本题导读

考查空间命题。过 与两异面直线都相交的直线唯一、都垂直的直线唯一、都平行的平面唯一,而都相交的平面有无穷多个,①②④真,选 C。

📌【题干】

Question

(2010年江西卷(文)) 如图, 是正方体 的棱 的中点,给出下列命题: ①过 点有且只有一条直线与直线 、 都相交; ②过 点有且只有一条直线与直线 、 都垂直; ③过 点有且只有一个平面与直线 、 都相交; ④过 点有且只有一个平面与直线 、 都平行. 其中真命题是()

A. ②③④      B. ①③④      C. ①②④      D. ①②③

🔍【思路分析】

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  1. ①:设过 与 交于 的直线交 于 ,, 与 共线,由两点定线可证唯一。
  2. ②:与 、 都垂直的方向由两线方向唯一确定(垂直于两者所张的平面方向),过 该方向直线唯一。
  3. ③:过 且与 相交的平面可绕直线 转动,转动中仍与 相交的有无穷多个,③假。
  4. ④:与两线都平行的平面,其法向量须同时垂直两线方向,方向唯一,平面唯一,④真。

✅【答案】

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C

✍【详细解析】

Abstract

设正方体棱长为 ,以 为原点建立坐标系:,, 分别为 ,, 轴. 则 ,:过 沿 轴方向,:过 沿 轴负方向. ①设所求直线与 交于点 、与 交于点 . 直线 要过 ,即 ,, 三点共线. 在直线 上、 在直线 上各含一个参数,共线条件给出方程组,可解得唯一解,故这样的直线有且只有一条,①正确. ②与 、 都垂直的直线,其方向向量须同时垂直两直线的方向向量,而这两个方向向量不共线,故方向向量按模只差倍数地唯一确定;过点 沿该方向的直线有且只有一条,②正确. ③过 与 相交的平面:平面过 与 上一点 ,即过直线 ;这样的平面绕直线 可转动,其中与 相交的平面有无穷多个(转动一个小角度不改变相交性),故并非有且只有一个,③错误. ④与 、 都平行的平面,其法向量须同时垂直两直线的方向向量,方向唯一;过点 以该法向量为法向量的平面有且只有一个,④正确. 综上真命题为①②④,选 C.

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:空间命题的存在唯一性

核心方法:相交直线唯一、垂直直线唯一、平行平面唯一、相交平面无穷多,逐一构造或反证

避坑指南:③的”有且只有一个”是陷阱:过 与 相交的平面绕交线转动,仍与 相交的有无穷多个;“存在唯一”四个字要按”存在”与”唯一”两半拆开验证。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:异面直线的公垂线唯一、过线外一点平行于异面直线的平面唯一,是空间唯一性命题的两大支柱。

结论推广:方向向量定直线、法向量定平面:与两不平行方向都垂直(平行)的方向(法向)按模唯一。

方法推广:空间命题真假判定题的通用流程:先举正例证”存在”,再反证”唯一”,或找反例推翻。

🔗【关联脉络】

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