本题导读

本题考查空间中直线与平面的位置关系,以及平面与平面平行、垂直的判定与性质。

📌【题干】

Question

(1995年全国卷(理)) 已知直线 平面 ,直线 平面 ,有下面四个命题:

① ; ② ; ③ ; ④ . 其中正确的两个命题是 ()

A. ①与②     B. ③与④     C. ②与④      D. ①与③

🔍【思路分析】

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分析已知条件: 且 。 逐个命题判定:

  • 命题①:若 ,利用“一条直线垂直于两平行平面中的一个,必垂直于另一个”,可得 。再利用线面垂直的定义可判定 与面内任意直线 的关系。
  • 命题②:当两平面垂直时,垂直于其中一个面的直线与另一个面的位置关系不唯一(可平行、可落在面内),据此寻找反例。
  • 命题③:利用线面垂直与线线平行的传递性,若 且 。再利用面面垂直的判定定理(若一个平面包含另一个平面的垂线,则两平面垂直)进行判定。
  • 命题④: 无法确定两个平面的位置关系,可举例说明。

✅【答案】

Success

D

✍【详细解析】

Abstract

解:

  • 分析命题①: 已知 ,若 ,根据平面平行的性质定理,垂直于两个平行平面之一的直线必垂直于另一个平面, 所以有: 又因为直线 平面 ,根据线面垂直的定义(直线垂直于平面,则垂直于该平面内的任意一条直线), 必定有: 因此,命题①正确。

  • 分析命题②: 已知 ,若 ,直线 。 此时直线 与平面 平行或 。直线 在平面 内可以任意旋转, 与 显然不一定平行(它们可以异面垂直、相交垂直或平行)。 反例:取 为竖直墙面, 为水平地面,则 。由 知 为水平线,故 (或 )。此时在地面 内作一条与 垂直或斜交的直线 ,则 不成立。 因此,命题②错误。

  • 分析命题③: 已知 。若 ,根据空间平行线的传递性质,一条直线垂直于一个平面,则与它平行的另一条直线也必垂直于该平面, 所以有: 又因为已知条件指出直线 平面 , 根据平面与平面垂直的判定定理(如果一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面互相垂直), 平面 包含了平面 的垂线 , 所以: 因此,命题③正确。

  • 分析命题④: 若 ,由于 ,说明 只需要平行于平面 或落在平面 内即可满足垂直。 此时包含 的平面 可以绕着 轴任意旋转,平面 与 可以平行,也可以相交甚至垂直。 因此,由 无法唯一推导出 ,命题④错误。

综上所述,正确的两个命题是 ① 与 ③。

观察选项,D 选项符合。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:线面垂直的性质定理();面面垂直的判定定理()。
  2. 核心方法:
    • 定理对齐法:真命题的判定必须能对应到课本上的判定定理或性质定理。
    • 教室模型法(反例构建):面对抽象的线面关系,可以利用身边的矩形教室,将 想象成黑板面、侧墙面或地面,将 想象成墙角线或其平行线,可快速排除错误命题。
  3. 避坑指南:
    • 命题②中,极易想当然地认为“面垂直则线平行”。需牢记,面面垂直时,只有“在一个平面内垂直于它们交线的直线”才垂直于另一个平面,离开交线约束则不成立。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题属于立体几何中关于“空间位置关系判定”的经典多命题组合选择题,是历年高考考查空间想象力的常见基础题型。
  2. 结论推广: 若 ,,则 、 分别是平面 、 的法向量,此时有: 本题命题③即利用 与 的法向量 平行 这一法向量视角。

🔗【关联脉络】

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