格物学 第八章 立体几何初步8.4 空间点、直线、平面之间的位置关系

异面直线-8.4 空间点、直线、平面之间的位置关系知识点教师选题基础选择题自测题解析-甘肃省等高二数学必修,平均正确率70.0%

2025-06-09
异面直线-8.4 空间点、直线、平面之间的位置关系知识点教师选题基础选择题自测题解析-甘肃省等高二数学必修,平均正确率70.0%
1、['空间中直线与直线的位置关系', '异面直线']

正确率60.0%如图,在正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,点$${{E}{,}{F}}$$分别在$$A_{1} D, \, A C$$上,且$$A_{1} E=2 E D, C F=2 F A,$$则$${{E}{F}}$$与$${{B}{{D}_{1}}}$$的位置关系是 (
$$None$$

D

A.相交但不垂直

B.相交且垂直

C.异面

D.平行

3、['异面直线垂直', '异面直线']

正确率60.0%正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,直线$${{B}{{C}_{1}}}$$与$${{A}{C}{(}}$$

B

A.异面且垂直

B.异面但不垂直

C.相交且垂直

D.相交但不垂直

4、['异面直线']

正确率60.0%下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.$$a \subset\alpha, ~ b \subset\beta$$,则$${{a}}$$与$${{b}}$$是异面直线

B.$${{a}}$$与$${{b}}$$异面,$${{b}}$$与$${{c}}$$异面,则$${{a}}$$与$${{c}}$$异面

C.$${{a}{,}{b}}$$不同在平面$${{α}}$$内,则$${{a}}$$与$${{b}}$$异面

D.$${{a}{,}{b}}$$不同在任何一个平面内,则$${{a}}$$与$${{b}}$$异面

6、['组合的应用', '异面直线']

正确率60.0%从一个三棱柱的$${{6}}$$个顶点中任取$${{4}}$$个做为顶点,能构成三棱锥的个数设为$${{m}}$$;过三棱柱任意两个顶点的直线$${({{1}{5}}}$$条)中,其中能构成异面直线有$${{n}}$$对,则$${{m}{,}{n}}$$的取值分别为(

C

A.$${{1}{5}{,}{{4}{5}}}$$

B.$${{1}{0}{,}{{3}{0}}}$$

C.$${{1}{2}{,}{{3}{6}}}$$

D.$${{1}{2}{,}{{4}{8}}}$$

7、['空间中直线与直线的位置关系', '异面直线']

正确率40.0%若空间三条直线$$a, ~ b, ~ c$$满足$$a \perp b, ~ b \perp c$$,则直线$${{a}}$$与$${{c}{(}}$$

D

A.一定平行

B.一定相交

C.一定是异面直线

D.平行$${、}$$相交$${、}$$是异面直线都有可能

8、['空间中直线与直线的位置关系', '异面直线']

正确率60.0%与两条异面直线同时相交的两条直线$${{(}{)}}$$.

B

A.一定是异面直线

B.不可能平行

C.不可能相交

D.相交$${、}$$平行和异面都有可能

9、['异面直线']

正确率60.0%长方体的一条体对角线与长方体的棱所组成的异面直线有(

C

A.$${{2}}$$对

B.$${{3}}$$对

C.$${{6}}$$对

D.$${{1}{2}}$$对

1. 解析:建立坐标系,设正方体边长为3,坐标如下:

$$A(0,0,0), B(3,0,0), C(3,3,0), D(0,3,0)$$

$$A_1(0,0,3), B_1(3,0,3), C_1(3,3,3), D_1(0,3,3)$$

根据题意:

$$E$$在$$A_1D$$上且$$A_1E=2ED$$,故$$E$$坐标为$$(0,2,1)$$

$$F$$在$$AC$$上且$$CF=2FA$$,故$$F$$坐标为$$(1,1,0)$$

向量$$\overrightarrow{EF}=(1,-1,-1)$$,向量$$\overrightarrow{BD_1}=(-3,3,3)=-3\overrightarrow{EF}$$

因此$$EF \parallel BD_1$$,答案为D。

3. 解析:在正方体中,$$BC_1$$与$$AC$$既不相交也不平行,是异面直线。

计算两直线方向向量的点积:

$$\overrightarrow{BC_1}=(0,3,3)$$,$$\overrightarrow{AC}=(3,3,0)$$

点积为$$0×3+3×3+3×0=9 \neq 0$$,故不垂直。

答案为B。

4. 解析:

A错误,$$a$$与$$b$$可能平行或相交;

B错误,$$a$$与$$c$$可能平行、相交或异面;

C错误,$$a$$与$$b$$可能平行或相交;

D正确,符合异面直线的定义。

答案为D。

6. 解析:

三棱柱有6个顶点,任取4个的组合数为$$C_6^4=15$$,但其中3种情况四点共面(上下底面和中间矩形截面),故$$m=15-3=12$$。

计算异面直线对数:

总直线对数为$$C_{15}^2=105$$,减去共面直线对数:

上下底面各$$C_6^2=15$$,三个侧面各$$C_4^2=6$$,中间矩形截面$$C_4^2=6$$,共$$2×15+3×6+6=54$$

但其中平行直线对(如上下底对应边)$$3×3=9$$对实际不相交,应减去,故$$n=105-54+9=60$$。但选项无60,重新计算:

更精确的方法是分类计算:

三棱柱的异面直线对包括:

(1) 侧棱与对面底边:每条侧棱与对面底边2条不平行边异面,共$$3×2=6$$对

(2) 上下底边与对面侧边:每条底边与对面2条侧边异面,共$$3×2×2=12$$对

(3) 上下底边之间:上下对应边平行,非对应边异面,共$$3×2=6$$对

总计$$6+12+6=24$$对。与选项不符,可能题目设定不同。

按照选项最接近的是D(12,48),但计算不匹配。可能题目理解有误,暂选D。

7. 解析:空间直线满足$$a \perp b$$且$$b \perp c$$时,$$a$$与$$c$$可能平行(如三棱柱的三条侧棱)、相交(如墙角的三条边)、或异面(如$$a$$和$$c$$分别位于两个平行平面且不平行)。

答案为D。

8. 解析:与两条异面直线同时相交的两条直线可能:

- 相交(如两条交线分别与异面直线相交)

- 平行(如平行于异面直线公垂线的两条直线)

- 异面(如两条直线分别与异面直线相交但自身不共面)

答案为D。

9. 解析:长方体的体对角线如$$AG$$(设$$A(0,0,0)$$到$$G(a,b,c)$$),与之异面的棱有:

不与$$A$$或$$G$$相邻的三条棱(如$$BB_1, CC_1, DD_1$$的中段),每条棱与体对角线形成一对异面直线,共6对。

答案为C。

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