本题导读

本题考查立体几何中点、线、面位置关系的真伪命题判定。核心在于熟练掌握线面垂直、面面垂直、线面平行的判定定理与性质定理,并能通过长方体等标准空间几何模型敏锐构造反例排除错误命题。

📌【题干】

Question

(2006年天津卷(理)) 设 是两条不同的直线, 是两个不同的平面. 考查下列命题,其中正确命题是()

A.           B.

C.            D.

🔍【思路分析】

破题导航

分析 A 项:由 ,直线 只能平行于平面 或在平面 内。由于 ,平面 可以绕着 任意旋转,无法刚性约束 。 分析 B 项:由 。又已知 ,根据线面平行与线面垂直的经典性质,垂直于平面的直线必定垂直于任何平行于该平面的直线。 分析 C 项:可在标准的正方体模型中,将 设为相邻的两个侧面。找出一条满足条件的 和 ,检验它们是否可以平行或异面不垂直。 分析 D 项:面面垂直的性质定理要求直线 必须在平面 内且垂直于交线,才能推出 。若无 的限制, 可以在空间任意摆动。

✅【答案】

Success

B

✍【详细解析】

Abstract

解:利用立体几何公理定理及标准正方体模型对各个选项逐一分析:

  • 对于 A 选项: 已知 ,则直线 平行于平面 或在 内。 虽然 ,但平面 可以以 为轴轴向任意旋转,此时平面 与 的夹角可以为任意值,不一定垂直。故 A 错误。

  • 对于 B 选项: 因为平面 ,且直线 ,根据“垂直于两平行平面中一个平面的直线必垂直于另一个平面”的性质定理,可直接推导得: 又已知直线 ,根据线面平行的定义与垂直特征,垂直于平面的直线 必定垂直于该平面内的所有平行向量。 因此,直线 必定垂直于平行于平面 的直线 ,即: 故 B 正确。

  • 对于 C 选项: 借助长方体模型构造反例。设平面 为底面,平面 为前侧面,此时 。 令直线 为高所在的侧棱,满足 。 令直线 为后侧面的一条水平顶棱,显然 前侧面 。 此时,高侧棱 与后顶棱 相互平行( ), 并不垂直。故 C 错误。

  • 对于 D 选项: 面面垂直的性质定理严格表述为:“若两平面互相垂直,则在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面”。 题目中仅给定 ( 为交线),但并没有限制直线 必须在平面 内。直线 完全可以在平面 外部垂直于交线,此时 绝不垂直于平面 。故 D 错误。

故选 B

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 核心考点:线面平行与垂直的性质转化定理、面面垂直性质定理的隐藏前提(线在面内)。
  • 核心方法:长方体/正方体网格反例构造法、公理定理直接推导法。
  • 避坑指南:
  • D 选项是极具迷惑性的经典陷阱。面面垂直性质定理中“线在面内( )”这一前提条件属于绝对不能抽离的刚性底线。缺少该条件,直线可在空间三维任意偏转,线面垂直直接失效。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源: 本题是立体几何中考查空间想象能力、定理严密性记忆最经典的常规高频选择题。 结论推广: 针对立体几何定性选择题, 熟练构筑一个标准的正方体三面角坐标轴模型,将选项中的线面分别赋予正方体的棱和面,是最快速、最万无一失的判伪与排错利器。

🔗【关联脉络】

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