平行性质的应用
如图,在五面体ABCDFE中,底面ABCD为矩形,EF∥AB,过BC的平面交棱FD于点P,交棱FA于点Q.
证明:PQ∥平面ABCD.
【证明】 因为底面ABCD为矩形,所以AD∥BC,
⇒BC∥平面ADF,
⇒BC∥PQ,
PQ∥平面ABCD.
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来确定交线.该定理的作用是由线面平行转化为线线平行.
1.(2020·辽宁丹东质量测试(一))如图,直三棱柱ABCA1B1C1中,∠BAC=90°,AB=AC=2,D,E分别为AA1,B1C的中点.证明:DE∥平面ABC.
证明:取BC的中点F,
连接AF,EF,
则EF∥BB1,EF=BB1,所以EF∥DA,EF=DA,
则四边形ADEF为平行四边形,所以DE∥AF.
又因为DE⊄平面ABC,AF⊂平面ABC,所以DE∥平面ABC.
2.如图所示,已知四边形ABCD是正方形,四边形ACEF是矩形,AB=2,AF=1,M是线段EF的中点.
(1)求证:AM∥平面BDE;
(2)若平面ADM∩平面BDE=l,平面ABM∩平面BDE=m,试分析l与m的位置关系,并证明你的结论.
解:(1)证明:如图,记AC与BD的交点为O,连接OE.
因为O,M分别是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AM∥OE.
又因为OE⊂平面BDE,AM⊄平面BDE,
所以AM∥平面BDE.
(2)l∥m,证明如下:由(1)知AM∥平面BDE,
又AM⊂平面ADM,平面ADM∩平面BDE=l,
所以l∥AM,同理,AM∥平面BDE,
又AM⊂平面ABM,平面ABM∩平面BDE=m,
所以m∥AM,所以l∥m.
考点二 面面平行的判定与性质
以立体几何的定义、公理和定理为出发点,认识和理解空间中平面与平面平行的有关性质与判定定理.
核心素养:逻辑推理、直观想象
如图所示,在三棱柱ABCA1B1C1中,E,F,G,H分别是AB,AC,A1B1,A1C1的中点,求证:
(1)B,C,H,G四点共面;
(2)平面EFA1∥平面BCHG.
【证明】 (1)因为G,H分别是
A1B1,A1C1的中点,
所以GH∥B1C1,又B1C1∥BC,
所以GH∥BC,所以B,C,H,G四点共面.
(2)在△ABC中,E,F分别为AB,AC的中点,
所以EF∥BC,因为EF⊄平面BCHG,BC⊂平面BCHG,所以EF∥平面BCHG.
又因为G,E分别为A1B1,AB的中点,
所以A1GEB,所以四边形A1EBG是平行四边形,
所以A1E∥GB.
因为A1E⊄平面BCHG,GB⊂平面BCHG,
所以A1E∥平面BCHG.
又因为A1E∩EF=E,所以平面EFA1∥平面BCHG.
【迁移探究1】 (变条件)在本例条件下,若D为BC1的中点,求证:HD∥平面A1B1BA.
证明:如图所示,连接HD,A1B,
因为D为BC1的中点,
H为A1C1的中点,所以HD∥A1B,
又HD⊄平面A1B1BA,
A1B⊂平面A1B1BA,
所以HD∥平面A1B1BA.
【迁移探究2】 (变条件)在本例条件下,若D1,D分别为B1C1,BC的中点,求证:平面A1BD1∥平面AC1D.
证明:如图所示,
连接A1C交AC1于点M,
因为四边形A1ACC1是平行四边形,
所以M是A1C的中点,连接MD,
因为D为BC的中点,
所以A1B∥DM.
因为A1B⊂平面A1BD1,DM⊄平面A1BD1,
所以DM∥平面A1BD1.
又由三棱柱的性质知,D1C1BD,
所以四边形BDC1D1为平行四边形,
所以DC1∥BD1.
又DC1⊄平面A1BD1,BD1⊂平面A1BD1,
所以DC1∥平面A1BD1,
又因为DC1∩DM=D,DC1,DM⊂平面AC1D,
所以平面A1BD1∥平面AC1D.
1.如图,AB∥平面α∥平面β,过点A,B的直线m,n分别交α,β于点C,E和点D,F,若AC=2,CE=3,BF=4,则BD的长为( )
A. B.
C. D.
解析:选C.由AB∥α∥β,易证 =.
即=,所以BD===.
2.(一题多解)如图,四边形ABCD是边长为3的正方形,ED⊥平面ABCD,AF⊥平面ABCD,DE=3AF=3.证明:平面ABF∥平面DCE.
证明:法一:因为DE⊥平面ABCD,AF⊥平面ABCD,
所以DE∥AF.
因为AF⊄平面DCE,DE⊂平面DCE,
所以AF∥平面DCE.
因为四边形ABCD是正方形,所以AB∥CD.
因为AB⊄平面DCE,
所以AB∥平面DCE.
因为AB∩AF=A,AB⊂平面ABF,AF⊂平面ABF,
所以平面ABF∥平面DCE.
法二:因为DE⊥平面ABCD,AF⊥平面ABCD,
所以DE∥AF.
因为四边形ABCD为正方形,
所以AB∥CD.
又AF∩AB=A,DE∩DC=D,
所以平面ABF∥平面DCE.
法三:因为DE⊥平面ABCD,
所以DE⊥AD,在正方形ABCD中,AD⊥DC.
又DE∩DC=D,
所以AD⊥平面DEC.
同理AD⊥平面ABF.
所以平面ABF∥平面DCE.
考点三 平行关系中的探索性问题
能运用公理、定理和已获得的结论证明一些有关空间图形的平行关系的简单命题.
核心素养:逻辑推理、直观想象
如图,已知斜三棱柱ABCA1B1C1中,点D,D1分别为AC,A1C1上的点.
(1)当等于何值时,BC1∥平面AB1D1?
(2)若平面BC1D∥平面AB1D1,求的值.
【解】 (1)如图,取D1为线段A1C1的中点,此时=1,
连接A1B交AB1于点O,连接OD1.
由棱柱的性质,知四边形A1ABB1为平行四边形,
所以点O为A1B的中点.
在△A1BC1中,点O,D1分别为A1B,A1C1的中点,
所以OD1∥BC1.
又因为OD1⊂平面AB1D1,BC1⊄平面AB1D1,
所以BC1∥平面AB1D1.
所以当=1时,BC1∥平面AB1D1.
(2)由已知,平面BC1D∥平面AB1D1,
且平面A1BC1∩平面BDC1=BC1,
平面A1BC1∩平面AB1D1=D1O.
因此BC1∥D1O,同理AD1∥DC1.
因为=,=.
又因为=1,所以=1,即=1.
解决探索性问题的方法
(1)根据探索性问题的设问,假设其存在并探索出结论,然后在这个假设下进行推理论证,若得到合乎情理的结论就肯定假设,若得到矛盾就否定假设.
(2)按类似于分析法的格式书写步骤:从结论出发“要使……成立”“只需使……成立”.
(一题多解)如图,四棱锥EABCD,平面ABCD⊥平面ABE,四边形ABCD为矩形,AD=6,AB=5,BE=3,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.
(1)求证:AE⊥BE;
(2)设M在线段DE上,且满足EM=2MD,试在线段AB上确定一点N,使得MN∥平面BCE,并求MN的长.
解:(1)证明:因为四边形ABCD为矩形,所以BC⊥AB.
因为平面ABCD⊥平面ABE,平面ABCD∩平面ABE=AB,且BC⊂平面ABCD,
所以BC⊥平面ABE.
又AE⊂平面ABE,所以BC⊥AE.
因为BF⊥平面ACE,AE⊂平面ACE,
所以BF⊥AE.
又因为BC∩BF=B,BC⊂平面BCE,BF⊂平面BCE,
所以AE⊥平面BCE,
因为BE⊂平面BCE,
所以AE⊥BE.
(2)法一:如图,在△ADE中过M点作MG∥AD交AE于G点,在△ABE中过G点作GN∥BE交AB于N点,连接MN,
因为NG∥BE,NG⊄平面BCE,BE⊂平面BCE,
所以NG∥平面BCE.
同理可证,GM∥平面BCE.
因为MG∩GN=G,
所以平面MGN∥平面BCE,
又因为MN⊂平面MGN,
所以MN∥平面BCE,
因为N点为线段AB上靠近A点的一个三等分点,
AD=6,AB=5,BE=3,
所以MG=AD=4,NG=BE=1,
所以MN===.
法二:如图,过M点作MG∥CD交CE于G点,连接BG,在AB上取N点,使得BN=MG,连接MN,
因为MG∥CD,EM=2MD,
所以MG=CD,
因为AB∥CD,BN=MG,
所以四边形MGBN是平行四边形,
所以MN∥BG,
又因为MN⊄平面BCE,BG⊂平面BCE,
所以MN∥平面BCE,
又MG=CD,MG=BN,
所以BN=AB,
所以N点为线段AB上靠近A点的一个三等分点.
在△CBG中,因为BC=AD=6,CG=CE==,cos∠BCG=,
所以BG2=36+5-2×6××=17,
所以MN=BG=.
[基础题组练]
1.若直线l不平行于平面α,且l⊄α,则( )
A.α内的所有直线与l异面
B.α内不存在与l平行的直线
C.α与直线l至少有两个公共点
D.α内的直线与l都相交
解析:选B.因为l⊄α,直线l不平行于平面α,所以直线l只能与平面α相交,于是直线l与平面α只有一个公共点,所以平面α内不存在与l平行的直线.
2.(2020·大连双基测试)已知直线l,m,平面α,β,γ,则下列条件能推出l∥m的是( )
A.l⊂α,m⊂β,α∥β B.α∥β,α∩γ=l,β∩γ=m
C.l∥α,m⊂α D.l⊂α,α∩β=m
解析:选B.选项A中,直线l,m也可能异面;选项B中,根据面面平行的性质定理,可推出l∥m,B正确;选项C中,直线l,m也可能异面;选项D中,直线l,m也可能相交,故选B.
3.(2020·长沙市统一模拟考试)设a,b,c表示不同直线,α,β表示不同平面,下列命题:
①若a∥c,b∥c,则a∥b;②若a∥b,b∥α,则a∥α;③若a∥α,b∥α,则a∥b;④若a⊂α,b⊂β,α∥β,则a∥b.
真命题的个数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选A.由题意,对于①,根据线线平行的传递性可知①是真命题;对于②,根据a∥b,b∥α,可以推出a∥α或a⊂α,故②是假命题;对于③,根据a∥α,b∥α,可以推出a与b平行、相交或异面,故③是假命题;对于④,根据a⊂α,b⊂β.α∥β,可以推出a∥b或a与b异面,故④是假命题,所以真命题的个数是1,故选A.
4.如图所示,在空间四边形ABCD中,E,F分别为边AB,AD上的点,且AE∶EB=AF∶FD=1∶4,又H,G分别为BC,CD的中点,则( )
A.BD∥平面EFGH,且四边形EFGH 是矩形
B.EF∥平面BCD,且四边形EFGH是梯形
C.HG∥平面ABD,且四边形EFGH是菱形
D.EH∥平面ADC,且四边形EFGH是平行四边形
解析:选B.由AE∶EB=AF∶FD=1∶4知EFBD,又EF⊄平面BCD,所以EF∥平面BCD.又H,G分别为BC,CD的中点,所以HGBD,所以EF∥HG且EF≠HG.所以四边形EFGH是梯形.
5.在正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F,G分别是A1B1,B1C1,BB1的中点,给出下列四个推断:
①FG∥平面AA1D1D;②EF∥平面BC1D1;③FG∥平面BC1D1;④平面EFG∥平面BC1D1.
其中推断正确的序号是( )
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
解析:选A.因为在正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F,G分别是A1B1,B1C1,BB1的中点,所以FG∥BC1,因为BC1∥AD1,所以FG∥AD1,
因为FG⊄平面AA1D1D,AD1⊂平面AA1D1D,所以FG∥平面AA1D1D,故①正确;
因为EF∥A1C1,A1C1与平面BC1D1相交,所以EF与平面BC1D1相交,故②错误;
因为E,F,G分别是A1B1,B1C1,BB1的中点,
所以FG∥BC1,因为FG⊄平面BC1D1,BC1⊂平面BC1D1,
所以FG∥平面BC1D1,故③正确;
因为EF与平面BC1D1相交,所以平面EFG与平面BC1D1相交,故④错误.故选A.
6.如图,正方体ABCDA1B1C1D1中,AB=2,点E为AD的中点,点F在CD上.若EF∥平面AB1C,则线段EF的长等于________.
解析:因为EF∥平面AB1C,EF⊂平面ABCD,平面ABCD∩平面AB1C=AC,所以EF∥AC,所以点F为DC的中点.
故EF=AC=.
答案:
7.在下面给出的条件中,若条件足够推出a∥α,则在横线上填“OK”;若条件不能保证推出a∥α,则请在横线上补足条件:
(1)条件:a∥b,b∥c,c⊂α,______,结论:a∥α;
(2)条件:α∩β=b,a∥b,a⊂β,______,结论:a∥α.
解析:因为a∥b,b∥c,c⊂α,所以由直线与平面平行的判定定理得,当a⊄α时,a∥α.因为α∩β=b,a∥b,a⊂β,则由直线与平面平行的判定定理得a∥α.
答案:a⊄α OK
8.在四面体ABCD中,M,N分别是△ACD,△BCD的重心,则四面体的四个面中与MN平行的是________.
解析:如图,取CD的中点E,连接AE,BE,
则EM∶MA=1∶2,EN∶BN=1∶2,
所以MN∥AB.
因为AB⊂平面ABD,MN⊄平面ABD,AB⊂平面ABC,MN⊄平面ABC,
所以MN∥平面ABD,MN∥平面ABC.
答案:平面ABD与平面ABC
9.在如图所示的一块木料中,棱BC平行于平面A′B′C′D′.
(1)要经过平面A′B′C′D′内的一点P和棱BC将木料锯开,应怎样画线?
(2)所画的线与平面ABCD是什么位置关系?并证明你的结论.
解: (1)过点P作B′C′的平行线,
交A′B′,C′D′于点E,F,
连接BE,CF.
作图如右:
(2)EF∥平面ABCD.理由如下:
因为BC∥平面A′B′C′D′,
又因为平面B′C′CB∩平面A′B′C′D′=B′C′,
所以BC∥B′C′,因为EF∥B′C′,所以EF∥BC,
又因为EF⊄平面ABCD,BC⊂平面ABCD,
所以EF∥平面ABCD.
10.(2020·南昌市摸底调研)如图,在四棱锥PABCD中,∠ABC=∠ACD=90°,∠BAC=∠CAD=60°,PA⊥平面ABCD,PA=2,AB=1.设M,N分别为PD,AD的中点.
(1)求证:平面CMN∥平面PAB;
(2)求三棱锥PABM的体积.
解:(1)证明:因为M,N分别为PD,AD的中点,
所以MN∥PA,
又MN⊄平面PAB,PA⊂平面PAB,
所以MN∥平面PAB.
在Rt△ACD中,∠CAD=60°,CN=AN,
所以∠ACN=60°.
又∠BAC=60°,
所以CN∥AB.
因为CN⊄平面PAB,AB⊂平面PAB,
所以CN∥平面PAB.
又CN∩MN=N,所以平面CMN∥平面PAB.
(2)由(1)知,平面CMN∥平面PAB,
所以点M到平面PAB的距离等于点C到平面PAB的距离.
因为AB=1,∠ABC=90°,∠BAC=60°,所以BC=,
所以三棱锥PABM的体积V=VMPAB=VCPAB=VPABC=××1××2=.
[综合题组练]
1.如图,在四面体ABCD中,若截面PQMN是正方形,则在下列说法中,错误的为( )
A.AC⊥BD
B.AC=BD
C.AC∥截面PQMN
D.异面直线PM与BD所成的角为45°
解析:选B.因为截面PQMN是正方形,
所以PQ∥MN,QM∥PN,
则PQ∥平面ACD,QM∥平面BDA,
所以PQ∥AC,QM∥BD,
由PQ⊥QM可得AC⊥BD,故A正确;
由PQ∥AC可得AC∥截面PQMN,故C正确;
由BD∥PN,
所以∠MPN是异面直线PM与BD所成的角,且为45°,D正确;
由上面可知:BD∥PN,MN∥AC.
所以=,=,
而AN≠DN,PN=MN,
所以BD≠AC.B错误.故选B.
2.如图,透明塑料制成的长方体容器ABCDA1B1C1D1内灌进一些水,固定容器底面一边BC于地面上,再将容器倾斜,随着倾斜度的不同,有下面四个命题:
①没有水的部分始终呈棱柱形;②水面EFGH所在四边形的面积为定值;③棱A1D1始终与水面所在的平面平行;④当容器倾斜如图所示时,BE·BF是定值.
其中正确的个数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选C.由题图,显然①是正确的,②是错的;
对于③因为A1D1∥BC,BC∥FG,
所以A1D1∥FG且A1D1⊄平面EFGH,
所以A1D1∥平面EFGH(水面).
所以③是正确的;
因为水是定量的(定体积V).
所以S△BEF·BC=V,
即BE·BF·BC=V.
所以BE·BF=(定值),
即④是正确的,故选C.
3.如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中判断下列位置关系:
(1)AD1所在的直线与平面BCC1的位置关系是______;
(2)平面A1BC1与平面ABCD的位置关系是______.
解析:(1)AD1所在直线与平面BCC1的位置关系是平行.理由:AB∥C1D1,且AB=C1D1,可得四边形ABC1D1为平行四边形,即有AD1∥BC1,AD1⊄平面BCC1,BC1⊂平面BCC1,则AD1∥平面BCC1.
(2)平面A1BC1与平面ABCD的位置关系是相交.理由:平面A1BC1与平面ABCD有一个交点B,由公理3得,如果两个平面有一个公共点,那么它们还有其他公共点,这些公共点在一条直线上,这条直线为交线.如图,过点B作AC的平行线l,即为交线.
答案:平行 相交
4.在正四棱柱ABCDA1B1C1D1中,O为底面ABCD的中心,P是DD1的中点,设Q是CC1上的点,则点Q满足条件________时,有平面D1BQ∥平面PAO.
解析:如图所示,设Q为CC1的中点,因为P为DD1的中点,所以QB∥PA.连接DB,因为P,O分别是DD1,DB的中点,所以D1B∥PO,又D1B⊄平面PAO,QB⊄平面PAO,PO⊂平面PAO,PA⊂平面PAO,所以D1B∥平面PAO,QB∥平面PAO,又D1B∩QB=B,所以平面D1BQ∥平面PAO.故Q为CC1的中点时,有平面D1BQ∥平面PAO.
答案:Q为CC1的中点
5.如图,四边形ABCD与ADEF为平行四边形,M,N,G分别是AB,AD,EF的中点.
(1)求证:BE∥平面DMF;
(2)求证: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的中位线,所以BE∥MO,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DE∥GN,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BD∥MN,又BD⊄平面MNG,MN⊂平面MNG,
所以BD∥平面MNG,
又DE与BD为平面BDE内的两条相交直线,所以平面BDE∥平面MNG.
6. (2020·南昌二模)如图,四棱锥PABCD中,底面ABCD是直角梯形,AB∥CD,AB⊥AD,AB=2CD=2AD=4,侧面PAB是等腰直角三角形,PA=PB,平面PAB⊥平面ABCD,点E,F分别是棱AB,PB上的点,平面CEF∥平面PAD.
(1)确定点E,F的位置,并说明理由;
(2)求三棱锥FDCE的体积.
解:(1)因为平面CEF∥平面PAD,平面CEF∩平面ABCD=CE,
平面PAD∩平面ABCD=AD,
所以CE∥AD,又AB∥DC,
所以四边形AECD是平行四边形,
所以DC=AE=AB,
即点E是AB的中点.
因为平面CEF∥平面PAD,平面CEF∩平面PAB=EF,
平面PAD∩平面PAB=PA,
所以EF∥PA,又点E是AB的中点,
所以点F是PB的中点.
综上,E,F分别是AB,PB的中点.
(2)连接PE,由题意及(1)知PA=PB,AE=EB,
所以PE⊥AB,又平面PAB⊥平面ABCD,平面PAB∩平面ABCD=AB,
所以PE⊥平面ABCD.
又AB∥CD,AB⊥AD,
所以VFDEC=VPDEC=S△DEC×PE=××2×2×2=.
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