专题8.4直线、平面平行垂直的判定及其性质一、选择题1.设a,b是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则能得出a⊥b的是______.A.a⊥α,b∥β,α⊥βB.a⊥α,b⊥β,α∥βC.a⊂α,b⊥β,α∥βD.a⊂α,b∥β,α⊥β【解析】选C 对于C项,由α∥β,a⊂α可得a∥β,又b⊥β,得a⊥b,故选C.2.如图,O是正方体ABCDA1B1C1D1的底面ABCD的中心,则与B1O垂直的直线是______.【解析】连接B1D1(图略),则A1C1⊥B1D1,根据正方体特征可得BB1⊥A1C1,故A1C1⊥平面BB1D1D,B1O⊂平面BB1D1D,所以B1O⊥A1C1.3.如图,在斜三棱柱ABCA1B1C1中,∠BAC=90°,BC1⊥AC,则C1在底面ABC上的射影H必在直线______.4.设a,b,c是空间的三条直线,α,β是空间的两个平面,则下列命题中,逆命题不成立的是______.A.当c⊥α时,若c⊥β,则α∥βB.当b⊂α时,若b⊥β,则α⊥βC.当b⊂α,且c是a在α内的射影时,若b⊥c,则a⊥bD.当b⊂α,且c⊄α时,若c∥α,则b∥c【解析】选B A的逆命题为:当c⊥α时,若α∥β,则c⊥β.由线面垂直的性质知c⊥β,故A正确;B的逆命题为:当b⊂α时,若α⊥β,则b⊥β,显然错误,故B错误;C的逆命题为:当b⊂α,且c是a在α内的射影时,若a⊥b,则b⊥c.由三垂线逆定理知b⊥c,故C正确;D的逆命题为:当b⊂α,且c⊄α时,若b∥c,则c∥α.由线面平行判定定理可得c∥α,故D正确.5.如图所示,四边形ABCD中,AD∥BC,AD=AB,∠BCD=45°,∠BAD=90°.将△ADB沿BD折起,使平面ABD⊥平面BCD,构成三棱锥ABCD,则在三棱锥ABCD中,下列结论正确的是______.6\nA.平面ABD⊥平面ABCB.平面ADC⊥平面BDCC.平面ABC⊥平面BDCD.平面ADC⊥平面ABC【解析】选D ∵在四边形ABCD中,AD∥BC,AD=AB,∠BCD=45°,∠BAD=90°,∴BD⊥CD.又平面ABD⊥平面BCD,且平面ABD∩平面BCD=BD,故CD⊥平面ABD,则CD⊥AB.又AD⊥AB,AD∩CD=D,AD⊂平面ADC,CD⊂平面ADC,故AB⊥平面ADC.又AB⊂平面ABC,∴平面ADC⊥平面ABC.6.如图,直三棱柱ABCA1B1C1中,侧棱长为2,AC=BC=1,∠ACB=90°,D是A1B1的中点,F是BB1上的动点,AB1,DF交于点E.要使AB1⊥平面C1DF,则线段B1F的长为______.7.如图,在三棱锥DABC中,若AB=CB,AD=CD,E是AC的中点,则下列命题中正确的有________(写出全部正确命题的序号).①平面ABC⊥平面ABD;②平面ABD⊥平面BCD;③平面ABC⊥平面BDE,且平面ACD⊥平面BDE;④平面ABC⊥平面ACD,且平面ACD⊥平面BDE.【答案】③【解析】由AB=CB,AD=CD知AC⊥DE,AC⊥BE,从而AC⊥平面BDE,所以平面ABC⊥平面BDE,且平面ACD⊥平面BDE,故③正确.6\n8.如图所示,在四棱锥PABCD中,PA⊥底面ABCD,且底面各边都相等,M是PC上的一动点,当点M满足________时,平面MBD⊥平面PCD.(只要填写一个你认为是正确的条件即可)【答案】DM⊥PC(或BM⊥PC等)9.设l,m,n为三条不同的直线,α为一个平面,给出下列命题:①若l⊥α,则l与α相交;②若m⊂α,n⊂α,l⊥m,l⊥n,则l⊥α;③若l∥m,m∥n,l⊥α,则n⊥α;④若l∥m,m⊥α,n⊥α,则l∥n.其中正确命题的序号为________.【答案】①③④【解析】①显然正确;对于②,只有当m,n相交时,才有l⊥α,故②错误;对于③,由l∥m,m∥n,得l∥n,由l⊥α,得n⊥α,故③正确;对于④,由l∥m,m⊥α,得l⊥α,再由n⊥α,得l∥n,故④正确.10.(2022·兰州质检)如图,在直角梯形ABCD中,BC⊥DC,AE⊥DC,且E为CD的中点,M,N分别是AD,BE的中点,将三角形ADE沿AE折起,则下列说法正确的是________.(写出所有正确说法的序号)①不论D折至何位置(不在平面ABC内),都有MN∥平面DEC;②不论D折至何位置(不在平面ABC内),都有MN⊥AE;③不论D折至何位置(不在平面ABC内),都有MN∥AB;6\n④在折起过程中,一定存在某个位置,使EC⊥AD.【答案】①②④.二、解答题11.如图,四棱锥PABCD中,AP⊥平面PCD,AD∥BC,AB=BC=AD,E,F分别为线段AD,PC的中点.求证:(1)AP∥平面BEF;(2)BE⊥平面PAC.证明:(1)设AC∩BE=O,连接OF,EC,如图所示.由于E为AD的中点,AB=BC=AD,AD∥BC,所以AE∥BC,AE=AB=BC,因此四边形ABCE为菱形,所以O为AC的中点.6\n12.如图所示,已知长方体ABCDA1B1C1D1,点O1为B1D1的中点.(1)求证:AB1∥平面A1O1D;(2)若AB=AA1,在线段BB1上是否存在点E使得A1C⊥AE?若存在,求出;若不存在,说明理由.解:(1)证明:如图1所示,连接AD1交A1D于点G,∴G为AD1的中点,连接O1G,在△AB1D1中,6\n∵O1为B1D1的中点,∴O1G∥AB1.∵O1G⊂平面A1O1D,且AB1⊄平面A1O1D,∴AB1∥平面A1O1D.6