本题导读
本题考查异面直线,以及直线在平面上的射影。
📌【题干】
Question
(2004年全国卷I(文)) 已知 、 为不垂直的异面直线, 是一个平面,则 、 在 上的射影有可能是: ①两条平行直线; ②两条互相垂直的直线; ③同一条直线; ④一条直线及其外一点. 在上面结论中,正确结论的编号是.(写出所有正确结论的编号)
🔍【思路分析】
破题导航
- ①构造:两条线方向不同、又不共面,但”抬起”后射影方向相同。
- ②构造:两条线各自倾斜着抬起,使射影方向互相垂直,同时保证它们本身不垂直。
- ③排除:射影同为一条直线,说明两线都不垂直于 且同在一个垂直于 的平面内,于是共面。
- ④构造: 时射影是一个点,再取与 斜交的 ,使其射影直线不过该点。
✅【答案】
Success
①②④
✍【详细解析】
Abstract
以下都取 为平面 ,逐一核对”异面、不垂直”这两个前提。
①可能:取 过 沿方向 , 过 沿方向 。二者方向不平行,且叉积 与连线向量 的点积为 ,故异面;,故不垂直。它们到 的射影分别是直线 与直线 ,是两条平行直线。
②可能:取 过原点沿方向 , 过 沿方向 。二者异面(叉积 与连线向量 的点积为 ),而 ,不垂直。它们的射影分别是 轴与直线 ,同在 内且互相垂直。
③不可能:若射影是同一条直线 ,则 、 都不垂直于 (否则射影退化为一个点),因而都落在”过 且垂直于 “的那个平面内,两线共面,与异面矛盾。
④可能:取 过原点沿方向 ,它与 垂直,射影为点 ;取 过 沿方向 ,它的射影是直线 ,不过点 。二者异面(叉积 与连线向量 的点积为 ),且 ,不垂直。
④能用”直线加一点”而不违背题设,靠的正是:若 ,则 当且仅当 ,也就是当且仅当 的射影退化成一个点。只要 与 斜交,射影就是直线,、 必然不垂直。
综上,正确结论为①②④.
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:异面直线射影命题
- 核心方法:①平行、②垂直、④一条直线及其外一点均可构造;③同一条直线不可能(两线都不垂直于 时必同在一个与 垂直的平面内,从而共面)
- 避坑指南:两处最容易想当然——一是”射影垂直”不等于”两线垂直”,两条线都抬起来以后原来的直角就被破坏;二是”一线平行 、一线垂直 “这种最省事的搭配,恰恰会推出两线垂直,直接违反题设。“可能”型命题构造一例即可,但举出的例子必须把题干每一个条件都验一遍。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 源于空间直线在平面上的射影,教材”空间点线面位置关系”探究题
- 结论推广: 一般化:两异面直线的射影形态取决于它们与平面的夹角关系;逐条构造实例验证”可能”,用共面矛盾排除”同一条直线”
🔗【关联脉络】
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