在高中数学的学习中,立体几何是重要的一部分,它主要研究点、直线、平面之间的位置关系。这个主题在高考数学复习中占据着核心地位,因为理解并掌握这些概念和定理对于解决几何问题至关重要。
我们要明白在空间中,四点不共面意味着这四点不在同一平面上,如果直线EF和GH不相交,这意味着它们可能是平行的或者在不同的平面上。题干中的第一题指出,E,F,G,H四点不共面能够确保直线EF和GH不相交,但反之不成立,因为即使直线EF和GH不相交,它们也可能在同一平面上,如EF平行于GH。因此,命题甲(四点不共面)是命题乙(直线不相交)的充分不必要条件,答案是B。
第二题考察了直线和平面的位置关系。如果一个平面平行于另一个平面,那么任何平行于第一个平面的直线也会平行于第二个平面。反之,如果一条直线垂直于一个平面,而这条直线平行于另一个平面,那么第二个平面也必须垂直于第一个平面。所以,①和③是正确的命题,而②和④则包含错误的情况,因为直线m可能在平面β内,或者m可以平行于平面α但不垂直于β。因此,正确答案是A。
第三题,如果AP垂直于PB和PC,那么AP垂直于平面PBC。同样,如果平面BPC垂直于平面APC,且BC垂直于PC,BC也将垂直于平面APC,从而AP也垂直于BC。B选项中的条件不足以判断AP是否垂直于BC,因为BC也可以平行于平面PBC。因此,B是不能证明AP⊥BC的条件。
第四题,考察了直线与平面的平行和垂直关系。如果两条平行的直线中的一条垂直于某个平面,那么另一条也必定垂直于这个平面,这是直线与平面垂直的性质。所以①是正确的。然而,②和③并不总是正确的,因为平行于同一直线的两条直线可以都平行于一个平面,也可以分别在不同的平面上。而④中,如果两条直线同时垂直于两个不同的平面,那么这两个平面必须是平行的。因此,只有①是正确的,答案是A。
第五题,正方体中的直线AB与平面MNQ的关系,如果AB平行于平面MNQ的任意一条边并且不包含在平面内,那么AB将平行于平面MNQ。在给出的四个选项中,只有B、C、D三个选项满足这一条件,而选项A的直线AB与平面MNQ不平行,所以答案是A。
第六题涉及直线与平面的垂直关系以及中点。根据题目,PA垂直于平面ABC,这意味着PA垂直于平面内的所有直线,包括BC。由于AB是圆O的直径,BC垂直于AC,所以BC垂直于平面PAC。点M是PB的中点,所以OM平行于PA,并且OM不包含在平面APC内,因此OM平行于平面APC。点B到平面PAC的距离就是BC的长度,因为BC是垂直于平面PAC的。所以所有结论①②③都是正确的,答案是B。
第七题,考察直线与平面的夹角。如果两条直线与平面所成的角相等,并不意味着这两条直线平行,它们可以是平行、相交或异面,因此A选项错误。B选项是正确的,因为如果两条直线垂直于平面α,它们会互相垂直。C选项错误,因为两条平行的直线可以都与平面α斜交,而不需要至少有一条平行于平面。D选项正确,因为如果两条直线都垂直于平面α,它们必须是平行的,否则它们会在平面内形成一个角度,这与它们都垂直于平面α的事实矛盾。
总结这些题目,我们可以提炼出以下关键知识点:
1. 空间中四点不共面与两条直线不相交的关系。
2. 直线与平面平行和垂直的性质及判定。
3. 平面与平面平行和垂直的性质及判定。
4. 直线与平面的夹角及其对平行和垂直关系的影响。
5. 直线的中点和直线与平面的关系。
6. 平面内的三角形和圆的关系。
在复习这些概念时,学生应熟练掌握直线和平面的位置关系的定义、性质和判定定理,以及在解决问题时如何应用这些知识。此外,通过解题练习,提高分析和推理能力,以便在实际考试中能迅速准确地解答类似问题。