7.(2014无锡高二检测)已知直线m 平面α,直线n 平面α,m∩n=M,直线a⊥m,a⊥n,直线b⊥m,b⊥n,则直线a,b的位置关系是________.
【解析】因为直线a⊥m,a⊥n,直线m 平面α,直线n 平面α,m∩n=M,所以a⊥α.同理可证直线b⊥α,所以a∥b.
答案:a∥b
8.若三个平面两两垂直,它们交于一点A,空间一点C1到三个平面的距离分别为5,6,7,则AC1的长为________.
【解析】如图构造长方体,可知长方体的长、宽、高分别为7,6,5,AC1为体对角线,所以AC1= = .
答案:
9.AB是☉O的直径,点C是☉O上的动点(点C不与A,B重合),过动点C的直线VC垂直于☉O所在的平面,D,E分别是VA,VC的中点,则下列结论中正确的是________(填写正确结论的序号).
(1)直线DE∥平面ABC.
(2)直线DE⊥平面VBC.
(3)DE⊥VB.
(4)DE⊥AB.
【解析】因为AB是☉O的直径,点C是☉O上的动点(点C不与A,B重合),
所以AC⊥BC,
因为VC垂直于☉O所在的平面,
所以AC⊥VC,又BC∩VC=C,
所以AC⊥平面VBC.
因为D,E分别是VA,VC的中点,
所以DE∥AC,又DE平面ABC,AC 平面ABC,
所以DE∥平面ABC,
DE⊥平面VBC,DE⊥VB,
DE与AB所成的角为∠BAC是锐角,故DE⊥AB不成立.
由以上分析可知(1)(2)(3)正确.
答案:(1)(2)(3)
三、解答题(每小题10分,共20分)
10.(2014开封高一检测)如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,CA=CB,AB=AA1,∠BAA1=60°.
(1)求证:AB⊥A1C.
(2)若AB=CB=2,A1C= ,求三棱柱ABC-A1B1C1的体积.
【解析】(1)如图,
取AB的中点O,连接OC,OA1,A1B.
因为CA=CB,所以OC⊥AB.
由于AB=AA1,∠BAA1=60°,故△AA1B为等边三角形,
所以OA1⊥AB.
因为OC∩OA1=O,所以AB⊥平面OA1C.
又A1C 平面OA1C,故AB⊥A1C.
(2)由题设知△ABC与△AA1B都是边长为2的等边三角形,
所以OC=OA1= .
又A1C= ,则A1C2=OC2+O ,故OA1⊥OC.
因为OC∩AB=O,所以OA1⊥平面ABC,所以OA1为三棱柱ABC-A1B1C1的高.
又△ABC的面积S△ABC= ,故三棱柱ABC-A1B1C1的体积V=S△ABC×OA1= × =3.
11.如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC=1,∠ACB=90°,AA1= ,D是A1B1的中点.
(1)求证:C1D⊥平面A1B.
(2)当点F在BB1上什么位置时,会使得AB1⊥平面C1DF?并证明你的结论.
【解析】(1)因为ABC-A1B1C1是直三棱柱,
所以A1C1=B1C1=1,且∠A1C1B1=90°.
又D是A1B1的中点,
所以C1D⊥A1B1.
因为AA1⊥平面A1B1C1,C1D 平面A1B1C1,
所以AA1⊥C1D,又AA1∩A1B1=A1,
所以C1D⊥平面A1B.
(2)作DE⊥AB1交AB1于E,延长DE交BB1于F,连接C1F,则AB1⊥平面C1DF,点F即为所求.
证明:因为C1D⊥平面AA1B1B,AB1 平面AA1B1B,
所以C1D⊥AB1.
又AB1⊥DF,DF∩C1D=D,
所以AB1⊥平面C1DF.
【变式训练】如图所示,ABCD为正方形,SA⊥平面ABCD,过A且垂直于SC的平面分别交SB,SC,SD于点E,F,G.求证:AE⊥SB.
【证明】因为SA⊥平面ABCD,BC 平面ABCD,所以SA⊥BC,又因为BC⊥AB,
SA∩AB=A,
所以BC⊥平面SAB,
又AE 平面SAB,所以BC⊥AE.
因为SC⊥平面AEFG,所以SC⊥AE.
又BC∩SC=C,所以AE⊥平面SBC,
所以AE⊥SB.