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    新人教A版高考数学二轮复习专题八立体几何3直线平面平行的判定与性质综合集训含解析

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    新人教A版高考数学二轮复习专题八立体几何3直线平面平行的判定与性质综合集训含解析

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    这是一份新人教A版高考数学二轮复习专题八立体几何3直线平面平行的判定与性质综合集训含解析,共24页。
    直线、平面平行的判定与性质
    基础篇
    【基础集训】
    考点一 直线与平面平行的判定与性质
    1.在如图所示的正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是棱B1B、AD的中点,则直线BF与平面AD1E的位置关系是(  )

    A.平行  B.相交但不垂直
    C.垂直  D.以上均正确
    答案 A
    2.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,下列结论正确的是    .(填序号) 
    ①AD1∥BC1;②平面AB1D1∥平面BDC1;
    ③AD1∥DC1;④AD1∥平面BDC1.
    答案 ①②④
    3.如图,在四面体ABCD中,AB=CD=AD=BD=3,AC=BC=4,用平行于AB,CD的平面截此四面体,得到截面四边形EFGH,则该四边形EFGH面积的最大值为    . 

    答案 94
    4.如图,三棱锥P-ABC中,点C在以AB为直径的圆O上,平面PAC⊥平面ACB,点D在线段AB上,且BD=2AD,CP=CA=3,PA=2,BC=4,点G为△PBC的重心,点Q为PA的中点.
    (1)求证:DG∥平面PAC;
    (2)求点C到平面QBA的距离.

    考点二 平面与平面平行的判定与性质
    5.已知m,n,l1,l2表示不同直线,α、β表示不同平面,若m⊂α,n⊂α,l1⊂β,l2⊂β,l1∩l2=M,则α∥β的一个充分条件是(  )
    A.m∥β且l1∥α  B.m∥β且n∥β
    C.m∥β且n∥l2  D.m∥l1且n∥l2
    答案 D
    6.如图,已知圆锥的顶点为S,底面圆O的两条直径分别为AB和CD,且AB⊥CD,若平面SAD∩平面SBC=l.现有以下四个结论:①AD∥平面SBC;②l∥AD;③若E是底面圆周上的动点,则△SAE的最大面积等于△SAB的面积;④l与平面SCD所成的角为45°.其中正确结论的序号是    . 

    答案 ①②④
    7.如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,E,F,G,H分别是AB,AC,A1B1,A1C1的中点,求证:平面EFA1∥平面BCHG.

    [教师专用题组]
    【基础集训】
    1.(2020甘肃武威调研,5)已知α,β是两个不重合的平面,下列选项中,一定能得出平面α与平面β平行的是 (  )
    A.α内有两条直线与β平行
    B.直线a∥α,a∥β
    C.直线a,b满足a∥b,a∥α,b∥β
    D.异面直线a,b满足a⊂α,b⊂β,且a∥β,b∥α
    答案 D 对于选项A,当α内有两条平行直线与β平行时,平面α与平面β可能平行,也可能相交,故A不符合题意;对于选项B,若直线a∥α,a∥β,则平面α与平面β可能平行,也可能相交,故B不符合题意;对于选项C,若a∥b,a∥α,b∥β,则平面α与平面β可能平行,也可能相交,故C不符合题意;对于选项D,当a⊂α,b⊂β,且a∥β,b∥α时,可在a上任取一点P,过点P作直线b'∥b,由线面平行的判定定理得b'∥β,又知a与b'相交,再由面面平行的判定定理得α∥β,故D符合题意,所以选D.
    名师点拨 在使用平面与平面平行的判定定理证明面面平行时,需注意是其中一个平面内的两条相交直线分别与另一个平面平行.
    2.如图,在多面体ABC-DEFG中,平面ABC∥平面DEFG,EF∥DG,且AB=DE,DG=2EF,则 (  )

    A.BF∥平面ACGD  B.CF∥平面ABED
    C.BC∥FG  D.平面ABED∥平面CGF
    答案 A 取DG的中点M,连接AM,FM,如图所示.

    则由已知条件易证四边形DEFM是平行四边形,∴DEFM.∵平面ABC∥平面DEFG,平面ABC∩平面ADEB=AB,平面DEFG∩平面ADEB=DE,∴AB∥DE,∴AB∥FM.又AB=DE,∴AB=FM,∴四边形ABFM是平行四边形,即BF∥AM.又BF⊄平面ACGD,AM⊂平面ACGD,∴BF∥平面ACGD.故选A.
    3.(2018山东聊城模拟,4)下列四个正方体中,A,B,C为所在棱的中点,则能得出平面ABC∥平面DEF的是 (  )


    答案 B 在B中,如图,连接MN,PN,

    ∵A,B,C为正方体所在棱的中点,
    ∴AB∥MN,AC∥PN,
    ∵MN∥DE,PN∥EF,
    ∴AB∥DE,AC∥EF,
    ∵AB∩AC=A,DE∩EF=E,
    AB,AC⊂平面ABC,DE,EF⊂平面DEF,
    ∴平面ABC∥平面DEF.故选B.
    4.(2020豫北名校9月联考,6)如图所示,P是三角形ABC所在平面外一点,平面α∥平面ABC,α分别交线段PA,PB,PC于点A',B',C',若PA'∶AA'=2∶3,则△A'B'C'与△ABC的面积比为 (  )

    A.2∶5  B.3∶8  C.4∶9  D.4∶25
    答案 D ∵平面α∥平面ABC,平面PAB∩平面α=A'B',平面PAB∩平面ABC=AB,
    ∴A'B'∥AB,又知PA'∶AA'=2∶3,
    ∴A'B'∶AB=PA'∶PA=2∶5,
    同理可得B'C'∶BC=A'C'∶AC=2∶5.
    ∴△A'B'C'∽△ABC,且相似比为2∶5,
    ∴S△A'B'C'S△ABC=A'B'AB2=425,故选D.
    5.(2019内蒙古呼和浩特模拟,6)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,O为底面ABCD的中心,P是DD1的中点,设Q是CC1上的点,当点Q在    位置时,平面D1BQ∥平面PAO. (  ) 

    A.Q与C重合  B.Q与C1重合
    C.Q为CC1的三等分点  D.Q为CC1的中点
    答案 D 在正方体ABCD-A1B1C1D1中,
    ∵O为底面ABCD的中心,P是DD1的中点,
    ∴PO∥BD1,
    Q是CC1上的点,当点Q在CC1的中点位置时,
    PQAB,∴四边形ABQP是平行四边形,∴AP∥BQ,
    又∵AP∩PO=P,BQ∩BD1=B,AP、PO⊂平面APO,BQ、BD1⊂平面BQD1,
    ∴平面D1BQ∥平面PAO.故选D.
    6.(2018湖南长沙长郡中学调研考试,11)如图,在四棱锥P-ABCD中,AB⊥AD,BC∥AD,PA=AD=4,AB=BC=2,PA⊥平面ABCD,点E是线段AB的中点,点F在线段PA上,且EF∥平面PCD,直线PD与平面CEF交于点H,则线段CH的长度为 (  )

    A.2  B.2  C.22  D.23
    答案 C ∵PD与平面CEF交于点H,∴平面CEF∩平面PCD=CH,∵EF∥平面PCD,∴EF∥CH.过点H作HM∥PA交AD于点M,连接CM,∵EF∩AF=F,CH∩HM=H,∴平面AEF∥平面CHM,∵平面AEF∩平面ABCD=AE,平面CHM∩平面ABCD=CM,∴AE∥CM,∵BC∥AM,∴四边形ABCM为平行四边形,∴AM=2,又AD=4,∴M是AD的中点,则H为PD的中点,∴CH=CM2+MH2=22+22=22.
    7.如图,四边形ABCD是平行四边形,点P是平面ABCD外的一点,M是PC的中点,在DM上取一点G,过G和AP作平面交平面BDM于GH,求证:AP∥GH.

    证明 如图,连接AC,设AC交BD于O,连接MO.

    ∵四边形ABCD是平行四边形,
    ∴O是AC的中点.
    又M是PC的中点,
    ∴MO∥PA.
    又MO⊂平面BDM,PA⊄平面BDM,
    ∴PA∥平面BDM.
    又经过PA与点G的平面交平面BDM于GH,
    ∴AP∥GH.
    8.(2018安徽合肥一中模拟,18)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.
    (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.
    因为N为AD的中点,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.
    9.如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=1,AD=2,E,F分别为AD,AA1的中点,Q是BC上的一个动点,且BQ=λQC(λ>0).
    (1)当λ=1时,求证:平面BEF∥平面A1DQ;
    (2)是否存在λ,使得BD⊥FQ?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.

    解析 (1)证明:当λ=1时,Q为BC的中点,
    因为E是AD的中点,
    所以ED=BQ,又ED∥BQ,所以四边形BEDQ是平行四边形,所以BE∥QD.
    又BE⊄平面A1DQ,DQ⊂平面A1DQ,所以BE∥平面A1DQ.
    又F是A1A的中点,所以EF∥A1D.
    因为EF⊄平面A1DQ,A1D⊂平面A1DQ,所以EF∥平面A1DQ,又BE∩EF=E,所以平面BEF∥平面A1DQ.
    (2)存在.理由:如图,连接AQ,

    因为A1A⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,
    所以A1A⊥BD.
    又因为BD⊥FQ,A1A、FQ⊂平面A1AQ,且A1A∩FQ=F,所以BD⊥平面A1AQ.
    因为AQ⊂平面A1AQ,所以AQ⊥BD.
    在矩形ABCD中,由AQ⊥BD,得△AQB∽△DBA,
    所以AB2=AD·BQ.
    又AB=1,AD=2,所以BQ=12,所以QC=32,
    所以BQQC=13,即λ=13.故存在λ=13满足题意.
    10.(2018河南六市三模,18)已知空间几何体ABCDE中,△BCD与△CDE均是边长为2的等边三角形,△ABC是腰长为3的等腰三角形,平面CDE⊥平面BCD,平面ABC⊥平面BCD.
    (1)试在平面BCD内作一条直线,使得直线上任意一点F与E的连线EF均与平面ABC平行,并给出证明;
    (2)求三棱锥E-ABC的体积.

    解析 (1)如图所示,取DC的中点N,取BD的中点M,连接MN,则MN即为所求.
    证明:连接EM,EN,取BC的中点H,连接AH,
    ∵△ABC是腰长为3的等腰三角形,BC=2,H为BC的中点,
    ∴AH⊥BC,又平面ABC⊥平面BCD,平面ABC∩平面BCD=BC,AH⊂平面ABC,
    ∴AH⊥平面BCD,同理可证EN⊥平面BCD,
    ∴EN∥AH,
    ∵EN⊄平面ABC,AH⊂平面ABC,
    ∴EN∥平面ABC.
    又M,N分别为BD,DC的中点,
    ∴MN∥BC,
    ∵MN⊄平面ABC,BC⊂平面ABC,
    ∴MN∥平面ABC.
    又MN∩EN=N,MN⊂平面EMN,EN⊂平面EMN,
    ∴平面EMN∥平面ABC,
    又EF⊂平面EMN,
    ∴EF∥平面ABC,
    即直线MN上任意一点F与E的连线EF均与平面ABC平行.

    (2)连接DH,取CH的中点G,连接NG,则NG∥DH,
    由(1)可知EN∥平面ABC,
    ∴点E到平面ABC的距离与点N到平面ABC的距离相等,
    又△BCD是边长为2的等边三角形,
    ∴DH⊥BC,
    又平面ABC⊥平面BCD,平面ABC∩平面BCD=BC,DH⊂平面BCD,
    ∴DH⊥平面ABC,
    ∴NG⊥平面ABC,
    易知DH=3,
    ∴NG=32,
    又S△ABC=12·BC·AH=12×2×32-12=22,
    ∴VE-ABC=13·S△ABC·NG=63.
    综合篇
    【综合集训】
    考法 直线与平面、平面与平面平行的证明方法
    1.(2020山东滨州三校联考)设α,β为两个平面,则α∥β的充要条件是 (  )
    A.α内有无数条直线与β平行
    B.α,β平行于同一条直线
    C.α内有两条相交直线与β内两条相交直线平行
    D.α,β垂直于同一个平面
    答案 C
    2.(2020河南安阳天一“顶尖计划”第三次联考,7)设α,β是两个不同的平面,m,n是两条不同的直线,下列说法正确的是 (  )
    A.若m∥n,m∥α,则n∥α
    B.若m⊥n,m⊥α,n∥β,则α∥β
    C.若m⊂α,n⊂β,m∥n,则α∥β
    D.若n⊂α,m∥n,m⊥β,则α⊥β
    答案 D
    3.(2020北京石景山一模,6)点M,N分别是棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中棱BC,CC1的中点,动点P在正方形BCC1B1(包括边界)内运动.若PA1∥平面AMN,则PA1的长度范围是 (  )

    A.[2,5]  B.322,5  C.322,3  D.[2,3]
    答案 B
    4.(多选题)(2020山东六地部分学校3月测试,11)已知正四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面边长为2,侧棱AA1=1,P为上底面A1B1C1D1上的动点,下列结论中正确的是 (  )
    A.若PD=3,则满足条件的P点有且只有一个
    B.若PD=3,则点P的轨迹是一段圆弧
    C.若PD∥平面ACB1,则DP长的最小值为2
    D.若PD∥平面ACB1,且PD=3,则平面BDP截正四棱柱ABCD-A1B1C1D1的外接球所得平面图形的面积为9π4
    答案 ABD
    5.(2020江苏南通二模,6)设α、β为互不重合的平面,m,n是互不重合的直线,给出下列四个命题:
    ①若m∥n,n⊂α,则m∥α;
    ②若m⊂α,n⊂α,m∥β,n∥β,则α∥β;
    ③若α∥β,m⊂α,n⊂β,则m∥n;
    ④若α⊥β,α∩β=m,n⊂α,m⊥n,则n⊥β.
    其中正确命题的序号为    . 
    答案 ④
    6.(2020湖南长沙雅礼中学月考(七),18)如图,三棱锥P-ABC中,平面PAB⊥平面ABC,PA=PB,∠APB=∠ACB=90°,点E,F分别是棱AB,PB的中点,点G是△BCE的重心.
    (1)证明:GF∥平面PAC;
    (2)若GF与平面ABC所成的角为60°,求二面角B-AP-C的余弦值.

    7.(2020山东潍坊一模,19)如图,在等腰直角三角形ADP中,∠A=90°,AD=3,B,C分别是AP,DP上的点,且BC∥AD,E,F分别是AB,PC的中点,现将△PBC沿BC折起,得到四棱锥P-ABCD,连接EF.
    (1)证明:EF∥平面PAD;
    (2)是否存在点B,当将△PBC沿BC折起到PA⊥AB时,二面角P-CD-E的余弦值等于155?若存在,求出AB的长;若不存在,请说明理由.

    8.(2016山东,18,12分)在如图所示的几何体中,D是AC的中点,EF∥DB.
    (1)已知AB=BC,AE=EC,求证:AC⊥FB;
    (2)已知G,H分别是EC和FB的中点.求证:GH∥平面ABC.

    9.(2020山东新高考质量测评联盟10月联考,21)如图,在四棱锥S-ABCD中,四边形ABCD是矩形,△SAD是等边三角形,平面SAD⊥平面ABCD,AB=1,E为棱SA上一点,P为AD的中点,四棱锥S-ABCD的体积为233.
    (1)若E为棱SA的中点,F是棱SB的中点,求证:平面PEF∥平面SCD;
    (2)是否存在点E,使得平面PEB与平面SAD所成的锐二面角的余弦值为3010?若存在,确定点E的位置;若不存在,请说明理由.

    [教师专用题组]
    【综合集训】
    考法 直线与平面、平面与平面平行的证明方法
    1.(2019河南安阳三模,18)如图所示,四棱锥A-BCDE中,BE∥CD,BE⊥平面ABC,CD=32BE,点F在线段AD上.
    (1)若AF=2FD,求证:EF∥平面ABC;
    (2)若△ABC为等边三角形,CD=AC=3,求四棱锥A-BCDE的体积.

    解析 (1)证明:取线段AC上靠近C的三等分点G,连接BG,GF.
    因为AGAC=AFAD=23,所以GF∥CD,GF=23CD=BE. (2分)
    又BE∥CD,故GF∥BE. (3分)
    故四边形BGFE为平行四边形,故EF∥BG. (4分)
    因为EF⊄平面ABC,BG⊂平面ABC,故EF∥平面ABC. (6分)

    (2)因为BE⊥平面ABC,BE⊂平面BCDE,
    所以平面ABC⊥平面BCDE. (8分)
    所以四棱锥A-BCDE的高即为△ABC中BC边上的高. (9分)
    易求得BC边上的高为32×3=332.
    故四棱锥A-BCDE的体积V=13×12×(2+3)×3×332=1534. (12分)
    2.(2018甘肃张掖第三次诊断)在梯形ABCD中(图1),AB∥CD,AB=2,CD=5,过A、B分别作CD的垂线,垂足分别为E、F,已知DE=1,AE=2,将梯形ABCD沿AE、BF同侧折起,使得AF⊥BD,DE∥CF,得空间几何体ADE-BCF(图2).

    (1)证明:BE∥平面ACD;
    (2)求三棱锥E-ACD的体积.
    解析 (1)证明:设BE交AF于点O,取AC的中点H,连接OH,DH,则OH是△AFC的中位线,所以OH∥FC,且OH=12FC,
    由已知得DE∥CF,且DE=12CF,所以DEOH,所以四边形DEOH为平行四边形,所以DH∥EO,
    又因为EO⊄面ADC,DH⊂面ADC,所以EO∥面ACD,
    即BE∥面ACD.

    (2)由已知得,四边形ABFE为正方形,且边长为2,所以AE⊥EF,又AE⊥DE,DE∩EF=E,所以AE⊥面CDE,所以AE是三棱锥A-DEC的高,又DE∥CF,
    所以VE-ACD=VA-ECD=VA-EFD=13×AE×12×DE×EF=23.
    3.(2018重庆4月调研(二诊))三棱柱ABC-A1B1C1中,M,N,O分别为棱AC1,AB,A1C1的中点.
    (1)求证:直线MN∥平面AOB1;
    (2)若三棱柱ABC-A1B1C1的体积为103,求三棱锥A-MON的体积.

    解析 (1)证明:连A1B交AB1于点P,连NP,OP.

    则NP∥BB1,且NP=12BB1,
    又MO∥AA1,且MO=12AA1,
    ∴MO∥NP,且MO=NP,
    ∴四边形MOPN为平行四边形,
    ∴MN∥OP,
    又MN⊄平面AOB1,OP⊂平面AOB1,
    ∴MN∥平面AOB1.
    (2)由题意得VA-MON=VN-AMO=12VN-AC1O=14VN-C1A1A=18VB-C1A1A,
    ∵BB1∥平面AA1C1,
    ∴VB-C1A1A=VB1-C1A1A,
    又∵VB1-C1A1A=VA-A1B1C1=13VABC-A1B1C1=1033,
    ∴VA-MON=18×1033=5123.
    4.(2020百师联盟开学摸底考试,18)如图,三角形DCF所在平面垂直于四边形ABCD所在平面,AB=AD=FC=2,BC=5,∠ADC=∠DAB=∠FCD=90°,N,P分别为AF,BC的中点.
    (1)证明:PN∥平面FDC;
    (2)求棱锥A-BDF的高.

    解析 (1)证明:取AD的中点M,连接PM,MN.
    因为P,N,M分别为BC,AF,AD的中点,
    所以MN∥FD,PM∥CD, (1分)
    又知MN⊄平面FDC,FD⊂平面FDC,所以MN∥平面FDC,
    同理PM∥平面FDC,又PM∩MN=M,
    所以平面PMN∥平面FDC, (3分)
    又PN⊂平面PMN,
    所以PN∥平面FDC. (5分)

    (2)由已知得四边形ABCD是直角梯形,计算得CD=3, (6分)
    因为平面FCD⊥平面ABCD,∠FCD=90°,
    所以FC⊥平面ABCD.
    则VA-BDF=VF-ABD=13×12×AB·AD·FC=13×12×2×2×2=43. (8分)
    设棱锥A-BDF的高为h,
    由已知得FD=FC2+CD2=13,BD=AD2+AB2=22,
    由FC⊥平面ABCD得FC⊥BC,所以FB=BC2+CF2=3,所以cos∠DBF=BD2+FB2-FD22·BD·FB=26.
    所以sin∠DBF=1-262=346,
    所以S△BDF=12BD·FB·sin∠DBF=12×22×3×346=17. (10分)
    由VA-BDF=13×S△BDF×h=13×17×h=43,
    得h=41717.
    所以棱锥A-BDF的高为41717. (12分)
    5.(2017河北衡水中学期中,18)如图,已知在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是等腰梯形,AB∥CD,点O是线段AB的中点,PO⊥平面ABCD,PO=CD=DA=12AB=4,M是线段PA的中点.

    (1)证明:平面PBC∥平面ODM;
    (2)求点A到平面PCD的距离.
    解析 (1)证明:由题意,得CD∥BO,且CD=BO,
    ∴四边形OBCD为平行四边形,∴BC∥OD.
    ∵BC⊂平面PBC,OD⊄平面PBC,
    ∴OD∥平面PBC.
    又∵AO=OB,AM=MP,∴OM∥PB.
    又OM⊄平面PBC,PB⊂平面PBC,
    ∴OM∥平面PBC.
    又OM∩OD=O,
    ∴平面PBC∥平面ODM.
    (2)取CD的中点N,连接ON,PN,如图所示,则ON⊥CD.

    ∵PO⊥平面ABCD,CD⊂平面ABCD,∴PO⊥CD.
    又∵ON⊥CD,PO∩ON=O,∴CD⊥平面PNO.
    ∵PN⊂平面PNO,∴CD⊥PN.
    ∴ON,PN分别为△ACD,△PCD的公共边CD上的高.
    由题意可求得ON=23,则PN=27,
    设点A到平面PCD的距离为d.
    ∵V三棱锥A-PCD=V三棱锥P-ACD,
    即13×12×4×27×d=13×12×4×23×4,
    ∴d=4217.即点A到平面PCD的距离为4217.
    6.(2018吉林长春质量监测,19)如图,在四棱锥P-ABCD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P-ABM的体积.

    解析 (1)证明:∵M,N分别为PD,AD的中点,
    ∴MN∥PA,又MN⊄平面PAB,PA⊂平面PAB,
    ∴MN∥平面PAB.
    在Rt△ACD中,∠CAD=60°,易知CN=AN,∴∠ACN=60°.
    又∠BAC=60°,∴CN∥AB.
    ∵CN⊄平面PAB,AB⊂平面PAB,∴CN∥平面PAB.
    又CN∩MN=N,∴平面CMN∥平面PAB.
    (2)由(1)知,平面CMN∥平面PAB,
    ∴点M到平面PAB的距离等于点C到平面PAB的距离,
    ∵∠ABC=90°,∴CB⊥AB.
    ∵PA⊥平面ABCD,
    ∴PA⊥BC,
    ∴BC⊥平面PAB.
    ∵AB=1,∠ABC=90°,∠BAC=60°,∴BC=3,
    ∴三棱锥P-ABM的体积V=VM-PAB=VC-PAB=13×12×1×2×3=33.
    7.如图,直角梯形ABCD与梯形EFCD全等,其中AB∥CD∥EF,AD=AB=12CD=1,且ED⊥平面ABCD,点G是CD的中点.
    (1)求证:平面BCF∥平面AGE;
    (2)求平面BCF与平面AGE间的距离.

    解析 (1)证明:∵AB∥CD,AB=12CD,G是CD的中点,
    ∴四边形ABCG为平行四边形,
    ∴BC∥AG.
    又∵AG⊂平面AEG,BC⊄平面AEG,
    ∴BC∥平面AEG.
    ∵直角梯形ABCD与梯形EFCD全等,EF∥CD∥AB,
    ∴EFAB,∴四边形ABFE为平行四边形,∴BF∥AE.
    又∵AE⊂平面AEG,BF⊄平面AEG,
    ∴BF∥平面AEG.
    ∵BF∩BC=B,BF,BC⊂平面BCF,
    ∴平面BCF∥平面AGE.
    (2)设点C到平面AGE的距离为d.
    易知AE=EG=AG=2.
    连接EC、AC,由VC-AGE=VE-ACG,
    得13×12×AE2×sin60°×d=13×12×CG×AD×DE,
    即d=CG×AD×DEAE2×sin60°=33.
    ∵平面BCF∥平面AGE,
    ∴平面BCF与平面AGE间的距离为33.

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