8.4.2 空间点、直线、平面之间的位置关系

一、刷基础

1.如图,点 $ N $ 为正方形 $ ABCD $ 的中心,点 $ E $ 在平面 $ ABCD $ 外, $ M $ 是线段 $ ED $ 的中点,则下列各选项中两条直线不是异面直线的为(      )

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A. $ AB $ 与 $ DE $

B. $ BC $ 与 $ EN $

C. $ CD $ 与 $ BM $

D. $ BM $ 与 $ EN $

答案:D
解析:

在正方形 $ ABCD $ 中, $ AB//CD $ ,所以 $ D $ 在平面 $ ABCD $ 内, $ D $ 不在直线 $ AB $ 上,又 $ E $ 不在平面 $ ABCD $ 内,所以 $ AB $ 与 $ DE $ 异面;

因为 $ BC\subset $ 平面 $ ABCD $ , $ N $ 在平面 $ ABCD $ 内, $ N $ 不在直线 $ BC $ 上,又 $ E $ 不在平面 $ ABCD $ 内,所以 $ BC $ 与 $ EN $ 异面;

因为 $ CD\subset $ 平面 $ ABCD $ , $ B $ 在平面 $ ABCD $ 内, $ B $ 不在直线 $ CD $ 上,又 $ M $ 不在平面 $ ABCD $ 内,所以 $ CD $ 与 $ BM $ 异面;

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连接 $ BD $ , $ BE $ , $ MN $ ,因为点 $ N $ 为正方形 $ ABCD $ 的中心,又 $ M $ 是线段 $ ED $ 的中点,

所以 $ MN//BE $ ,所以 $ B $ , $ M $ , $ N $ , $ E $ 在平面 $ BDE $ 内,所以 $ BM $ 与 $ EN $ 不是异面直线.

故选 $ \mathrm{D} $ .


2.(多选)如图是一个正方体的展开图,如果将它还原为正方体之后,下列结论正确的有(      )

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A. $ HG//CD $

B. $ CD $ 与 $ EF $ 异面

C. $ EF $ 与 $ AB $ 异面

D. $ GH//AB $

答案:AC
解析:

根据正方体的展开图画出还原的正方体如图所示.

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可以得到 $ HG//CD $ , $ CD $ 与 $ EF $ 相交, $ EF $ 与 $ AB $ 异面, $ GH $ 与 $ AB $ 相交.故选 $ \mathrm{A}\mathrm{C} $ .


3.已知 $ a $ , $ b $ 是两条不同的直线, $ \alpha $ 是一个平面,则下列命题中,为真命题的是(      )

A.若 $ a\subset \alpha $ , $ b\not\subset \alpha $ ,则 $ a $ 与 $ b $ 必异面

B.若点 $ A\notin \alpha $ ,点 $ B\notin \alpha $ ,则直线 $ AB//\alpha $

C.若 $ a//\alpha $ , $ b\subset \alpha $ ,则 $ a//b $

D.若点 $ A\in \alpha $ ,点 $ B\notin \alpha $ ,则直线 $ AB $ 与 $ \alpha $ 相交

答案:D
解析:

对于 $ \mathrm{A} $ ,若 $ a\subset \alpha $ , $ b\not\subset \alpha $ ,则 $ a $ 与 $ b $ 平行或相交或异面,故 $ \mathrm{A} $ 为假命题;

对于 $ \mathrm{B} $ ,若点 $ A\notin \alpha $ ,点 $ B\notin \alpha $ ,则直线 $ AB// $ 平面 $ \alpha $ 或直线 $ AB $ 与平面 $ \alpha $ 相交,故 $ \mathrm{B} $ 为假命题;

对于 $ \mathrm{C} $ ,若 $ a//\alpha $ , $ b\subset \alpha $ ,则 $ a $ 与 $ b $ 平行或异面,故 $ \mathrm{C} $ 为假命题;

对于 $ \mathrm{D} $ ,若点 $ A\in \alpha $ ,点 $ B\notin \alpha $ ,则直线 $ AB $ 与平面 $ \alpha $ 相交,故 $ \mathrm{D} $ 为真命题.

故选 $ \mathrm{D} $ .


4.已知直线 $ m $ 和平面 $ \alpha $ ,则“ $ m\not\subset \alpha $ ”是“直线 $ m $ 与平面 $ \alpha $ 无公共点”的(      )

A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

C.充要条件

D.既不充分也不必要条件

答案:B
解析:

因为 $ m\not\subset \alpha $ 包含 $ m//\alpha $ 和直线 $ m $ 与平面 $ \alpha $ 相交两种情况,因此若 $ m\not\subset \alpha $ ,

则直线 $ m $ 可以与平面 $ \alpha $ 无公共点,也可以与平面 $ \alpha $ 有一个公共点,

因此“ $ m\not\subset \alpha $ ”是“直线 $ m $ 与平面 $ \alpha $ 无公共点”的必要不充分条件.

故选 $ \mathrm{B} $ .


5.若三个平面两两相交,有三条交线,则下列说法正确的是(      )

A.三条交线为异面直线

B.三条交线两两平行

C.三条交线交于一点

D.三条交线两两平行或交于一点

答案:D
解析:

三个平面两两相交,有三条交线,则这三条交线两两平行或交于一点.三条交线两两平行,如三棱柱的三个侧面两两相交,交线是三棱柱的三条侧棱,这三条侧棱是互相平行的.三条交线交于一点,如长方体的三个相邻的面两两相交,交线交于长方体的一个顶点.故选 $ \mathrm{D} $ .


6.(多选)下列说法正确的是(      )(多选)

A.三个平面最多可以把空间分成8部分

B.若直线 $ a\subset $ 平面 $ \alpha $ ,直线 $ b\subset $ 平面 $ \beta $ ,则“ $ a $ 与 $ b $ 相交”的充要条件是“ $ \alpha $ 与 $ \beta $ 相交”

C.若 $ \alpha \cap \beta =l $ ,直线 $ a\subset $ 平面 $ \alpha $ ,直线 $ b\subset $ 平面 $ \beta $ ,且 $ a\cap b=P $ ,则 $ P\in l $

D.若 $ n $ 条直线中任意两条共面,则它们共面

答案:AC
解析:

$ \mathrm{A} $ 选项,当三个平面交于一点时,最多可以把空间分成8部分,此时可看成墙角的三个平面,故 $ \mathrm{A} $ 选项正确;

$ \mathrm{B} $ 选项,“ $ \alpha $ 与 $ \beta $ 相交”推不出“ $ a $ 与 $ b $ 相交”,也可能 $ a//b $ ,故 $ \mathrm{B} $ 选项错误;

$ \mathrm{C} $ 选项,因为 $ \alpha \cap \beta =l $ ,所以直线 $ l $ 是 $ \alpha $ 与 $ \beta $ 的交线,因为 $ a\subset \alpha $ , $ b\subset \beta $ ,且 $ a\cap b=P $ ,则 $ P\subset \alpha $ , $ P\subset \beta $ ,则 $ P\in l $ ,故 $ \mathrm{C} $ 选项正确;

$ \mathrm{D} $ 选项,正方体的侧棱任意两条都共面,但这4条侧棱却不共面,故 $ \mathrm{D} $ 选项错误.

故选 $ \mathrm{A}\mathrm{C} $ .


7.已知平面 $ \alpha $ , $ \beta $ 和直线 $ a $ , $ b $ , $ c $ ,且 $ a//b//c $ , $ a\subset \alpha $ , $ b\subset \beta $ , $ c\subset \beta $ ,则 $ \alpha $ 与 $ \beta $ 的位置关系是        .

答案:

平行或相交

解析:

$ b//c $ , $ b\subset \beta $ , $ c\subset \beta $ ,当 $ \alpha $ 与 $ \beta $ 相交或平行时,都能找到 $ a//b//c $ 且 $ a\subset \alpha $ ,如图.

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8.下列说法正确的是    .(写出所有正确说法的序号)

①若两直线无公共点,则两直线平行;

②两直线若不是异面直线,则必相交或平行;

③过平面外一点与平面内一点的直线,与平面内的任一直线均构成异面直线;

④和两条异面直线都相交的两直线必是异面直线.

答案:

解析:

对于①,两直线无公共点,可能平行,也可能异面,故①错误;对于②,由两直线的位置关系知②正确;对于③,过平面外一点与平面内一点的直线,与平面内经过线面交点的直线是相交直线,而不是异面直线,故③错误;对于④,和两条异面直线都相交的两直线可能是异面直线,也可能是相交直线,故④错误.


9.已知 $ \alpha $ , $ \beta $ 为两个不同的平面, $ a $ , $ b $ 为两条不同的直线,给出下列说法:

①若 $ \alpha //\beta $ , $ a\subset \alpha $ , $ b\subset \beta $ ,则 $ a//b $ ;

②若 $ \alpha //\beta $ , $ a\subset \alpha $ , $ b\subset \beta $ ,则 $ a $ 与 $ b $ 是异面直线;

③若 $ \alpha //\beta $ , $ a\subset \alpha $ , $ b\subset \beta $ ,则 $ a $ 与 $ b $ 平行或异面;

④若 $ \alpha \cap \beta =b $ , $ a\subset \alpha $ ,则 $ a $ 与 $ \beta $ 一定相交.

其中正确的是    .(写出所有正确说法的序号)

答案:

解析:

分别在两个平行平面内的两条直线没有公共点,则这两条直线可能平行,也可能异面,所以①②错误,③正确;④中 $ a $ 与 $ \beta $ 也可能平行,所以④错误.