- 空间点、线、面的位置关系
- 共375题
如图,在直三棱柱中,
,
是棱
上的一点,
是
的延长线与
的延长线的交点,且
∥平面
。
(1)求证:;
(2)求二面角的平面角的正弦值。
正确答案
见解析。
解析
(1)连接交
于
∵∥平面
,
面
,
面面
,
∴∥
又
为
的中点,
∴为
中点∴
为
中点 ,
∴∴
.
(2)∵在直三棱柱中,
,
∴ 。
以为坐标原点,以
,
所在直线建立空间直角坐标系如图所示。
由(1)知为
中点,
∴点坐标分别为
,
,
,
。
设平面的法向量
,
∵且
,
∴取
,∴
,
同理,平面的法向量
.
设二面角平面角为
,
则,
∴ 。
知识点
在如图所示的几何体中,面为正方形,面
为等腰梯形,
//
,
,
,
。
(1)求证:平面
;
(2)线段上是否存在点
,使平面
平面
?证明你的结论。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)证明:因为
在△中,由余弦定理可得
所以。
又因为,
所以平面
。
(2)
线段上不存在点
,使平面
平面
,
证明如下:
因为平面
,所以
。
因为,所以
平面
。
所以两两互相垂直,如图建立的空间直角坐标系
。
在等腰梯形中,可得
。
设,所以
。
所以,
。
设平面的法向量为
,则有
所以 取
,得
,
假设线段上存在点
,设
,所以
。
设平面的法向量为
,则有
所以 取
,得
。
要使平面平面
,只需
,
即 , 此方程无解。
所以线段上不存在点
,使平面
平面
。
知识点
某音乐喷泉喷射的水珠呈抛物线形,它在每分钟内随时间(秒)的变化规律大致可用(为时间参数,
的单位:
)来描述,其中地面可作为
轴所在平面,泉眼为坐标原点,垂直于地面的直线为
轴。
(1)试求此喷泉喷射的圆形范围的半径最大值;
(2)若在一建筑物前计划修建一个矩形花坛并在花坛内装置两个这样的喷泉,则如何设计花坛的尺寸和两个喷水器的位置,才能使花坛的面积最大且能全部喷到水?
正确答案
见解析
解析
(1)当时,
因时,
,故
,
从而当,即当
时,
有最大值5,
所以此喷泉喷射的圆形范围的半径最大值是; ……6分
(2)设花坛的长、宽分别为xm,ym,根据要求,矩形花坛应在喷水区域内,顶点应恰好位于喷水区域的边界,依题意得:,(
)
问题转化为在,
的条件下,求
的最大值。 …8分
法一:,由
和
及
得:
………12分
法二:∵,
,
=
∴当,即
,
,由
可解得:
。
答:花坛的长为,宽为
,两喷水器位于矩形分成的两个正方形的中心,符合要求。 ……………13分
知识点
如图,公园有一块边长为2的等边△ABC的边角地,现修成草坪,图中DE把草坪分成面积相等的两部分,D在AB上,E在AC上。
(1)设AD=x(x0),ED=y,求用x表示y的函数关系式,并注明函数的定义域;
(2)如果DE是灌溉水管,为节约成本,希望它最短,DE的位置应在哪里?如果DE是参观线路,则希望它最长,DE的位置又应在哪里?请给予证明。
正确答案
见解析
解析
(1)在△ADE中,由余弦定理得:
,…………………………………………………………… 1分
又. ………… 2分
把代入得,
∴……………………………………………………………………4分
∵ ∴
即函数的定义域为.…………………………………………………… 6分
(2)如果DE是水管,则,
当且仅当,即
时“=”成立,故DE//BC,且DE=
.……………… 8分
如果DE是参观线路,记,则
∴函数在
上递减,在
上递增
故. …………………………………………………………… 10分
∴.
即DE为AB中线或AC中线时,DE最长.…………………………………………… 12分
知识点
已知为函数
的一个极值点。
(1)求及函数
的单调区间;
(2)若对于任意恒成立,求
取值范围。
正确答案
见解析。
解析
(1)
由得:
上单调递增,
在(-1,1)上单调递减
(2)时,
最小值为0
对
恒成立,分离参数得:
易知:时
知识点
如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是菱形,AB=2,∠BAD=60°。
(1)求证:BD⊥平面PAC;
(2)若PA=AB,求PB与AC所成角的余弦值;
(3)当平面PBC与平面PDC垂直时,求PA的长。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:因为四边形ABCD是菱形, 所以AC⊥BD。
又因为PA⊥平面ABCD, 所以PA⊥BD,
所以BD⊥平面PAC。
(2)设AC∩BD=O。 因为∠BAD=60°,PA=AB=2, 所以BO=1,AO=CO=。
如图,以O为坐标原点,OB、OC所在直线及过点O且与PA平行的直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间直
角坐标系O-xyz,则
P(0,-,2),A(0,-
,0),B(1,0,0),C(0,
,0)。
所以=(1,,-2),=(0,2
,0)。
设PB与AC所成角为θ,则
………………8分
(3)由(2)知=(-1,,0)。
设P(0,-,t) (t >0),则=(-1,-
,t)。
设平面PBC的法向量m=(x,y,z), 则·m=0,·m=0。
所以 令y=
,则x=3,z=
, 所以m=
。
同理,可求得平面PDC的法向量n=。
因为平面PBC⊥平面PDC, 所以m·n=0,即-6+=0。 解得t=
。
所以当平面PBC与平面PDC垂直时,PA=, ……………………12分
知识点
持续性的雾霾天气严重威胁着人们的身体健康,汽车的尾气排放是造成雾霾天气的重要因素之一.为此,某城市实施了机动车尾号限行,该市报社调查组为了解市区公众对“车辆限行”的态度,随机抽查了50人,将调查情况进行整理后制成下表:
(1)请估计该市公众对“车辆限行”的赞成率和被调查者的年龄平均值;
(2)若从年龄在[15,25),[25,35)的被调查者中各随机选取两人进行追踪调查,记被选4人中不赞成“车辆限行”的人数为,求随机变量
的分布列和数学期望;
(3)若在这50名被调查者中随机发出20份的调查问卷,记为所发到的20人中赞成“车辆限行”的人数,求使概率
取得最大值的整数
.
正确答案
见解析
解析
本小题主要考查样本频率分布、随机变量的分布列、数学期望等基础知识,考查数据处理能力、运算求解能力以及应用用意识,考查必然与或然思想等。
(1)该市公众对“车辆限行”的赞成率约为:,………………2分
被调查者年龄的平均约为:…4分
(2)依题意得:…………………5分
……………7分
所以的分布列是:
所以的数学期望
,………………9分
(3),其中
.……………10分
,……………11分
当即
时,
;
当即
时,
.……………12分
即;
.
故有:取得最大值时
.………………13分
知识点
21.已知双曲线的直线到原点的距离是
(1)求双曲线的方程;
(2)已知直线交双曲线于C、D不同的两点,试问:是否存在实数
,使得C、D都在以B为圆心的圆上,如果存在,求出
的值,如果不存在,请说明理由。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
19. 如图1所示 :在边长为的正方形
中,
,且
,
,
分别交
、
于
两点, 将正方形沿
、
折叠,使得
与
重合,构成如图2所示的三棱柱
.
(I)在底边上有一点
,且
∶
∶
, 求证:
平面
;
(II)求直线与平面
所成角的正弦值 .
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
18. 已知多面体ABCDE中,AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,AC=AD=CD=DE=2,AB=1,F为CE的中点。
(1)求证:AF⊥CD;
(2)求直线AC与平面CBE所成角的大小的余弦值。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
扫码查看完整答案与解析