- 直线、平面垂直的判定与性质
- 共445题
如图5,AB是圆O的直径,点C是弧AB的中点,点V是圆O所在平面外一点,是AC的中点,已知
,
.
(1)求证:OD//平面VBC;
(2)求证:AC⊥平面VOD;
(3)求棱锥的体积.
正确答案
见解析。
解析
(1)∵ O、D分别是AB和AC的中点,∴OD//BC .
又面VBC,
面VBC,∴OD//平面VBC.
(2)∵VA=VB,O为AB中点,∴.
连接,在
和
中,
,
∴≌VOC ,∴
=VOC=90, ∴
.
∵,
平面ABC,
平面ABC, ∴VO⊥平面ABC.
∵平面ABC,∴
.
又∵,
是
的中点,∴
.
∵VO平面VOD,VD平面VOD,,∴ AC
平面DOV.
(3)由(2)知是棱锥
的高,且
.
又∵点C是弧的中点,∴,且
,
∴三角形的面积
,
∴棱锥的体积为
,
故棱锥的体积为
.
知识点
如图3,在四棱锥中,底面ABCD是边长为2的菱形,且DAB=60. 侧面PAD为正三角形,其所在的平面垂直于底面ABCD,G为AD边的中点.
(1)求证:BG平面PAD;
(2)求三棱锥G—CDP的体积;
(3)若E为BC边的中点,能否在棱PC上找到一点F,使平面DEF平面ABCD,并证明你的结论.
正确答案
见解析。
解析
证明:连结BD.
因为ABCD为棱形,且∠DAB=60°,所以ABD为正三角形.
又G为AD的中点,所以BG⊥AD.
又平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,
∴BG⊥平面PAD.
(2)因为G为正三角形PAD的边AD的中点,所以PGAD.
又平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,
所以PG⊥平面ABCD.
因为正三角形PAD的边长为2,所以.
在CDG中,CD=2,DG=1,∠CDG=120°,
所以.
故.
(3)当F为PC的中点时,平面DEF⊥平面ABCD.
取PC的中点F,连结DE,EF,DF,CG,且DE与CG相交于H.
因为E、G分别为BC、AD的中点,所以四边形CDGE为平行四边形.
故H为CG的中点. 又F为CP的中点,所以FH//PG.
由(2),得PG平面ABCD,所以FH平面ABCD.
又FH平面DEF,所以平面DEF⊥平面ABCD.
知识点
已知在如图的多面体中,AE⊥底面BEFC,AD∥EF∥BC,BE=AD= EF= BC,G是BC的中点。
(1)求证:AB∥平面DEG;
(2)求证:EG⊥平面BDF。
正确答案
见解析。
解析
知识点
如图,在长方形ABCD中,的中点,F为AE的中点.现在沿AE将三角形ADE向上折起,在折起的图形中解答下列两句:
(1)在线段AB上是否存在一点K,使BC//面DFK?若存在,请证明你的结论;若不存在,请说明理由;
(2)若面面ABCE,求证:面
面ADE.
正确答案
见解析。
解析
知识点
如图,内接于圆
,
是圆
的直径,四边形
为平行四边形,
平面
,
,
。
(1)求证:平面
;
(2)设,
表示三棱锥
的体积,求函数
的解析式及最大值,
正确答案
见解析。
解析
知识点
如图6,在三棱锥中,
,
,
为
的中点,
为
的中点,且△
为正三角形。
(1)求证:平面
;
(2)若,
,求点
到平面
的距离。
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:在正中,
是
的中点,所以
。
因为是
的中点,
是
的中点,所以
,故
。
又,
,
平面
,
所以平面
因为平面
,所以
。
又平面
,
所以平面
。
(2)解法1:设点到平面
的距离为
,
因为,
是
的中点,所以
。
因为为正三角形,所以
。
因为,所以
。
所以。
因为,
由(1)知,所以
。
在中,
,
所以。
因为,
所以,
即。
所以。
故点到平面
的距离为
。
解法2:
过点作直线
的垂线,交
的延长线于点
,
由(1)知,平面
,
,
所以平面
。
因为平面
,所以
。
因为,所以
平面
。
所以为点
到平面
的距离。
因为,
是
的中点,所以
。
因为为正三角形,所以
,……10分
因为为
的中点,所以
。
以下给出两种求的方法:
方法1:在△中,过点
作
的垂线,垂足为点
,
则。
因为,
所以
方法2:在△
中,
。 ①
在△
中,因为
,
所以,
即。 ②
由①,②解得。
故点到平面
的距离为
。
知识点
如图,在三棱锥中,
,
,
°,平面
平面
,
,
分别为
,
中点。
(1)求证:∥平面
;
(2)求证:;
(3)求三棱锥的体积。
正确答案
见解析
解析
(1)因为,
分别为
,
中点,
所以∥
,
又平面
,
平面
,
所以∥平面
. …………………4分
(2)连结,
因为∥
,又
°,
所以.
又,
为
中点,
所以.
所以平面
,
所以. …………………9分
(3)因为平面平面
,
有,
所以平面
,
所以. …………14分
知识点
如图,正方形ADEF所在平面和等腰梯形所在平面ABCD垂直,已知BC=2AD=4,,
(1)
(2)求异面直线BE与AF所成的角;
(3)求该几何体的表面积。
正确答案
见解析。
解析
知识点
如图,在底面为直角梯形的四棱锥中,
,
平面
,
,
,
。
(1)求证:;
(2)设AC与BD相交于点O,在棱上是否存在点
,使得
∥平面
?若存在,确定点
位置。
正确答案
见解析
解析
(1)在直角梯形ABCD中,
所以,所以
. …………4分
又因为,所以
由,所以
所以 …………7分
(2)存在点,使得
∥平面
,此时
…………9分
证明:在PC上取点使得
,连接OE.
由,
所以,可得
…………13分
又因为
所以∥平面
…………14分
知识点
已知直线l、m、n及平面、
,下列命题中的假命题是 ( )
正确答案
解析
l和n可满足平行、相交、垂直等多种情况。
知识点
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