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。