- 平行关系的综合应用
- 共162题
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
又
(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
由
知识点
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
的
直线为轴建立空间直角坐标系
则 …………7分
,
设
,平面
的法向量为
则即
令得到平面
的一个法向量为
……………………10分
<
>|
,|
<
,
>|=
依题意得=
……12分
知识点
已知函数,
.
(1)求函数的最小正周期;
(2)求在
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
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
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,ED
AB。
所以ED平面ABCD ………………1分
又因为BC平面ABCD,所以ED
BC。 ………………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,BD
BC ……………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D
xyz ……6分
则
…………7分
设,则
令是平面BEF的一个法向量,
则
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
或
所以 ………11分
所以
又因为,所以
或
………12分
当时,(*)式无解
当时,解得:
………13分
所以,或
. ………14分
知识点
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