- 直线、平面垂直的判定与性质
- 共445题
如图,已知平面ABC,
AB=AC=3,
,,
点E,F分别是BC,
的中点.
19.求证:EF∥平面 ;
20.求证:平面平面
.
21.求直线 与平面
所成角的大小.
正确答案
要证明EF∥平面, 只需证明EF||BA1 且EF
平面
证明:如图,连接,在△
中,因为E和F分别是BC,
的中点,所以EF||BA1 ,又因为EF
平面
, 所以EF∥平面
.
解析
见答案.
考查方向
易错点
线面关系与面面关系的转化
正确答案
要证明平面平面
,可证明
,
.
因为AB=AC,E为BC中点,所以,因为
平面ABC,BB1||AA1所以
平面ABC,从而
,又
,所以
平面
,又因为
平面
,所以平面
平面
.
解析
见答案.
考查方向
易错点
线面垂直于面面垂直的转化.
正确答案
.
解析
取 中点N,连接
,则
就是直线
与平面
所成角,Rt△
中,由
得直线
与平面
所成角为
.
取中点M和
中点N,连接
,NE因为N和E分别为
,BC中点,所以NE||BB1 ,
,故NE||AA1 ,
,所以A1N||AE ,
,又因为
平面
,所以
平面
,从而
就是直线
与平面
所成角,在△
中,可得AE=2,所以
=2,因为BM||AA1,BM=AA1 ,所以A1M||AB,A1M=AB 又由
,有
,在Rt△
中,可得
,在Rt△
中,
因此
,所以,直线
与平面
所成角为
.
考查方向
易错点
线面角定义的灵活运用
19. 如图,菱形ABCD的对角线AC与BD交于点O,点E,F分别在AD,CD上,AE=CF,EF交BD于点H,将△DEF沿EF折到△D′EF的位置.
(I)证明:;
(II)若,求五棱锥的D′-ABCFE体积.
正确答案
(Ⅰ)证明详见解析;(Ⅱ).
解析
(Ⅰ)证再证
(Ⅱ)证明
再证
平面
最后呢五棱锥
体积.
试题解析:(I)由已知得,
又由得
,故
由此得,所以
.
(II)由得
由得
所以
于是故
由(I)知,又
,
所以平面
于是
又由,所以,
平面
又由得
五边形的面积
所以五棱锥体积
考查方向
解题思路
(Ⅰ)先证再证
(Ⅱ)根据勾股定理证明
是直角三角形,从而得到
进而有
,证明
平面
根据四边形的面积EFAC加上三角形ABC的面积求得五边形
的面积,最后由椎体的体积公式求五棱锥
体积.
易错点
第一问证那两条线垂直。立体几何中的折叠问题,应注意折叠前后线段的长度、垂直关系哪些变了,哪些没变.
知识点
考生在第22、23、24题中任选一道作答,并用2B铅笔将答题卡上所选的题目对应的题号右侧方框涂黑,按所涂题号进行评分;多涂、多答,按所涂的首题进行评分.
22.【选修4—1】几何证明选讲(请回答27、28题)
如图,在中,
,
,
交
于点
,若满足
.
23.【选修4—4】极坐标与参数方程(请回答29、30题)
在直角坐标系中,以原点
为极点,
轴的正半轴为极轴,建立极坐标系.已知曲线的极坐标方程为
:
,
:
(
为参数).
24.【选修4—5】不等式选讲(请回答31、32题)
已知
27.求证:;
28.求线段的长度和EC的长度.
29.化,
的方程为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线;
30.若上的点
对应的参
数为
,
为
上的动点,求线段
的中点
到直线
距离的最小值.
31.求不等式的解集;
32.设为正实数,且
,求证:
。
正确答案
证明:由已知,所以
在以
为直径的圆上,由割线定理知:
,所以满足
。
解析
(Ⅰ)证明:由已知,所以
在以
为直径的圆上,由割线定理知:
,所以满足
。
考查方向
解题思路
由割线定理求解。
易错点
不会利用切割线定理来解答。。
正确答案
和EC=4.
解析
(Ⅱ)解:如图,过点作
于点
,由已知
,又因为
,所以
四点共圆,所以由割线定理知:
,①
同理四点共圆,由割线定理知:
②
①+②得
即
所以 ,由(1)可知
,所以满足
,即EC=4.
考查方向
解题思路
由割线定理求解。
易错点
不记得定理。
正确答案
(Ⅰ),
为圆心是
,半径是
的圆.
为中心在坐标原点,焦点在
轴上,长半轴长是
,短半轴长是
的椭圆.
解析
(Ⅰ),
为圆心是
,半径是
的圆.
为中心在坐标原点,焦点在
轴上,长半轴长是
,短半轴长是
的椭圆.
考查方向
解题思路
参数方程化为普通方程。
易错点
极坐标转不会化为直角坐标,参数方程不会转化为普通方程。
正确答案
解析
(Ⅱ)当时,
,
设则
,
为直线
,
到
的距离
从而当时,
取得最小值
考查方向
解题思路
极坐标方程化为直角坐标中的方程再利用点到直线的距离公式再结合三角函数即可。
易错点
不知道参数的几何意义。
正确答案
解析
(Ⅰ)解:不等式等价于不等式组
或
或
所以不等式的解集为
考查方向
解题思路
去掉绝对值分类讨论求解。
易错点
不会去掉绝对值。
正确答案
因为,所以
因为为正实数,所以由基本不等式得
(当且仅当
时取等号)
同理:;
,所以
所以
所以
解析
证明:因为,所以
因为为正实数,所以由基本不等式得
(当且仅当
时取等号)
同理:;
,所以
所以
所以
考查方向
解题思路
利用基本不等式来解决.
易错点
不会利用基本不等式处理。。
如图所示的几何体是由以正为底面的直棱柱(侧棱垂直于底面的棱柱)被平面
所截而得,
,
,
,
,
为
的中点.
20.求证:直线//平面
;
21.求直线与平面
所成的角的正弦值.
正确答案
见解析
解析
(1)证:取DE的中点G,连结GF.由三棱柱得,AF//BD//CE,
∵OG为梯形CBDE的中位线 ∴OG//CE,且OG=2
而CE//AF,且AF=2 ∴OGAF
∴四边形OAFG为平行四边形 ∴GF//OA
又OA平面DEF,GF
平面DEF ∴ OA//平面DEF
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
取DE的中点G,连结GF.由三棱柱得,AF//BD//CE,得到OG为梯形CBDE的中位线,证明得到四边形OAFG为平行四边形,利用线面平行的判断得到结论
易错点
本题容易在辅助线建立过程出错,空间直角坐标系建立及其坐标表示出错
正确答案
见解析
解析
(2)∵,
,∴
又,∴
在面BCED中,过C作,连CH,则
∴为直线FC和面DEF所成角。
在ΔCFH中,,
,
,
∴直线FC和面DEF所成角的正弦值为。
注:解法2可用等积法;解法3可用空间直角坐标系
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
通过在面BCED中,过C作,连CH,则
,做辅助线得到
为直线FC和面DEF所成角,利用边长关系得到直线FC和面DEF所成角的正弦值
易错点
本题容易在辅助线建立过程出错,空间直角坐标系建立及其坐标表示出错
如图,在三棱锥中,∠ABC=90°,AB=AC=2,
,
在底面ABC的射影为BC的中点,D为
的
中点.
18.证明: ⊥平面
;
19.求直线和平面
所成的角的正弦
值.
正确答案
详见解析;
解析
利用线面垂直的判定定理证得结论成立;
证明:∵AB=AC=2,D是的中点.
∴,
∵BC∥,
∴,
∵⊥面ABC,
∥AO,
∴
∵BC∩AO=O,
∴⊥平面
;
考查方向
解题思路
连接AO,,根据几何体的性质得出
,利用直线平面的垂直定理判断.
易错点
空间向量的计算.
正确答案
;
解析
建立坐标系如图
∵在三棱柱中,∠BAC=90°,AB=AC=2,
,
∴O(0,0,0),B(0,,0),
,
即,
,
,
设平面的法向量为
,
,即得出
,
得出,
,
∴,
可得出直线和平面
所成的角的正弦
值
.
考查方向
解题思路
利用空间向量的垂直得出平面的法向量
,根据
与
数量积求解余弦值,即可得出直线
和平面
所成的角的正弦值.
易错点
空间向量的计算.
如图,正三棱柱ABC—A1B1C1中,D是BC的中点,AA1=AB=1.
21.求证:A1C//平面AB1D;
22.求二面角B—AB1—D的大小;
正确答案
解法一:证明:连接A1B,设A1B∩AB1 = E,连接DE.
∵ABC—A1B1C1是正三棱柱,且AA1 = AB,
∴四边形A1ABB1是正方形,
∴E是A1B的中点,又D是BC的中点, ∴DE∥A1C. ……………… 4分
∵DE平面AB1D,A1C
平面AB1D, ∴A1C∥平面AB1D. …………6分
解法二:
如图,
证明:
连接A1B,设A1B∩AB1 = E,连接DE.
设A1A = AB = 1,
则
…………………………4分
,
……………………………………6分
考查方向
解题思路
利用三角形中位线定理证明DE//A1C,再利用线面平行的判定定理证明
易错点
熟悉线面平行的判定定理
正确答案
解析
解法一:在面ABC内作DF⊥AB于点F,在面A1ABB1内作FG⊥AB1于点G,连接DG.
∵平面A1ABB1⊥平面ABC, ∴DF⊥平面A1ABB1,
∴FG是DG在平面A1ABB1上的射影, ∵FG⊥AB1, ∴DG⊥AB1
∴∠FGD是二面角B—AB1—D的平面角 …………………………8分
设A1A = AB = 1,在正△ABC中,DF=
在△ABE中,, 在Rt△DFG中,
,
所以,二面角B—AB1—D的大小为 …………………………12分
解法二:
,
,
设是平面AB1D的法向量,则
,
故;
同理,可求得平面AB1B的法向量是 ……………………8分
设二面角B—AB1—D的大小为θ,,
∴二面角B—AB1—D的大小为 …………………………12分
考查方向
解题思路
先作出二面角的平面角,再证明,最后计算。(一作、二证、三计算)
易错点
熟悉二面角的计算
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