最新高一数学人教A版必修2课后导练2.3.1直线与平面垂直的判定含解析

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1、最新人教版数学精品教学资料课后导练基础达标1空间四边形的四边相等,那么它的对角线( )A.相交且垂直B.不相交也不垂直C.相交不垂直D.不相交但垂直解析:如图空间四边形ABCD,假设AC与BD相交,则它们共面,从而四点A,B,C,D都在内,这与ABCD为空间四边形矛盾,所以AC与BD不相交;取BD中点O,连结OA与OC,因为AB=AD=DC=BC,所以AOBD,OCBD,从而可知BD面AOC,故ACBD.答案:D2如果一条直线垂直于一个平面内的下列各种情况,能保证该直线与平面垂直的是( )三角形的两边 梯形的两边 圆的两条直径正六边形的两条边A. B. C. D.解析:由线面垂直的判定定理知,

2、直线垂直于平面;对于图形中的两边不一定是相交直线,所以该直线与它们不一定垂直.答案:A3如图,PAO所在的平面,AB是O的直径,C是O上的一点,E、F分别是A在PB、PC上的射影.给出下面结论,其中正确命题的个数是( )AFPB EFPB AFBC AE平面PBCA.2 B.3 C.4 D.5解析:PAO所在平面,PABC,又BCAC,PAAC=A,BC面PAC,BCAF,又AFPC,PCBC=C,AF面PBC,AFPB,又AEPB,AEAF=A,PB面AEF,EFPB.从而可知正确.答案:B4直线a不垂直于平面,则内与a垂直的直线有( )A.0条 B.1条C.无数条 D.内所有直线解析:当a

3、时,显然C正确,当a时,过a作平面,使=a,则aa,显然在内与a垂直的直线也与a垂直,从而也选C.当a与斜交时,在与a的射影垂直的直线也与a垂直,也选C.答案:C5如图所示,PO平面ABC,BOAC,在图中与AC垂直的线段有( )A.1条 B.2条 C.3条 D.4条解析:PO面ABC,POAC.又BOAC,POBO=O,AC面PBD,ACBP,ACPD,ACBD,ACPO.答案:D6如图所示,直四棱柱A1B1C1D1-ABCD中,当底面四边形ABCD满足_时,有A1CB1D1(注:填上你认为正确的一种条件即可,不必考虑所有可能的情况).解析:四边形ABCD的两条对角线互相垂直时,ACBD.若

4、ACBD,又AA平面ABCD,BDAA.又ACAA=A,BD平面AAC,BDAC.又BDBD,ACBD.答案:ACBD或ABCD为正方形,菱形等.7如图,已知矩形ABCD中,AB=3,BC=a(a0),PA平面ABCD,在BC上取点Q,使PQQD,当满足条件的点Q有两个时,a的取值范围是_.解析:连结AQ,PA平面ABCD,PAQD,若PQQD,则必有AQQD,设BQ=x,则QC=a-x,从而有:AQ2=AB2+BQ2=9+x2,DQ2=9+(a-x)2,由AD2=AQ2+QD2,即a2=18+x2+(a-x)2,x2-ax+9=0,由=a2-360得a6.答案:a68如图,平面平面=CD,E

5、A于点A,EB于点B.求证:ABCD.证明:EA,CD,根据直线和平面垂直的定义,则有CDEA.同样EB,CD,则有EBCD.又EAEB=E,根据直线和平面垂直判定定理,则有CD平面AEB.又AB平面AEB,CDAB.综合应用9在空间四边形ABCD中,若ABCD,BCAD,则对角线AC与BD的位置关系为( )A.相交但不垂直 B.垂直但不相交C.不相交也不垂直 D.无法判断解析:如图,作AO面BCD,由ABCD,知CD面ABO,BOCO,同理DOBC,O为BCD的垂心,OCBD,故BDAC.答案:B10在正方体A1B1C1D1-ABCD中,E、F分别是棱AB,BC的中点,O是底面ABCD的中点

6、,(如图),则EF与面BB1O的关系是_解析:BB1面ABCD,BB1AC,又ACBD,AC面BB1O,又知E,F分别为AB,CB中点,EFAC,EF面BB1O.答案:垂直11设三棱锥P-ABC的顶点P在平面ABC上的射影是H,给出下列命题:若PABC,PBAC,则H是ABC的垂心;若PA、PB、PC两两互相垂直,则H是ABC的垂心;若ABC=90,H是AC的中点,则PA=PB=PC;若PA=PB=PC,则H是ABC的外心.请把正确命题的序号填在横线上_解析:若PABC,PBAC,则H为垂心(前面已证).PAPB,PAPC.PA面PBC,PABC,又PH面ABC,PHBC,BC面PAH,AHB

7、C.同理BHAC,H为垂心.H为AC中点,ABC=90,AH=BH=CH,又PH面ABC,由勾股定理知PA=PB=PC,PA=PB=PC,又PH面ABC,同可知AH=BH=CH,H为外心.答案:拓展探究12已知:矩形ABCD,过A作SA平面AC,再过A作AESB交于E,过E作EFSC交SC于F.(1)求证:AFSC;(2)若平面AEF交SD于G,求证:AGSD.思路分析:本题是证线线垂直问题,可通过证线面垂直来实现.结合图形,欲证AFSC,只需证SC垂直于AF所在平面,即SC平面AEF,由已知,欲证SC平面AEF,只需证AE垂直于SC所在平面,即AE平面SBC,再由已知只需证AEBC,而要证AEBC,只需证BC平面SAB,而这可由已知得证.证明:(1)SA平面AC,BC平面AC,SABC.矩形ABCD,ABBC,BC平面SAB,BCAE.又SBAE,AE平面SBC,AESC.又EFSC,SC平面AEF,AFSC.(2)SA平面AC,SADC.又ADDC,DC平面SAD.DCAG.又由(1)有SC平面AEF,AGAEF.SCAG,AG平面SDC.AGSD.

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