- 空间点、线、面的位置关系
- 共375题
如图,在长方形中,
,
,
为
的中点,
为
的中点.现在沿
将三角形
向上折起,在折起的图形中解答下列两问:
(1)在线段上是否存在一点
,使
∥面
?若存在,请证明你的结论;若不存在,请说明理由;
(2)若面面
,求二面角
的余弦值。
正确答案
见解析。
解析
(1)
线段上存在一点
,且当
时,
∥面
………………………………1分
证明如下:
设为
的中点,连结
,则
∥
又因为,
为
的中点
所以∥
,所以
∥
,………………4分
面
,
面
,
∥面
…………………………………5分
(2)为
的中点,
,
为
的中点,
.
,
,
面
面
,
面
由此可以分别为
轴,建立坐标系如图………………………………7分
因为面
,所以
,又
,
,
面
,则
为面
的一个法向量。
因为,
,所以
,
……………………………9分
又可得:,
,所以
,
设面的法向量为
由,即
,令
,则
…11分
所以,故二面角
的余弦值为
………12分
知识点
如图,已知平面
,
平面
,
为等边三角形,
,
为
的中点。
(1)求证:平面
;
(2)求证:平面平面
;
(3)求直线和平面
所成角的正弦值。
正确答案
见解析。
解析
(1) 证明:取的中点
,连结
,
为
的中点,
,
平面
,
平面
,
,
,且
,
从而为平行四边形,
………………………………………………3分
平面
,
平面
,∴
平面
…………………………4分
(2) 证明:为等边三角形,
为
的中点,
,
平面
,
平面
,
,又
平面
…………………………………………………………………………6分
由 (1)知:,
平面
,
平面
,
平面
平面
…………………………………………………………………8分
(3) 解:
设,建立如图所示的坐标系
,则
,
,
,
,
,
∵为
的中点,∴
,
,
,
设平面的法向量为
,
由可得:
,令
,则
,取
.
设和平面
所成的角为
,则
∴直线和平面
所成角的正弦值为
. ……………………………………12分
知识点
如图所示的几何体是由以等边三角形ABC为底面的棱柱被平面DEF所截面得,已知FA⊥平面ABC,AB=2,BD=1,AF=2,
正确答案
解析
(1)证法一:
平面
,
平面
,
…………2分
又且
为
的中点,
平面
, ………………4分
平面
,
……………………………………………………………………6分
证法二:
如图,以为原点,
分别为
轴、
轴、
轴建立空间直角坐标系,
…………………………2分
即
………………6分
(2)解法一:
设平面的法向量为
………7分
设平面的法向量为
由得
,
解得, …………………………9分
所以 , …………………11分
故平面与平面
相交所成锐二面角的大小为
. …………………12分
知识点
如图,某种水箱用的“浮球”,是由两个半球和一个圆柱筒组成. 已知球的直径是,圆柱筒长
.[
(1)这种“浮球”的体积是多少(结果精确到0.1)?
(2)要在这样个“浮球”表面涂一层胶质,如果每平方米需要涂胶
克,共需胶多少?
正确答案
(1)169.9(2)1200
克
解析
解析:(1),
,
…………2分
,
…………2分
…………2分
(2)…………2分
…………2分
1个“浮球”的表面积
2500个“浮球”的表面积的和
所用胶的质量为(克)…………2分
答:这种浮球的体积约为;供需胶
克.
知识点
已知某四棱锥,底面是边长为2的正方形,且俯视图如右图所示.若该四棱锥的侧视图为直角三角形,则它的体积为__________。
正确答案
解析
易知
知识点
设实数满足条件
,若目标函数
的最大值为12,则
的最小值为( )
正确答案
解析
不等式表示的平面区域如图所示阴影部分,
当直线ax+by=z(a>0,b>0)
过直线4x-y-10=0与直线x-2y+8=0的交点(4,6)时,目标函数z=ax+by(a>0,b>0)取得最大12
∴4a+6b=12即2a+3b=6
则,当且仅当
即
时取等号,故选A.
知识点
如图,正方形ADEF与梯形ABCD所在平面互相垂直,AD⊥CD,AB//CD,AB=AD=,点M在线段EC上且不与E、C重合。
(1)当点M是EC中点时,求证:BM//平面ADEF;
(2)当平面BDM与平面ABF所成锐二面角的余弦值为时,求三棱锥M—BDE的体积.
正确答案
见解析
解析
(1)以分别为
轴建立空间直角坐标系
则
的一个法向量
,
。即
………………………..4分
(2)依题意设,
设面的法向量
则,
令,则
,面
的法向量
,解得
………………10分
为EC的中点,
,
到面
的距离
…………………………………………………………12分
另解:用传统方法证明相应给分。
知识点
已知函数有最小值。
(1)求实常数的取值范围;
(2)设为定义在
上的奇函数,且当
时,
,求
的解析式。
正确答案
(1)(2)
解析
(1)……………………………………3分
所以,当时,
有最小值,………………………………………3分
(2)由为奇函数,有
,得
。 ………………………2分
设,则
,由
为奇函数,得
。 …4分
所以,…………
………………………………………2分
知识点
如图,在中,
,斜边
。
可以通过
以直线
为轴旋转得到,且二面角
是直二面角,动点
的斜边
上。
(1)求证:平面平面
;
(2)当为
的中点时,求异面直线
与
所成角的大小;
(3)求与平面
所成角的最大值。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)由题意,,
,
是二面角
的平面角,
又二面角
是直二面角,
,又
,
平面
,又
平面
。
平面
平面
。 --------4分
(2)作,垂足为
,连结
,则
,
是异面直线
与
所成的角。 - -------------------------5分
在中,
,
,
,又
。
在
中,
。 ----------7分
异面直线
与
所成角的大小为
。 --------------------8分
(3)由(I)知,平面
,
是
与平面
所成的角,且
,当
最小时,
最大………………10分
这时,,垂足为
,
,
,
与平面
所成角的最大值为
。- ----------------------12
知识点
如图,四棱锥中,底面ABCD是矩形,
⊥平面ABCD,且
,
,点E是AB上一点,AE等于何值时,二面角
的平面角为
。
正确答案
见解析。
解析
以D为原点,射线DA、DC、DP为轴正方向建立空间直角坐标系,
设,则
,
设平面的法向量为
,
记
而平面ECD的法向量,
则二面角D1—EC—D的平面角
。
当AE=
时,二面角
的平面角为
。
知识点
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