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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在直角梯形ABCP中,AP//BC,AP⊥AB,AB=BC=AP=2,D是AP的中点,E,F,G分别为PC、PD、CB的中点,将△PCD沿CD折起,使得PD⊥平面ABCD.

(1) 求证:平面PCD⊥平面PAD;

(2) 求二面角G-EF-D的大小;

正确答案

见解析

解析

(1)  证明:方法一:

∵PD⊥平面ABCD

∴PD⊥CD………………………………………………………………1分

∵CD⊥AD

∴CD⊥平面PAD………………………………………………………2分

∵CD平面PCD

∴平面PCD⊥平面PAD………………………………………………3分

方法二:略(向量法)

(2) 如图以D为原点,以为方向向量建立空间直角坐标系D-xyz.

则有关点及向量的坐标为: ………………………………4分

G(1,2,0),E(0,1,1),F(0,0,1)

=(0,-1,0),=(1,1,-1)……5分

设平面EFG的法向量为=(x,y,z)

      

=(1,0,1) ………………………………………………………………6分

平面PCD的一个法向量, =(1,0,0)…………………………………7分

∴cos………………………………8分

结合图知二面角G-EF-D的平面角为45°……………………………9分

PD=………………12分

知识点

平行关系的综合应用
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在直四棱柱中,底面为平行四边形,且的中点。

(1) 证明:∥平面

(2)求直线与平面所成角的正弦值。

正确答案

见解析

解析

(1) 证明:连接

因为,所以,

因为

所以∥面.

(2)作,分别令

轴,轴,轴,建立坐标系如图

因为

所以

所以

设面的法向量为,所以

化简得,令,则.

,则

设直线与面所成角为,则

所以,则直线与面所成角的正弦值为 。

知识点

平行关系的综合应用
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在四棱锥中,底面为菱形,

中点.

(1)若,求证:平面平面

(2)若平面平面,且,点在线段上,试

确定点的位置,使二面角大小为,并求出的值.

正确答案

见解析

解析

(1)的中点,,又底面为菱形, ,又平面,又平面,平面平面

(2)平面平面,平面平面,

平面.为坐标原点,分别以轴建立空间直角坐标系如图.

,设(),

所以,平面的一个法向量是

设平面的一个法向量为,所以

,-

由二面角大小为,可得:

,解得,此时-

知识点

平行关系的综合应用
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,正方形ABCD和ABEF的边长均为1,且它们所在平面互相垂直,G为BC的中点。

(1)求点G到平面ADE的距离;

(2)求直线AD与平面DEG所成的角。

正确答案

见解析

解析

解析:(1)

平面ADE。

点G与平面ADE的距离即为点B到平面ADE的距离,连结BF交AE于H,

平面ADE,

BH即为点B到平面ADE的距离  

点G到平面ADE的距离为  

(2)设DE中点为O,连结OG、OH,

四边形BHOG为平行四边形,GO//BH。

由(1)知,平面ADE,

平面ADE,又平面DEG,

平面DEG,

为直线AD与平面DEG所成的角  

   

法(2):(1)建立坐标系,

设平面ADE的法向量

   

   

(2)

设平面DEG的法向量

   

   

知识点

平行关系的综合应用
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图所示的几何体ABCDFE中,△ABC,△DFE都是等边三角形,且所在平面平行,四边形BCED为正方形,且所在平面垂直于平面ABC。

(1)证明:平面ADE∥平面BCF;

(2)求二面角D-AE-F的余弦值。

正确答案

见解析

解析

解析:

(1)取的中点

的中点,连接.

,又平面平面

所以平面,同理平面

所以AO//FG,又易得

所以四边形为平行四边形,所以,AG//OF

DE//BC,所以平面//平面

(2)

建立如图所示的空间直角坐标系,设,则,,

.

设平面的一个法向量是,则

,得

设平面的一个法向量是,则

,得.

所以

易知二面角为锐二面角,故其余弦值为

知识点

平行关系的综合应用
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