本题导读
本题考查空间直线、平面的位置关系,以及异面直线及其判定。
📌【题干】
Question
(2022年上海卷) 如图正方体 中,、、、 分别为棱 、、、 的中点,联结 ,.空间任意两点 、,若线段 上不存在点在线段 、 上,则称 两点可视,则下列选项中与点 可视的为 ()
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
🔍【思路分析】
破题导航
本题是一道“新定义”题,破题的关键是**“翻译”新定义**:
翻译“可视”:“线段 上不存在点在线段 上”,大白话就是:线段 与线段 不相交,且与线段 也不相交。
明确任务:题目要求找与 可视的点,也就是从 中挑出一个点(假设为 ),使得线段 既不和 相交,也不和 相交。
转化几何关系:在正方体中,如果两条直线共面且不平行,它们必然相交;如果它们是异面直线,则永远不可能相交。因此,我们只需要检查选项中的连线是否与目标线段共面。
✅【答案】
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D
✍【详细解析】
Abstract
A 选项分析:考察
因为 分别是正方体底面棱 的中点,所以 ,且 。
由此可知,四边形 是一个平行四边形(实际上是矩形),即 四点共面。
在这个平面内, 和 正好是这个平行四边形的两条对角线,它们必然在平面内相交。
既然相交了,就不满足“可视”的定义。故 A 错误。
B 选项分析:考察
考察正方体的对角截面 。显然, 四点共面。
在这个对角面内, 和 是矩形 的两条对角线,必然相交于正方体的中心。
故 B 错误。
C 选项分析:考察
点 是侧棱 的中点。
由于 在棱 上,所以 点也位于上述的对角截面 内。
在这个平面内,线段 与对角线 显然不平行,它们必然在平面内相交。
故 C 错误。
D 选项分析:考察
只能是 D 了。我们用严谨的几何方法验证:
与 异面:点 在平面 内,但点 (在 上) 显然不在该平面内。根据异面直线判定定理(过平面外一点与平面内一点的直线,和平面内不过该点的直线是异面直线), 穿过该平面于点 。而 在平面内且不过 ,所以 与 是异面直线,绝不相交。
与 异面:同理,点 在对角面 内,但点 不在该平面内。 与该平面交于 点,而 在平面内且不过 点,所以 与 也是异面直线,绝不相交。
既然 与这两条线段都不相交,满足“可视”的定义。
故选:D.
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
新定义题的解题策略:不要被陌生的名词(如“可视”)吓倒,认真读题,将新定义“翻译”成熟悉的数学语言(本题中“可视” “空间线段不相交”)。
异面直线的判定定理:判定两直线不相交的最有力武器。熟记其模型:“一平面的内一条直线,与平面外一点和平面内一点的连线(且交点不在已知直线上),必定是异面直线”。本题 D 选项的论证正是完美契合了该定理。
正方体中的常见共面截面:
对角面(如 ,)。
平行棱的中点截面(如本题中的 )。
做立体几何选择题时,优先寻找线段是否处于这些熟悉的共面截面中,是快速排错的捷径。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:待补
结论推广:待补
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