2019-2020学年高中数学课时分层作业14平面与平面垂直的判定含解析新人教A版必修

PAGE课时分层作业(十四)平面与平面垂直的判定(建议用时：45分钟)[基础达标练]一、选择题1．经过平面α外一点和平面α内一点与平面α垂直的平面有()A．0个 B．1个C．无数个 D．1个或无数个D[当两点连线与平面α垂直时，可作无数个垂面，否则，只有1个．]2．下列不能确定两个平面垂直的是()A．两个平面相交，所成二面角是直二面角B．一个平面垂直于另一个平面内的一条直线C．一个平面经过另一个平面的一条垂线D．平面α内的直线a垂直于平面β内的直线bD[如图所示，在正方体ABCD­A1B1C1D1中，平面A1B1CD内的直线A1B1垂直于平面ABCD内的一条直线BC，但平面A1B1CD与平面ABCD显然不垂直．]3．如图，AB是圆的直径，PA垂直于圆所在的平面，C是圆上一点(不同于A、B)且PA＝AC，则二面角P­BC­A的大小为()A．60° B．30°C．45° D．15°C[由条件得：PA⊥BC，AC⊥BC，又PA∩AC＝C，∴BC⊥平面PAC，∴∠PCA为二面角P­BC­A的平面角．在Rt△PAC中，由PA＝AC得∠PCA＝45°，故选C.]4．如图所示，已知AB⊥平面BCD，BC⊥CD，则图中互相垂直的平面共有()A．1对 B．2对C．3对 D．4对C[因为AB⊥平面BCD，且AB⊂平面ABC和AB⊂平面ABD，所以平面ABC⊥平面BCD，平面ABD⊥平面BCD．因为AB⊥平面BCD，所以AB⊥CD．又因为BC⊥CD，AB∩BC＝B，所以CD⊥平面ABC.因为CD⊂平面ACD，所以平面ABC⊥平面ACD．故图中互相垂直的平面有平面ABC⊥平面BCD，平面ABD⊥平面BCD，平面ABC⊥平面ACD.]5．在正三角形ABC中，AD⊥BC于点D，沿AD折成二面角B­AD­C后，BC＝eq\f(1,2)AB，这时二面角B­AD­C的大小为()A．60°B．90°C．45°D．120°A[∠BDC为二面角B­AD­C的平面角，设正三角形ABC的边长为m，则折叠后，BC＝eq\f(1,2)m，BD＝DC＝eq\f(1,2)m，所以∠BDC＝60°.]二、填空题6．已知α，β是两个不同的平面，l是平面α与β之外的直线，给出下列三个论断：①l⊥α，②l∥β，③α⊥β.以其中的两个论断作为条件，余下的一个论断作为结论，写出你认为正确的一个命题：________．(用序号表示)①②⇒③[由l∥β可在平面β内作l′∥l，又l⊥α，∴l′⊥α，∵l′⊂β，∴α⊥β，故①②⇒③.]7．如图，△ABC是等腰直角三角形，∠BAC＝90°，AB＝AC＝1，将△ABC沿斜线BC上的高AD折叠，使平面ABD⊥平面ACD，则BC＝________．1[因为AD⊥BC，所以AD⊥BD，AD⊥CD，所以∠BDC是二面角B­AD­C的平面角，因为平面ABD⊥平面ACD，所以∠BDC＝90°.在△BCD中∠BDC＝90°又AB＝AC＝1，所以BD＝CD＝eq\f(\r(2),2)，所以BC＝eq\r(BD2＋CD2)＝1.]8．如图所示，检查工件的相邻两个面是否垂直时，只要用曲尺的一边紧靠在工件的一个面上，另一边在工件的另一个面上转动，观察尺边是否和这个面密合就可以了，其原理是利用了________．平面与平面垂直的判定定理[如图所示，因为OA⊥OB，OA⊥OC，OB⊂β，OC⊂β，且OB∩OC＝O，根据线面垂直的判定定理，可得OA⊥β，又OA⊂α，根据面面垂直的判定定理，可得α⊥β.]三、解答题9．如图，在四棱锥P­ABCD中，PA⊥平面ABCD，底面ABCD是直角梯形，AB⊥AD，CD⊥AD.求证：平面PDC⊥平面PAD.[证明]因为PA⊥平面AC，CD⊂平面AC，所以PA⊥CD.因为CD⊥AD，PA∩AD＝A，所以CD⊥平面PAD.因为CD⊂平面PDC，所以平面PDC⊥平面PAD.10．如图所示，平面角为锐角的二面角α­EF­β，A∈EF，AG⊂α，∠GAE＝45°，若AG与β所成角为30°，求二面角α­EF­β的大小．[解]作GH⊥β于H，作HB⊥EF于B，连接GB，则GB⊥EF，∠GBH是二面角α­EF­β的平面角．又∠GAH是AG与β所成的角，设AG＝a，则GB＝eq\f(\r(2),2)a，GH＝eq\f(1,2)a，sin∠GBH＝eq\f(GH,GB)＝eq\f(\r(2),2).所以∠GBH＝45°，二面角α­EF­β的大小为45°.[能力提升练]1．一个二面角的两个半平面分别垂直于另一个二面角的两个半平面，则这两个二面角的大小关系为()A．相等 B．互补C．相等或互补 D．不确定D[反例：如图，在正方体ABCD­A1B1C1D1中，E，F分别是CD，C1D1的中点，二面角D­AA1­E与二面角B1­AB­D的两个半平面就是分别对应垂直的，但是这两个二面角既不相等，也不互补，故选D.]2．如图所示，在长方体ABCD­A1B1C1D1中，BC＝2，AA1＝1，E，F分别在AD和BC上，且EF∥AB，若二面角C1­EF­C等于45°，则BF＝________．1[由题意知EF