8.4 空间点、直线、平面之间的位置关系
一、选择题
1. 如图所示,下列符号表示错误的是( )
A. B. C. D.
2.(2021高二上·乐山期中)下列说法中正确的是( )
A.四边相等的四边形确定一个平面
B.垂直于同一条直线的两条直线平行
C.直线 mx+2y-m=0过定点
D.梯形可以确定一个平面
3.(2021高一下·长春期末)“点P在直线m上,m在平面 内”可表示为( )
A. B. C. D.
4.(2021高一下·齐齐哈尔期中)用符号表示“点 在直线 上,直线 在平面 外”,正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
5.(2020高一下·无锡期末)用符号表示“点A在直线l上,l在平面α外”,正确的是( )
A. B. C. D.
6.(2020高一下·漳州期末)用符号表示“点 在平面 外,直线 在平面 内”,正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
7.下列几何图形中,可能不是平面图形的是( )
A.梯形 B.菱形 C.平行四边形 D.四边形
8.如图,平面不能用( )表示.
A.平面 B.平面 C.平面 D.平面
9.(2019高一上·湖南月考)下列说法正确的是( )
A.四边形一定是平面图形
B.棱锥的侧面的个数与底面的边数相等
C.所有的几何体的表面都能展成平面图形
D.棱柱的各条棱都相等
10.下列命题中正确命题的个数是( )
①三角形是平面图形;②梯形是平面图形;③四边相等的四边形是平面图形;④圆是平面图形.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
11.下面四个条件中,能确定一个平面的条件是( ).
A.空间任意三点 B.空间两条直线
C.空间两条平行直线 D.一条直线和一个点
12.下图中正确表示两个相交平面的是( )
A. B.
C. D.
13.(2023高一下·北流期中)工人师傅在检测椅子的四个“脚”是否在同一个平面上时,只需连接对“脚”的两条线段,看它们是否相交,就知道它们是否合格.工人师傅运用的数学原理是( )
A.两条相交直线确定一个平面
B.两条平行直线确定一个平面
C.四点确定一个平面
D.直线及直线外一点确定一个平面
14.(2022高一下·南开期中)下列说法中,正确的是( ).
A.三点确定一个平面
B.过一条直线的平面有无数多个
C.两条直线确定一个平面
D.三条两两相交的直线确定三个平面
15.点P在直线l上,而直线l在平面α内,用符号表示为( )
A.P l α B.P∈l∈α C.P l∈α D.P∈l α
16.平面α与平面β,γ都相交,则这3个平面的交线可能有( )
A.1条或2条 B.2条或3条
C.只有2条 D.1条或2条或3条
17.若点B在直线b上,b在平面β内,则B、b、β之间的关系可记作( )
A.B∈b∈β B.B∈b β C.B b β D.B b∈β
18.下列命题中正确的有几个( )
①若△ABC在平面α外,它的三条边所在的直线分别交α于P、Q、R,则P、Q、R三点共线;
②若三条直线a、b、c互相平行且分别交直线l于A、B、C三点,则这四条直线共面;
③空间中不共面五个点一定能确定10个平面.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
19.如果A点在直线a上,而直线a在平面α内,点B在α内,可以表示为( )
A.A a,a α,B∈α B.A∈a,a α,B∈α
C.A a,a∈α,B α D.A∈a,a∈α,B∈α
20.两个平面能把空间分成几个部分( )
A.2或3 B.3或4 C.3 D.2或4
21.(2023高一下·临泉月考)如图所示,用符号语言可表达为( )
A.α∩β=m,n α,m∩n=A
B.α∩β=m,n∈α,m∩n=A
C.α∩β=m,n α,A m,A n
D.α∩β=m,n∈α,A∈m,A∈n
22.三个平面最多可以将空间分为( )部分.
A.8 B.7 C.6 D.4
23.a,b是异面直线;a上有6个点,b上有7个点,这13个点可确定平面的个数是( )
A. B. C. D.
24.下面是一些命题的叙述语,其中命题和叙述方法都正确的是( )
A.∵,∴. B.∵,∴.
C.∵,∴. D.∵,∴.
25.(2023高二上·柳州开学考)下列说法中正确的是( )
A.空间三点可以确定一个平面
B.若A,B,C,D既在平面α内,又在平面β内,则平面α和平面β重合
C.两组对边都相等的四边形是平面图形
D.梯形一定是平面图形
26.(2023高一下·房山期末)下列命题中,正确的是( )
A.一条直线和一个点确定一个平面
B.两个平面相交,可以只有一个公共点
C.三角形是平面图形
D.四边形是平面图形
27.(2023高一下·深圳月考)已知A,B,C表示不同的点,l表示直线,表示不同的平面,则下列推理中错误的是( )
A.
B.
C.
D.
28.(2022高二上·长宁月考)平面与平面相交于直线l,点A、B在平面上,点C在平面上但不在直线l上,直线AB与直线l相交于点D.设A、B、C三点确定的平面为,则与的交线是( )
A.直线AC B.直线AB C.直线CD D.直线BC
29.(2022高一下·三门峡期末)下列命题正确的是( )
A.三点确定一个平面
B.一条直线和一个点确定一个平面
C.两条直线确定一个平面
D.梯形可确定一个平面
30.(2022高一下·扬州期末)下列选项正确的是( )
A.空间三点确定一个平面
B.如果空间中一个角的两边和另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等
C.如果一个平面内有无数条直线与另一个平面平行,那么这两个平面平行
D.过一点有且只有一条直线与已知平面垂直
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】解:由图可知,点P在平面内,直线在平面内,且点P在直线外,
故有,,.故A错误,
故答案为:A.
【分析】由点、线、面的位置关系以及集合与元素的关系、集合与集合的关系即可求解.
2.【答案】D
【解析】【解答】解:对于A:空间四边相等的四边形,不一定确定一个平面,如图所示空间四边形 ,A不符合题意;
对于B:空间中垂直于同一直线的两条直线的位置关系可能为平行,相交、异面,B不符合题意;
对于C:直线 ,即 ,令 ,解得 ,即直线恒过定点 ,C不符合题意;
对于D:梯形的一组对边平行,故可以唯一确定一个平面,D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据题意由平面的性质定理即可判断出选项A、B错误选项D正确;再由直线方程的性质整理化简即可求出定点的坐标,从而判断出选项C错误;从而得出答案。
3.【答案】B
【解析】【解答】解:根据点,线,面的位置关系得“点P在直线m上,m在平面 内”可表示为
故答案为:B
【分析】根据点,线,面的位置关系求解即可.
4.【答案】B
【解析】【解答】解:根据点,直线,平面的关系及表示方法得,所以B正确.
故答案为:B
【分析】根据点,直线,平面的关系及表示方法直接求解即可.
5.【答案】B
【解析】【解答】用“属于”和“不属于”表示点与直线的关系;用“包含”和“不包含”表示直线与平面的关系.故点 在直线 上用属于符号 , 在平面 外用不包含 .
故答案为:B.
【分析】 利用点线面的关系即可用符号表示.
6.【答案】C
【解析】【解答】点 在平面 外,故 ;直线 在平面 内,故 .
故答案为:C.
【分析】 根据空间中点、线、面的位置关系的符号语言求解即可.
7.【答案】D
【解析】【解答】有定义易知梯形,菱形,平行四边形都是平面图形,
四边形可能是空间四边形,如将菱形沿一条对角线折叠成4个顶点不共面的四边形.
故答案为:D.
【分析】由题意结合所给的选项确定可能不是平面图形的几何体即可.
8.【答案】B
【解析】【解答】平面可用希腊字母 表示,故 正确;
平面可用平行四边形的对角线表示,故 正确;
平面可用平行四边形的顶点表示,故 正确;
平面不可用平行四边形的某条边表示,故 不正确 ,
故答案为:B.
【分析】利用平面的表示方法,对每个选项逐一判断即可.
9.【答案】B
【解析】【解答】对于A选项,四边形包含平面四边形和空间四边形,空间四边形不是平面图形,A选项错误;
对于B选项,棱锥的侧面的个数与底面的边数相等,B选项正确;
对于C选项,球的表面不能展开为平面图形,C选项错误;
对于D选项,棱柱的侧棱相等,但和底棱不一定相等,D选项错误.
故答案为:B.
【分析】根据四边形包含平面四边形和空间四边形判断A选项的正误;根据棱锥的结构特征判断B选项的正误;举特例判断C选项的正误;根据棱柱的结构特征判断D选项的正误.综合可得出结论.
10.【答案】C
【解析】【解答】在①中,有不共线的三点确定一个平面,得三角形是一个是平面图形,故①为真命题;
在②中,∵梯形的概念,要求一组对边互相平行,而另一组对边不平行,
根据两条平行直线确定一个平面,∴梯形一定是平面图形;∴②为真命题;
在③中,若这四条边不在同一平面内,例如空间四边形,则该四边形则不是平面图形,
故③为假命题;
在④中,圆是平面图形,∴④为真命题;
故答案为:C.
【分析】三角形和圆都是平面图形,梯形是平面图形,四边相等的四边形有可能不是平面图形.
11.【答案】C
【解析】【解答】A,空间任意三点,当三点共线时能确定一条直线而不是平面,故不正确;B. 空间两条直线,当两条直线重合时,过这条直线的平面有无数个,故不正确;C. 空间两条平行直线,根据课本中的判定得到是正确的;D. 一条直线和一个点,当这个点在直线上时,过这条直线的平面有无数个,故不正确.
故答案为:C.
【分析】利用平面的概念以及构成要素,即可得出答案。
12.【答案】D
【解析】【解答】A中无交线;B中不可见线没有画成虚线;C中虚、实线没按画图规则画,也不正确.D的画法正确.画两平面相交时,一定要画出交线,还要注意画图规则,不可见线一般应画成虚线,有时也可以不画.
故答案为:D.
【分析】画两平面相交时,一定要画出交线,还要注意画图规则,不可见线一般应画成虚线,有时也可以不画.
13.【答案】A
【解析】【解答】由于连接对“脚”的两条线段,看它们是否相交,就知道它们是否合格,
所以工人师傅运用的数学原理是“两条相交直线确定一个平面”.
故答案为:A
【分析】利用已知条件结合平面的确定方法,进而找出正确的选项。
14.【答案】B
【解析】【解答】若三点共线,则此三点不能确定一个平面,A不符合题意;
过一条直线的平面有无数多个,B符合题意;
两条直线若异面,则两条直线无法确定一个平面,C不符合题意;
三条两两相交的直线若过同一个点,则三条两两相交的直线确定三个平面或一个平面,D不符合题意.
故答案为:B
【分析】利用确定平面的条件不在一条直线上的三点,两条平行或相交直线,过一条直线有无数个平面.
15.【答案】D
【解析】【解答】直线和平面可看作点的集合,点是基本元素.
故答案为:D.
【分析】直线和平面可看作点的集合,利用包含符号可得结论。
16.【答案】D
【解析】【解答】当平面α过平面β与γ的交线时,这3个平面有1条交线;当β∥γ时,α与β和γ各有1条交线,共有2条交线;当β∩γ=b,α∩β=a,α∩γ=c时,这3个平面有3条交线.
故答案为:D.
【分析】平面α与平面β,γ都相交,有三种可能,交线可能有1条,2条,3条.
17.【答案】B
【解析】【解答】解:由题意,点B在直线b上,b在平面β内,则B、b、β之间的关系可记作B∈b β
故选B
【分析】由题意,点B在直线b上,b在平面β内,点与面之间的关系是属于关系,线与面之间的关系是包含关系,由此三者之间的关系易得
18.【答案】C
【解析】【解答】解:在①中,因为P、Q、R三点既在平面ABC上,又在平面α上,所以这三点必在平面ABC与α的交线上,即P、Q、R三点共线,故①正确;
在②中,因为a∥b,所以a与b确定一个平面α,而l上有A、B两点在该平面上,所以l α,即a、b、l三线共面于α;同理a、c、l三线也共面,不妨设为β,而α、β有两条公共的直线a、l,∴α与β重合,故这些直线共面,故②正确;
在③中,不妨设其中四点共面,则它们最多只能确定7个平面,故③错.
故选C.
【分析】本题考查平面的概念,①考查得是三点共线的判断;②考查的是线线共面的条件;③考查得确定面的条件,由三个公理及其推论进行判断即可.
19.【答案】B
【解析】【解答】解:A点在直线a上,而直线a在平面α内,点B在α内,
表示为:A∈a,a α,B∈α.
故选B.
【分析】直接按照平面内点、线、面的位置关系,写出结果即可.
20.【答案】B
【解析】【解答】解:若两个平面平行,此时两个平面把空间分成3个平面,
若两个平面相交,此时两个平面把空间分成4个平面,
故两个平面能把空间分成3个或4个部分,
故选:B
【分析】根据平面之间的关系,即可得到结论.
21.【答案】A
【解析】【解答】如图,两个平面α与β相交于直线m,直线n在平面α内,直线m和直线n相交于点A,故用符号语言可表达为 α∩β=m,n α,m∩n=A,故选 A.
【分析】结合图形考查两个平面的位置关系、两条直线的位置关系,以及点与线、线与面的位置关系.
22.【答案】A
【解析】【解答】解:一个平面将空间分成两部分,两个平面可以将空间分成三部分或者是四部分,三个平面可以将空间分成四部分、六部分、七部分、八部分,
特别地,当三个平面中首先有两个平面相交,把空间分成4部分,
再用第三个平面同时截两个相交平面,把原来的四个空间分成8个,
故选A.
【分析】三个平面分空间有三种不同的情况,分成的部分最多的是当三个平面中首先有两个平面相交,把空间分成4部分,再用第三个平面同时截两个相交平面,把原来的四个空间分成8个.
23.【答案】B
【解析】【解答】解:由题意知本题是一个计数问题,
∵从直线a上取一个点,这个点与直线b上的两个点可以确定平面,
但是它和直线b上的其他点确定的平面重合,故只有一个,
直线a上有6个点,可以确定6个平面,
同理直线b上的7个点可以确定7个平面,
根据分类计数原理知共有6+7=13个平面,
故选B.
【分析】由题意知本题是一个计数问题,从直线a上取一个点,这个点与直线b上的两个点可以确定平面但是它和直线b上的其他点确定的平面重合,故只有一个,直线a上有6个点,可以确定6个平面,同理直线b上的7个点可以确定7个平面,根据分类计数原理得到结果.
24.【答案】C
【解析】【解答】选项中,是点的集合,所以,故错误;选项中,是点的集合,所以,,故错误;
选项中,点是直线上的一点,且直线是平面内,所以,故正确;选项中,点不在直线上,但是点可以在平面内,故错误;故答案为:
25.【答案】D
【解析】【解答】解:A、 空间不共线三点可以确定一个平面,A错误;
B、 当A,B,C,D在平面α与平面β交线上时,A,B,C,D既在平面α内,又在平面β内,但平面α和平面β相交,B错误;
C、 两组对边都相等的四边形如正四面体,不是平面图形,C错误;
D、梯形上下边平行,梯形一定是平面图象,D正确.
故答案为:D.
【分析】A空间不共线三点可以确定一个平面;B考虑当A,B,C,D在平面α与平面β交线上时;C列举正四面体;D梯形上下边平行,所以梯形一定是平面图象.
26.【答案】C
【解析】【解答】根据一条直线和直线外一点确定一个平面,故A错误;
根据两个平面相交,有一条公共直线,有无数个公共点,故B错误;
三角形的两条边确定一个平面,而第三边的两个端点在该平面内,根据基本性质2“如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内”确定第三边在该平面内,故三角形是平面图形, 故C正确;
空间四边形不是平面图形,故D错误.
故选: C.
【分析】根据平面的基本性质及推论,逐项进行判断,可得答案.
27.【答案】C
【解析】【解答】解:因为 ,则l上所有点都在平面α内,即lα,故A正确;
因为,则A,B在平面α与平面β的交线上,即α∩β=AB,故B正确;
如果A,B,C三点共线,则由A,B,C∈α,A,B,C∈β,可知A,B,C在平面α与平面β的交线上,无法得到平面α与平面β重合,故C错误;
因为,所以且,即l∩α=A,故D正确.
故选:C
【分析】由点、线、面的位置关系,结合平面的基本事实与定理逐项判断即可.
28.【答案】C
【解析】【解答】因为直线AB与直线l相交于点D,,所以平面,
又点C在平面上,所以平面,
因为平面,点在直线AB上,所以平面,
又平面,所以平面,
所以与的交线是直线.
故答案为:C.
【分析】根据已知得平面,C在平面上,平面,平面,可得答案.
29.【答案】D
【解析】【解答】解:A. 由于在一条直线上的三点不能确定一个平面,所以该选项错误;
B. 一条直线和该直线外的一点可以确定一个平面,所以该选项错误;
C. 两条异面直线不能确定一个平面,所以该选项错误;
D. 梯形可确定一个平面,所以该选项正确.
故答案为:D
【分析】根据平面的基本定理及性质逐项进行判断,可得答案.
30.【答案】D
【解析】【解答】空间中不共线的三点确定一个平面,A不符合题意
如果空间中一个角的两边和另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补,B不符合题意
如果一个平面内有两条相交直线与另一个平面平行,那么这两个平面平行,无数并不代表所有,C不符合题意
过一点有且只有一条直线与已知平面垂直,D对
故答案为:D
【分析】根据平面的基本定理,空间中两条直线的性质,直线与平面平行的定理,直线与平面垂直的定理,逐项进行判断,可得答案.
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