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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图5(1)中矩形中,已知, 分别为的中点,对角线交于点,沿把矩形折起,使平面与平面所成角为,如图5(2)。

(1)   求证:

(2)       求与平面所成角的正弦值。

正确答案

见解析

解析

解:(1)由题设,M,N是矩形的边AD和BC的中点,所以AMMN, BCMN, 折叠垂直关系不变,所以∠AMD 是平面与平面的平面角,依题意,所以∠AMD=60o

由AM=DM,可知△MAD是正三角形,所以AD=,在矩形ABCD中,AB=2,AD=,所以,BD=,由题可知BO=OD=,由勾股定理可知三角形BOD是直角三角形,所以BO⊥DO

解(1)设E,F是BD,CD的中点,则EFCD, OFCD, 所以,CD面OEF,

又BO=OD,所以BD,  面ABCD, , 平面BOD⊥平面ABCD

过A作AH⊥BD,由面面垂直的性质定理,可得AH⊥平面BOD,连结OH ,

所以OH是AO在平面BOD的投影,所以∠AOH为所求的角,即AO与平面BOD所成角。

AH是RT△ABD斜边上的高,所以AH=,BO=OD=

所以sin∠AOH=(14分)

方法二:空间向量:取MD,NC中点P,Q,如图建系,   …

Q(0,0,0),B(,0,0),D(0,,2),O(0,,1)

所以,1),(0,

所以0,即BO⊥DO(5分)

(2)

设平面BOD的法向量是,可得+=0

=0,令可得所以

设AO与平面BOD所成角为

=

知识点

平行关系的综合应用
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,PDCE为矩形,ABCD为梯形,平面平面ABCD,

(1)若M为PA中点,求证:AC//平面MDE;

(2)求平面PAD与平面PBC所成锐二面角的大小.

正确答案

见解析。

解析

(1)连结,交,连结

中,分别为两腰的中点 ,

                                       ………………2分

因为,又,所以平面   ……4分

(2)∵,∴,

平面,平面平面

平面,又平面,∴.………………6分

为空间坐标系的原点,分别以所在直线为轴建立空间直角坐标系,则,

设平面的单位法向量为,则可设      ………………8分

设面的法向量,应有

即:

解得:,所以  ………………………………11分

设平面所成锐二面角的大小为

                                        …………………12分

知识点

平行关系的综合应用
1
题型:填空题
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填空题 · 4 分

现有一根n节的竹竿,自上而下每节的长度依次构成等差数列,最上面一节长为   10cm,最下面的三节长度之和为114cm,第6节的长度是首节与末节长度的等比中    项,则n=           。

正确答案

16

解析

设对应的数列为,公差为。由题意知。由,解得,即,即,解得,所以,即,解得

知识点

平行关系的综合应用
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

已知四边形是菱形,

四边形是矩形 ,平面平面分别是的中点.

(1)求证 : 平面平面

(2)若平面与平面所成的角为

求直线与平面所成的角的正弦值

正确答案

见解析。

解析

(1)分别是的中点

所以------------①   ---------------1分

连接交与 ,因为四边形是菱形,所以的中点

,是三角形的中位线

---------②    --------------3 分

由①②知,平面平面--------------4分

(2)平面平面,所以平面----------------------------5分

的中点,平面

建系

,

    -----------------------------------------------------------6分

设平面的法向量为

,所以

平面的法向量             ---------------------------9分

,所以   -------------------------------10分

所以,设直线与平面所成的角为

 -------------------------------12分

知识点

平行关系的综合应用
1
题型:简答题
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简答题 · 16 分

已知等比数列的首项,公比,数列项和记为,前项积记为

(1)证明:

(2)求为何值时,取得最大值;

(3)证明:若数列中的任意相邻三项按从小到大排列,则总可以使其成等差数列;若所有这些等差数列的公差按从大到小的顺序依次记为,则数列为等比数列。

正确答案

见解析

解析

(1)证:,当n = 1时,等号成立
,当n = 2时,等号成立
∴S2≤Sn≤S1。                                                     

(2)解:
,∴当n≤10时,|Tn + 1| > |Tn|,当n≥11时,|Tn + 1| < |Tn|
故|Tn| max = |T11|             
又T10 < 0,,T11 < 0,T9 > 0,T12 > 0,∴Tn的最大值是T9和T12中的较大者
,∴T12 > T9
因此当n = 12时,Tn最大。                  

(3)证:∵,∴| an |随n增大而减小,an奇数项均正,偶数项均负
①当k是奇数时,设{an}中的任意相邻三项按从小到大排列为,则

,因此成等差数列,
公差 
②当k是偶数时,设{an}中的任意相邻三项按从小到大排列为,则

,因此成等差数列,
公差 
综上可知,中的任意相邻三项按从小到大排列,总可以使其成等差数列,且  ∵,∴数列{dn}为等比数列。        

知识点

平行关系的综合应用
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在直三棱柱中, =,点E、F分别是棱AB、BC上的动点,且AE=BF。

(1)求证:

(2)当三棱锥的体积取得最大值时,求二面角的余弦值。

正确答案

见解析

解析

解析:(1)证明:连由题设知侧面为正方形   

  (4分))

另证:建立空间直角坐标系,证明  (略)

(2)设,当且仅当时取等号,此时E、F分别为AB与BC的中点。 (6分)

以B为原点,BA为轴,BC为轴,为子轴建立空间直角坐标系,则

为平面的一个法向量,且 (8分)

设平面的法向量为

知识点

平行关系的综合应用
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,是以为直径的圆上异于的点,平面平面 分别是的中点,记平面与平面的交线为

(1)求证:直线平面

(2)直线上是否存在点,使直线分别与平面、直线所成的角互余?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由。

正确答案

见解析

解析

(1)证明:分别为中点,,又

//平面EFA  ……………………… 2分

又BC平面ABC,平面EFA∩平面ABC=      …………………4分

又BC⊥AC,平面PAC∩平面ABC=AC,平面PAC⊥平面ABC

∴BC⊥平面PAC   ∴⊥平面PAC    …………………………………6分

(2)以为坐标原点,所在的直线为轴,所在的直线为轴,过垂直面

直线为轴建立空间直角坐标系

 …………7分

,平面的法向量为

得到平面的一个法向量为   ……………………10分

>|,|>|=

依题意得=   

   ……12分

知识点

平行关系的综合应用
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

已知函数.

(1)求函数的最小正周期;

(2)求上的最大值和最小值.

正确答案

见解析

解析

于是(1)函数的最小正周期

(2) 

                  (12分)

知识点

平行关系的综合应用
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,直角梯形ABCD与等腰直角三角形ABE所在的平面互相垂直.

(1)求直线EC与平面ABE所成角的正弦值;

(2)线段EA上是否存在点F,使?若存在,求出;若不存在,请说明理由.

正确答案

见解析

解析

(1)设O为AB的中点,连接OD、OE,因为平面平面ABCD,且,

所以平面ABCD,所以,在直角梯形ABCD中,由CD=OB,可得,由OB、OD、OE两两垂直,建立如图所示的空间直角坐标系.

因为三角形EAB为等腰直角三角形,所以OA=OB=OD=OE=1             (2分)

由AB=2CD=2BC=2得,

所以,平面ABE的一个法向量为                 (4分)

设直线EC与平面ABE所成的角为,所以,

即直线EC与平面ABE所成角的正弦值为                             (6分)

(2)存在点F,且时,有平面FBD                          (7分)

证明如下:由,所以                (8分)

设平面FBD的法向量为,则有,

所以,取得,得                             (10分)

因为,且平面FBD,所以平面FBD.

即点F满足时,有平面FBD.                              (12分)

知识点

平行关系的综合应用
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,多面体ABCDEF中,平面ADEF⊥平面ABCD,正方形ADEF的边长为2,直角梯形ABCD中,AB∥CD,AD⊥DC,AB=2,CD=4。

(1)求证:BC⊥平面BDE;

(2)试在平面CDE上确定点P,使点P到直线DC、DE的距离相等,且AP与平面BEF所成的角等于30°。

正确答案

见解析

解析

解析:

(1)证明:因为平面ABEF平面ABCD,EDAB。

所以ED平面ABCD                                          ………………1分

又因为BC平面ABCD,所以EDBC。                        ………………2分

在直角梯形ABCD中,由已知可得

BC2=8,BD2=8,CD2=16,所以,CD 2=BC2+BD2 ,所以,BDBC     ……………4分

又因为EDBD=D,所以BC平面BDE。                         ……………5分

(2)如图建立空间直角坐标系Dxyz                                  ……6分

     …………7分

,则

是平面BEF的一个法向量,

所以,令,得所以        …………9分

因为AP与平面BEF所成的角等于

所以AP与所成的角为

所以                 ………11分

所以

又因为,所以                                ………12分

时,(*)式无解

时,解得:                                    ………13分

所以,.                            ………14分

知识点

平行关系的综合应用
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