- 直线、平面垂直的判定与性质
- 共445题
19.如图4所示,在矩形中,
,
为线段
的中点,
是
的中点,将
沿直线
翻折成
,使得
,
(Ⅰ)求证:平面平面
;
(Ⅱ)若四棱锥的体积为
,求点F到平面
的距离.
正确答案
(1)略;(2);
解析
.证明:(Ⅰ)∵,
为线段
的中点,
∴,
,-------------------------------------------------------1分
故在四棱锥中,
又∵,且
、
为相交直线,
∴平面
,-----------------------------------------------------------3分
又平面
,∴平面
平面
;---------------------------------5分
(Ⅱ)设,则
,
,
在等腰直角中,
,
;---------------------------6分
由(Ⅰ)知是四棱锥
的高,
故,
整理得,∴
,--------------------------8分
连结,在
中,由余弦定理可求得
,
于是,
∵ 为等腰三角形,其面积
;------------------------------------10分
设点F到平面
的距离为
,因
,
由
所以点F到平面的距离为
-----------------------------------------------12分
考查方向
解题思路
第(1)问先根据等腰证明,进而可以证明
平面
;
第(2)问先证明是四棱锥
的高,然后利用等体积法求出点F到平面
的距离。
易错点
无法找到线面垂直的条件;找不到是四棱锥
的高。
知识点
4.设是不同的平面,
是不同的直线,则由下列条件能得出
的是( )
正确答案
解析
由知
,又因为
,所以
,故本题选择A选项。
考查方向
解题思路
直接根据相关定理进行判断。
易错点
空间点线面的位置关系、线线、线面、面面平行与垂直的相关定理不熟悉导致出错。
知识点
一个正方体的平面展开图及该正方体的直观图的示意图如图所示.
20.母F,G,H标记在正方体相应地顶点处(不需要说明理由)
21.面BEG与平面ACH的位置关系.并说明你的结论.
22.证明:直线DF平面BEG
正确答案
点F,G,H的位置如图所示
解析
见答案
考查方向
解题思路
1.第(1)问直接标出即可;
易错点
1.将展开图还原出错;
正确答案
平面BEG∥平面ACH;
解析
平面BEG∥平面ACH.证明如下
因为ABCD-EFGH为正方体,所以BC∥FG,BC=FG
又FG∥EH,FG=EH,所以BC∥EH,BC=EH
于是BCEH为平行四边形
所以BE∥CH
又CH平面ACH,BE
平面ACH,
所以BE∥平面ACH
同理BG∥平面ACH
又BE∩BG=B
所以平面BEG∥平面ACH
考查方向
解题思路
第(2)问先判断平面BEG∥平面ACH.然后证明即可;
易错点
将展开图还原出错;第(3)问找不到证明直线DF平面BEG的条件导致证明不出来。
正确答案
证明详见解析
解析
(Ⅲ)连接FH
因为ABCD-EFGH为正方体,所以DH⊥平面EFGH
因为EG平面EFGH,所以DH⊥EG
又EG⊥FH,EG∩FH=O,所以EG⊥平面BFHD
又DF平面BFDH,所以DF⊥EG
同理DF⊥BG
又EG∩BG=G
所以DF⊥平面BEG.
考查方向
解题思路
第(3)问先证明DH⊥EG,然后证明EG⊥平面BFHD,得到所以DF⊥EG,同理得到DF⊥BG,即可证明所证明的结论。
易错点
2.第(3)问找不到证明直线DF平面BEG的条件导致证明不出来。
8.下列关于空间的直线和平面的叙述,正确的是
正确答案
解析
A答案还可以为相交和异面,B答案中的两个平面还可以相交,D答案中的两个平面的位置关系还可以是平行的,所以正确答案是C.
考查方向
解题思路
可以逐一进行判断找到正确的答案。
易错点
判断出错。
知识点
19. 如图,在三棱锥中,
平面
90°,E是AB的中点,M是CE的中点,N点在PB上,且
.
(I)证明:平面平面PAB;
(II)证明:
MN//平面PAC.
正确答案
见解析
解析
考查方向
解题思路
该题解题关键在于找到所求内容的突破点
1)根据平面
2)由线面垂直得到面面垂直
3)取AE的中点,借助中位线由面面平行证明线面平行
易错点
本题容易在辅助线建立过程出错
知识点
如图,直三棱柱ABCA1B1C1的底面是边长为2的正三角形,E,F分别是BC,CC1的中点.
19.证明:平面AEF⊥平面B1BCC1;
20.若直线A1C与平面A1ABB1所成的角为45°,求三棱锥FAEC的体积.
正确答案
(1)略;
解析
(Ⅰ)证明:如图,因为三棱柱ABC A1B1C1是直三棱柱,所以AE⊥BB1.
又E是正三角形ABC的边BC的中点,所以AE⊥BC.
又,因此AE⊥平面B1BCC1.
而AE⊂平面AEF,所以平面AEF⊥平面B1BCC1.
考查方向
解题思路
1)第一问通过等边三角形的性质找到AE⊥BC,再由线面垂直的判定得到线面垂直,最后得到面面垂直;
2)第二问先找到直线A1C与平面A1ABB1所成的角,通过线面角求得A1D=CD=,进而求得体积。
易错点
证明面面垂直找不到线面垂直的条件,由已知的线面角找不出长度的关系。
正确答案
(2)
解析
(Ⅱ)设AB的中点为D,连接A1D,CD.
因为△ABC是正三角形,所以CD⊥AB.
又三棱柱ABC A1B1C1是直三棱柱,所以CD⊥AA1.
又,因此CD⊥平面A1ABB1,
于是∠CA1D为直线A1C与平面A1ABB1所成的角.
由题设,∠CA1D=45°,所以A1D=CD=.
在Rt△AA1D中,AA1=
故三棱锥F AEC的体积V=
考查方向
解题思路
1)第一问通过等边三角形的性质找到AE⊥BC,再由线面垂直的判定得到线面垂直,最后得到面面垂直;
2)第二问先找到直线A1C与平面A1ABB1所成的角,通过线面角求得A1D=CD=,进而求得体积。
易错点
证明面面垂直找不到线面垂直的条件,由已知的线面角找不出长度的关系。
如图,在三棱柱中,
,点
分别是
的中点,
,
.
20.求证:平面
;
21.求证:平面⊥平面
.
正确答案
(Ⅰ)略.
解析
(Ⅰ)连接,交
于点
,连接
.
在三棱柱中,
四边形是平行四边形,
为
的中点.
又∵是
的中点,∴
.
又∵平面
,
平面
,
∴平面
.
考查方向
解题思路
先根据题中给出的条件证明后利用线面平行的判定定理即可证明;
易错点
不会从图中找与直线平行的直线;
正确答案
(Ⅱ)略.
解析
(Ⅱ)∵,
,∴△
为正三角形,∴
.
∵,
,∴△
为正三角形.
∵为
的中点,∴
,
.
∵为
的中点,
为
的中点,
,∴
.
∵,∴
,∴
∵平面
,
平面
,
,
∴平面
.
∵平面
,
∴平面⊥平面
.
考查方向
解题思路
先证明平面
,后利用面面垂直的判定定理证明即可。
易错点
找不到哪条线垂直于那个平面导致根本没有思路。
如图,在四棱锥P-ABCD中,PC⊥平面ABCD,
21.求证:;
22.求证:;
23.设点E为AB的中点,在棱PB上是否存在点F,使得?说明理由.
正确答案
(I)因为平面
,
所以.
又因为,
所以平面
考查方向
解题思路
(1)利用直线垂直平面的判定定理证明
(2)利用平面垂直平面的判定定理证明
(3)利用直线平行平面的判定分析
易错点
应用直线垂直平面的判定定理时,要注意直线垂直平面中的2条相交线
应用直线平行平面的判定定理时,要注意平面外一条直线平行面内一条直线
正确答案
因为,
,
所以.
因为平面
,
所以.
所以平面
.
所以平面平面
.
考查方向
解题思路
(1)利用直线垂直平面的判定定理证明
(2)利用平面垂直平面的判定定理证明
(3)利用直线平行平面的判定分析
易错点
应用直线垂直平面的判定定理时,要注意直线垂直平面中的2条相交线
应用直线平行平面的判定定理时,要注意平面外一条直线平行面内一条直线
正确答案
棱上存在点
,使得
平面
.证明如下:
取中点
,连结
,
,
.
又因为为
的中点,
所以.
又因为平面
,
所以平面
.
考查方向
解题思路
(1)利用直线垂直平面的判定定理证明
(2)利用平面垂直平面的判定定理证明
(3)利用直线平行平面的判定分析
易错点
应用直线垂直平面的判定定理时,要注意直线垂直平面中的2条相交线
应用直线平行平面的判定定理时,要注意平面外一条直线平行面内一条直线
如图,圆柱中,
为下底面圆
的直径,
为上底面圆
的直径,
,点
、
在圆
上,且
,且
,
.
21.求证:平面平面
;
22.若与底面所成角为
,求几何体
的体积.
正确答案
详见解析
解析
(Ⅰ)由已知,,
,且
,故
平面
,所以平面
平面
. ………… 5分
考查方向
线面垂直的性质与判定,面面垂直的性质与判定
解题思路
根据题意,由线面垂直证明面面垂直
易错点
空间感弱,逻辑关系混乱
正确答案
详见解析
解析
(Ⅱ)因垂直于底面,若
与底面所成角为
,则
,故
,
则四棱锥的高为
,又
,
;三棱锥
的高为1,而
中,
,
,所以
,则
,所以几何体
的体积为
. ………… 12分
考查方向
求几何体的体积
解题思路
根据题意,求出几何体的体积的相关线段,然后计算求得
易错点
计算能力弱,空间感弱
18. 如图四边形ABCD为菱形,G为AC与BD交点,,
(1)证明:平面平面
;
(2)若,
三棱锥
的体积为
,求该三棱锥的侧面积.
正确答案
(1)因为四边形ABCD为菱形,所以AC⊥BD.
因为BE⊥平面ABCD,所以AC⊥BE,故AC⊥平面BED.
又AC平面AEC,所以平面AEC⊥平面BED.
(2)设AB=,在菱形ABCD中,又∠ABC=
,可得
AG=GC=,GB=GD=
.
因为AE⊥EC,所以在Rt△AEC中,可的EG=.
由BE⊥平面ABCD,知△EBG为直角三角形,可得BE=.
由已知得,三棱锥E-ACD的体积=
×
AC·GD·BE=
.
故=2
从而可得AE=EC=ED=.
所以△EAC的面积为3,△EAD的面积与 △ECD的面积均为.
故三棱锥E-ACD的侧面积为3+2.
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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