2019版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習 專題五 立體幾何 專題對點練16 空間中的平行與幾何體的體積 文.doc

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專題對點練16　空間中的平行與幾何體的體積 1. 如圖,已知斜三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱長均為2,∠B1BA=π3,M,N分別為A1C1與B1C的中點,且側(cè)面ABB1A1⊥底面ABC. (1)證明:MN∥平面ABB1A1; (2)求三棱柱B1-ABC的高及體積. 2.(2018全國Ⅲ,文19) 如圖,矩形ABCD所在平面與半圓弧CD所在平面垂直,M是CD上異于C,D的點. (1)證明:平面AMD⊥平面BMC; (2)在線段AM上是否存在點P,使得MC∥平面PBD?說明理由. 3. (2018廣西名校聯(lián)盟)如圖,在三棱錐P-ABC中,AB⊥PC,CA=CB,M是AB的中點.點N在棱PC上,點D是BN的中點. 求證:(1)MD∥平面PAC; (2)平面ABN⊥平面PMC. 4. 如圖,在四棱錐P-ABCD中,∠ABC=∠BAD=90,BC=2AD,△PAB與△PAD都是邊長為2的等邊三角形,E是BC的中點. (1)求證:AE∥平面PCD; (2)求四棱錐P-ABCD的體積. 5. 在三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=BC=CA=AA1=2,側(cè)棱AA1⊥平面ABC,且D,E分別是棱A1B1,AA1的中點,點F在棱AB上,且AF=AB. (1)求證:EF∥平面BDC1; (2)求三棱錐D-BEC1的體積. 6. 如圖,正方形ABCD的邊長等于2,平面ABCD⊥平面ABEF,AF∥BE,BE=2AF=2,EF=3. (1)求證:AC∥平面DEF; (2)求三棱錐C-DEF的體積. 7. 如圖,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥平面ABC,點M是棱CC1的中點. (1)在棱AB上是否存在一點N,使MN∥平面AB1C1?若存在,請確定點N的位置.若不存在,請說明理由; (2)當△ABC是等邊三角形,且AC=CC1=2時,求點M到平面AB1C1的距離. 8. 如圖,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AB⊥平面BCC1B1,∠BCC1=π3,AB=BB1=2,BC=1,D為CC1的中點. (1)求證:DB1⊥平面ABD; (2)求點A1到平面ADB1的距離.  專題對點練16答案 1.(1)證明 取AC的中點P,連接PN,PM. ∵在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,M,N分別為A1C1與B1C的中點, ∴PN∥AB1,PM∥AA1. ∵PM∩PN=P,AB1∩AA1=A,PM,PN?平面PMN,AB1,AA1?平面AB1A1, ∴平面PMN∥平面AB1A1. ∵MN?平面PMN, ∴MN∥平面ABB1A1. (2)解 設(shè)O為AB的中點,連接B1O,由題意知△B1BA是正三角形,則B1O⊥AB. ∵側(cè)面ABB1A1⊥底面ABC,且交線為AB,∴B1O⊥平面ABC, ∴三棱柱B1-ABC的高B1O=32AB1=3. ∵S△ABC=22sin 60=3, ∴三棱柱B1-ABC的體積V=S△ABCB1O=1333=1. 2.解 (1)由題設(shè)知,平面CMD⊥平面ABCD,交線為CD.因為BC⊥CD,BC?平面ABCD,所以BC⊥平面CMD,故BC⊥DM. 因為M為CD上異于C,D的點,且DC為直徑,所以DM⊥CM. 又BC∩CM=C,所以DM⊥平面BMC. 而DM?平面AMD, 故平面AMD⊥平面BMC. (2)當P為AM的中點時,MC∥平面PBD. 證明如下:連接AC交BD于O. 因為ABCD為矩形,所以O(shè)為AC中點. 連接OP,因為P為AM中點, 所以MC∥OP. MC?平面PBD,OP?平面PBD, 所以MC∥平面PBD. 3.證明 (1)在△ABN中,M是AB的中點,D是BN的中點, 所以MD∥AN. 又因為AN?平面PAC,MD?平面PAC,所以MD∥平面PAC. (2)在△ABC中,CA=CB,M是AB的中點, 所以AB⊥MC. 又因為AB⊥PC,PC?平面PMC,MC?平面PMC,PC∩MC=C,所以AB⊥平面PMC.又因為AB?平面ABN,所以平面ABN⊥平面PMC. 4.(1)證明 ∵∠ABC=∠BAD=90, ∴AD∥BC. ∵BC=2AD,E是BC的中點, ∴AD=CE, ∴四邊形ADCE是平行四邊形, ∴AE∥CD. 又AE?平面PCD,CD?平面PCD, ∴AE∥平面PCD. (2)解 連接DE,BD,設(shè)AE∩BD=O,連接OP, 則四邊形ABED是正方形, ∴O為BD的中點. ∵△PAB與△PAD都是邊長為2的等邊三角形,∴BD=22,OB=2,OA=2,PA=PB=2, ∴OP⊥OB,OP=2,∴OP2+OA2=PA2,即OP⊥OA. 又OA?平面ABCD,BD?平面ABCD,OA∩OB=O,∴OP⊥平面ABCD. ∴VP-ABCD=S梯形ABCDOP=1312(2+4)22=22. 5.(1)證明 取AB的中點O,連接A1O. ∵AF=AB,∴F為AO的中點. 又E為AA1的中點,∴EF∥A1O. ∵A1D=A1B1,BO=AB,AB??A1B1,∴A1D??BO, ∴四邊形A1DBO為平行四邊形, ∴A1O∥BD, ∴EF∥BD.又EF?平面BDC1,BD?平面BDC1,∴EF∥平面BDC1. (2)解 ∵AA1⊥平面A1B1C1,C1D?平面A1B1C1,∴AA1⊥C1D. ∵A1C1=B1C1=A1B1=2,D為A1B1的中點, ∴C1D⊥A1B1,C1D=3. 又AA1?平面AA1B1B,A1B1?平面AA1B1B,AA1∩A1B1=A1, ∴C1D⊥平面AA1B1B. ∵AB=AA1=2,D,E分別為A1B1,AA1的中點, ∴S△BDE=22-1212-12-11=. ∴VD-BEC1=VC1-BDE=13S△BDEC1D=13323=32. 6.(1)證明 連接BD,記AC∩BD=O,取DE的中點G,連接OG,FG. ∵點O,G分別是BD和ED的中點, ∴OG??BE. 又AF??BE, ∴OG??AF, ∴四邊形AOGF是平行四邊形, ∴AO∥FG,即AC∥FG. 又AC?平面DEF,FG?平面DEF, ∴AC∥平面DEF. (2)解 在四邊形ABEF中,過F作FH∥AB交BE于點H. 由已知條件知,在梯形ABEF中,AB=FH=2,EF=3,EH=1, 則FH2=EF2+EH2,即FE⊥EB,從而FE⊥AF. ∵AC∥平面DEF,∴點C與點A到平面DEF的距離相等, ∴VC-DEF=VA-DEF. ∵DA⊥AB,∴DA⊥平面ABEF, 又S△AEF=AFEF=1213=32. ∴三棱錐C-DEF的體積VC-DEF=VA-DEF=VD-AEF=S△AEFAD=13322=33. 7.解 (1)在棱AB上存在中點N,使MN∥平面AB1C1,證明如下: 設(shè)BB1的中點為D,連接DM,NM,ND,因為點M,N,D是CC1,AB,BB1的中點, 所以ND∥AB1,DM∥B1C1,所以ND∥平面AB1C1,DM∥平面AB1C1. 又ND∩DM=D,所以平面NDM∥平面AB1C1.因為MN?平面NDM,所以MN∥平面AB1C1. (2)因為MN∥平面AB1C1,所以點M到平面AB1C1的距離與點N到平面AB1C1的距離相等. 又點N為AB的中點,所以點N到平面AB1C1的距離等于點B到平面AB1C1的距離的一半. 因為AA1⊥平面ABC,所以AB1=AC1=22,所以△AB1C1的底邊B1C1上的高為(22)2-1=7. 設(shè)點B到平面AB1C1的距離為h,則由VA-BC1B1=VB-AB1C1, 得23=131227h,可得h=2217,即點M到平面AB1C1的距離為217. 8.(1)證明 在四邊形BCC1B1中, ∵BC=CD=DC1=1,∠BCD=, ∴BD=1. ∵B1D=3,BB1=2, ∴B1D⊥BD. ∵AB⊥平面BCC1B1, ∴AB⊥DB1, ∴DB1⊥平面ABD. (2)解 對于四面體A1ADB1,A1到直線DB1的距離即為A1到平面BB1C1C的距離,A1到DB1的距離為2.設(shè)A1到平面ADB1的距離為h, △ADB1為直角三角形,S△ADB1=12ADDB1=1253=152, ∴VA1-ADB1=13152h=156h. ∵S△AA1B1=1222=2,D到平面AA1B1的距離為32, ∴VD-AA1B1=13232=33. ∵VA1-ADB1=VD-AA1B1,∴15h6=33, 解得h=255. ∴點A1到平面ADB1的距離為255.