- 直线、平面垂直的判定与性质
- 共445题
如图,在四棱锥中,底面
是矩形,
,
,
, N是棱
的中点.
(1)求证:平面
;
(2)求证:平面
;(3)在棱SC上是否存在一点P,使得
平面平面
?若存在,求出
的值;若不存在,说明理由.
正确答案
见解析
解析
(1)证明:因为底面是矩形,所以
,……………… 1分
又因为 平面
,
平面
,所以
平面
……………… 3分
(2)证明:因为 ,所以
平面SAD,……………… 5分
又因为 平面
,所以
.……………… 6分 因为
,且N为AD中点,所以
.
又因为 ,所以
平面
.………… 8分
(3)解:如图,连接BD交NC于点F,在平面SNC中过F作交
于点P,连接PB,PD.
因为 平面
,所以
平面
.…………… 11分
又因为 平面
,所以平面
平面
.……… 12分
在矩形中,因为
,所以
.在
中,因为
,
所以.则在棱SC上存在点P,使得平面
平面
,此时
. ……… 14分
知识点
如图,在直角梯形ABEF中,BE∥AF,∠FAB=90°,CD∥AB,将DCEF沿CD折起,使∠FDA=60°,得到一个空间几何体。
(1)求证:BE∥平面ADF;
(2)求证:AF⊥平面ABCD;
(3)求三棱锥E-BCD的体积。
正确答案
见解析。
解析
(1)
由已知条件可知,折叠之后平行关系不变,又因为
平面
,
平面
,所以
//平面
;
同理//平面
.
又平面
,
平面
//平面
.
又平面
,
∴//平面
.
(2)由于
,即
.
平面
,
平面
.
(3)法一:平面
,
.
又,
.
法二:取中点
,连接
.
由(2)易知⊥平面
,又平面
//平面
,
⊥平面
.
又,
.
,
,
.
.
知识点
在直角梯形ABCD中,ADBC,,
,如图(1),把
沿
翻折,使得平面
,如图(2)。
(1)求证:;
(2)求三棱锥的体积;
(3)在线段上是否存在点N,使得
?若存在,请求出
的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵平面,
,
∴, 2分又∵
,∴
。 …4分
(2)如图(1)在。
,在
。
∴。
如图(2),在,过点
做
于
,∴
。
, 7分∴
。
(3)在线段上存在点N,使得
,理由如下:
如图(2)在中,
,∴
,
过点E做交
于点N,则
,
∵, …10分
又,
,
,
又,∴
。
∴在线段上存在点N,使得
,此时
。
知识点
如图,四棱锥的底面是正方形,
平面
,
,
(1)求证:;
(2)求异面直线与
所成的角的大小.
正确答案
见解析
解析
(1)∵⊥平面
平面
∴CD⊥SD
又四边形ABCD是正方形,∴CD⊥AD
∴CD⊥平面SDA
平面
∴SA⊥CD.
(2)∵‖CD
∴或其补角是异面直线
与
所成角
由(1),BA⊥平面SDA,∴△SAB是直角三角形.
故异面直线SB与CD所成角的大小为.
知识点
如图,在五面体
中,四边形
是边长为
的正方形,
∥平面
,
,
,
,
是
的中点。
(1)求证:∥平面
;
(2)求证:平面
;
(3)求五面体的体积。
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:连接,
与
相交于点
,则点
是
的中点,连接
,
∵是
的中点,
∴∥
,
.
∵∥平面
,
平面
,平面
平面
,
∴∥
.
∵,
∴∥
,
.
∴四边形是平行四边形.
∴∥
,
.
∵平面
,
平面
,
∴∥平面
.
(2)证法1:取的中点
,连接
,则
,
由(1)知,∥
,且
,
∴四边形是平行四边形。
∴∥
,
.
在Rt△中,
,又
,得
.
∴.
在△中,
,
,
,
∴.
∴.
∴,即
.
∵四边形是正方形,
∴.
∵,
平面
,
平面
,
∴平面
.
证法2:在Rt△中,
为
的中点,
∴.
在△中,
,
∴.
∴.
∵∥
,
∴.
∵平面
,
平面
,
,
∴平面
.
∵平面
,
∴.
∵四边形是正方形,
∴.
∵平面
,
平面
,
,
∴平面
.
(3)
解:连接,
在Rt△中,
,
∴.
由(2)知平面
,且
∥
,
∴平面
.
∵平面
,
∥
,
∴平面
.
∴四棱锥的体积为
.
∴三棱锥的体积为
.
∴五面体的体积为
.
知识点
已知和
是两条不同的直线,
和
是两个不重合的平面,下面给出的条件中一定能推出
的是
正确答案
解析
略
知识点
图4,PA垂直于⊙O所在平面ABC,AB为⊙O的直径,PA=AB=2,,C是弧AB的中点.
(1)证明:BC平面PAC;
(2)证明:CFBP;
(3)求四棱锥C—AOFP的体积.
正确答案
见解析。
解析
(1)
证明:∵PA⊥平面ABC,BC⊥平面ABC,
∴BC⊥PA.
∵△ACB是直径所对的圆周角,
∴,即BCAC.
又∵,∴
平面
.
(2)证明:∵PA⊥平面ABC,OC⊥平面ABC,
∴OC⊥PA.
∵C是弧AB的中点,
∴△ABC是等腰三角形,AC=BC,
又O是AB的中点,∴OC⊥AB.
又∵,∴
平面
,又
平面
,
∴.
设BP的中点为E,连结AE,则,
∴.
∵,∴
平面
. 又
平面
,∴
.
(3)解:由(2)知平面
,∴
是三棱锥
的高,且
.
又∵,
∴
又∵
∴四棱锥的体积
知识点
给定空间中的直线l及平面,条件“直线l与平面α内的无数条直线都垂直”是“直线l与平面α垂直的 [答] ( )。
正确答案
解析
略
知识点
设m,n是平面内两条不同直线,l是平面
外的一条直线,则“l⊥m,l⊥n”是“l⊥
”的
正确答案
解析
略
知识点
如图,在底面是菱形的四棱锥中,
底面
,
为
中点,
。
(1)求证:平面
;
(2)求证:平面平面
;
(3)求二面角的正切值。
正确答案
见解析。
解析
(1)连接BD,交AC于点O,连接OE,在三角形BDP中,
O,E分别为BD,PD中点,
OE为中位线,
OE//PB,且OE
平面ACE,PB
平面ACE,
平面
。
(2)底面是菱形,
AC
BD
又底面
,
PA
BD
平面
平面
平面
平面
平面
(3)过点作直线
于点
,连接
,
由(2)知,平面
,
,故
平面
,
,故
为二面角
的平面角。
易得:
知识点
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