- 空间点、线、面的位置关系
- 共375题
如图2,三角形所在的平面与长方形
所在的平面垂直,
,
,
.点
是
边的中点,点
、
分别在线段
、
上,且
,
.
21.证明:;
22.求二面角的正切值;
23.求直线与直线
所成角的余弦值.
正确答案
(1)见解析;
解析
(1)证明:∵ 且点
为
的中点,
∴ ,又平面
平
面
,且平面
平面
,
平面
,
∴ 平面
,又
平面
,
∴ ;
考查方向
解题思路
第一问,利用面面垂直的性质定理,可得,于是可证得线线垂直。第二问以及第三问,先找到所求的角,然后利用相关知识算出角即可,也可以建立适当的空间直角坐标系,利用向量法求出角。
易错点
定理的应用不熟练以及建系求角过程中,计算错误。
正确答案
;
解析
(2)∵ 是矩形,
∴ ,又平面
平面
,且平面
平面
,
平面
,
∴ 平面
,又
、
平面
,
∴ ,
,
∴ 即为二面角
的平面角,
在中,
,
,
,
∴ 即二面角
的正切值为
;
考查方向
解题思路
第一问,利用面面垂直的性质定理,可得,于是可证得线线垂直。第二问以及第三问,先找到所求的角,然后利用相关知识算出角即可,也可以建立适当的空间直角坐标系,利用向量法求出角。
易错点
定理的应用不熟练以及建系求角过程中,计算错误。
正确答案
。
解析
(3)如下图所示,连接,
∵ ,
即
,
∴ ,
∴ 为直线
与直线
所成角或其补角,
在中,
,
,
由余弦定理可得,
∴ 直线与直线
所成角的余弦值为
.
考查方向
解题思路
第一问,利用面面垂直的性质定理,可得,于是可证得线线垂直。第二问以及第三问,先找到所求的角,然后利用相关知识算出角即可,也可以建立适当的空间直角坐标系,利用向量法求出角。
易错点
定理的应用不熟练以及建系求角过程中,计算错误。
如图4,直三棱柱ABC-AB
C
的底面是边长为2的正三角形,E,F分别是BC,CC
的中点.
20.证明:平面AEF⊥平面BBCC
;
21.若直线AC与平面A
ABB
所成的角为45
,求三棱锥F-AEC的体积。
正确答案
如图,因为三棱柱是直三棱柱,
所以,又E是正三角形
的边BC的中点,所以
因此
,而
,
所以.
解析
见答案
考查方向
解题思路
先证明,
得到
,由面面垂直的判断定理得到
.
易错点
不会证明进而由面面垂直的判断定理得到
.
正确答案
.
解析
设AB的中点为D,连接,因为
是正三角形,所以
,又三棱柱
是直三棱柱,所以
,因此CD
平面
,于是
是直线
与平面
所成的角,
由题设知,
所以,,
在中,
,所以
,
故三棱锥F-AEC的体积.
考查方向
解题思路
设AB的中点为D,证明是直线
与平面
所成的角,
由题设知,求出棱锥的高与底面面积即可求解几何体的体积。.
易错点
找不到直线与平面所成的角;
13.如图,三棱锥A-BCD中,AB=AC=BD=CD=3,AD=BC=2,点M,N分别是AD,BC的中点,则异面直线AN,CM所成的角的余弦值是 .
正确答案
;
解析
试题分析:利用中位线作出异面直线所成的角,然后在三角形中利用余弦定理求出余弦值即可。
连结ND,取ND 的中点为E,连结ME,则ME∥AN,异面直线AN,CM所成的角就是∠EMC,
∵,∴
,
又∵EN⊥NC,∴,
∴.
故答案为:.
考查方向
解题思路
连结ND,取ND 的中点为E,连结ME说明异面直线AN,CM所成的角
就是∠EMC通过解三角形,求解即可.
易错点
异面直线所成的角为锐角或直角.
知识点
14.如图,四边形ABCD和ADPQ均为正方形,它们所在的平面互相垂直,动点M在线段PQ上,E、F分别为AB、BC的中点。设异面直线EM与AF所成的角为,则
的最大值为 .
正确答案
解析
建立坐标系如图所示.设,则
.设
,则
,由于异面直线所成角的范围为
,所以,
令
,则
,当t=1时取等号,,所以
,当y=0时取得最大值。
考查方向
解题思路
建立坐标系后直接根据坐标求解即可;
易错点
1.点或向量的坐标写错;
不会利用基本不等式求最值。
知识点
5.已知异面直线与
所成角为锐角,下列结论不正确的是
正确答案
解析
A. 符合异面直线定义,正确 ;B. 举出特例, 如图,正确;
C.正确,假设存在平面,根据线面垂直的性质定理可知,垂直于同一个平面的两条直线互相平行,这与题中的异面相矛盾; D. 不正确, 若存在这样的平面, 依题中条件可以得出直线a与直线b互相垂直. 这与题中a与b成锐角矛盾.
考查方向
解题思路
根据题中的叙述条件画出图形, 结合定理.公理.性质进行论证.
易错点
对定理和性质掌握不准易出错
知识点
16.如图,在凸四边形中,
,
,
,
.当
变化时,对角线
的最大值为_________.
正确答案
解析
在三角形BCD中,
因为角ABC在内
所以可以最大值为1
所以BD的最大值为
考查方向
解三角形,余弦定理
解题思路
将BD用含有已知线段长,角度表示出来,然后化简变换,求出最值。
易错点
化简错误,计算错误
教师点评
求最值之类的问题,一般都是先用其他已知条件表示出来,然后利用三角函数或者不等式的性质判断出得到最值的情况。
知识点
如图13,四棱锥PABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,E为PD的中点。
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:连接BD交AC于点O,连接EO.
因为ABCD为矩形,所以O为BD的中点。
又E为PD的中点,所以EO∥PB.
因为EO⊂平面AEC,PB⊄平面AEC,
所以PB∥平面AEC.
(2)
因为PA⊥平面ABCD,ABCD为矩形,
所以AB,AD,AP两两垂直。
知识点
如图,四棱锥S﹣ABCD的底面为正方形,SD⊥底面ABCD,则下列结论中不正确的是( )
正确答案
解析
∵SD⊥底面ABCD,底面ABCD为正方形,
∴连接BD,则BD⊥AC,根据三垂线定理,可得AC⊥SB,故A正确;
∵AB∥CD,AB⊄平面SCD,CD⊂平面SCD,
∴AB∥平面SCD,故B正确;
∵SD⊥底面ABCD,
∠SAD是SA与平面SBD所成的角,∠SCD是SC与平面SBD所成的角,
而△SAD≌△SBD,
∴∠SAD=∠SCD,即SA与平面SBD所成的角等于SC与平面SBD所成的角,故C正确;
∵AB∥CD,∴AB与SC所成的角是∠SCD,DC与SA所成的角是∠SAB,
而这两个角显然不相等,故D不正确;
故选D。
知识点
16.如图,在直三棱柱中,已知
.设
的中点为D,
求证:(1)
(2)
正确答案
证明:(1)由题意知,为
的中点,
又为
的中点,因此
.
又因为平面
,
平面
,
所以平面
.
(2)因为棱柱是直三棱柱,
所以平面
.
因为平面
,所以
.
又因为,
平面
,
平面
,
,
所以平面
.
又因为平面
,所以
.
因为,所以矩形
是正方形,因此
.
因为,
平面
,
,所以
平面
.
又因为平面
,所以
.
解析
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知识点
6. 在长方体中,若
,
,则异面直线
与
所成角的大小为
正确答案
解析
因为所以
与
所成的角即为
与
所成的角,即
,因为
,所以
。
考查方向
解题思路
异面直线所成的角要通过平移找到所求的角。
易错点
寻找异面直线所成的角要找对。
知识点
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