- 空间几何体的结构
- 共7713题
在四面体 中,
,且
分别是
的中点。
求证:(1)直线EF ∥面ACD ;(2)面EFC⊥面BCD .
正确答案
(Ⅰ)略(Ⅱ)略
本试题主要是考查了线面平行的判定和面面垂直的判定的综合运用。
(1)利用线面平行的判定定理,只要得到线线平行即可。
(2)对于面面垂直的判定,自然要通过线面垂直来判定面面垂直,或者建立空间直角坐标系,利用法向量与法向量的垂直来判定
(Ⅰ)∵ E,F 分别是AB,BD 的中点,∴EF 是△ABD 的中位线,∴EF∥AD,∵EF面ACD ,AD
面ACD ,∴直线EF∥面ACD .
(Ⅱ)∵ AD⊥BD ,EF∥AD,∴ EF⊥BD.∵CB="CD," F 是BD的中点,∴CF⊥BD.又EFCF=F,∴BD⊥面EFC.∵BD
面BCD,∴面EFC⊥面BCD
(13分)如图,已知正三棱柱的底面正三角形的边长是2,D是
的中点,直线
与侧面
所成的角是
.
⑴求二面角的大小;
⑵求点到平面
的距离.
正确答案
,
解:⑴设侧棱长为,取BC中点
,则
面
.∴
…2分
∴解得
…3分 过
作
于
,连
,
则.
为二面角
的平面角…5分
∵,
,
∴故二面角
的大小
为 …7分
⑵由⑴知面
,∴面
面
…9分
过作
于
,则
面
…11分
∴
∴到面
的距离为
…13分
解法二:⑴求侧棱长…3分 如图建立空间直角坐标系,则
,
,
,
设
是平面
的一个法向量,则由
得
…5分 而
是面
的一个法向量
∴.而所求二面角为锐角,
即二面角的大小为
…8分
⑵∵ ∴点
到面
的距离为
…12分
如图所示的几何体中,四边形是矩形,平面
平面
,已知
,若
分别是线段
上的动点,则
的最小值为 ;
正确答案
3
试题分析:将四棱锥E-ABCD的侧面AED、DEC、CEB展开铺平如图,连接AB,分别交CE和DE于N、M点,此时的的最小。
在△ABE中,AB2=AE2+BE2-2AE·BE·cos120°=9,所以的最小值为3.
点评:此题的关键是将三个侧面展开平铺,使在同一平面上,此时
的最小值即为线段AB的长。
一个水平放置的平面图形的斜二测直观图是直角梯形ABCD,如图所示,
∠ABC=45°,AB=AD=1,DC⊥BC,这个平面图形的面积为_____
正确答案
略
(本小题满分12分)
如图,在四棱锥中,底面
是平行四边形,
,且
,
,又
底面
,
,又
为边
上异于
的点,且
.
(1)求四棱锥的体积;
(2)求到平面
的距离.
正确答案
(1)
(2)A到平面PED之距为
解:(1)在四棱锥P-ABCD中,ABCD是平行四边形,
又AB=1,BC=2,则
四边形ABCD面积S=
又…………………(6分)
(2),则
,从而
在平行四边形ABCD中,设BE=x,
则
由可知:
,故
(舍)
,故面
.
故A到面PED之距而转化为A到棱PE之距
在中,
故A到PE之距
从而A到平面PED之距为……………………………………………(12分)
(本小题满分13 分)
如图(1)是一正方体的表面展开图,MN 和PB 是两条面对角线,请在图(2)的正方体中将MN 和PB 画出来,并就这个正方体解决下面问题。
(1)求证:MN//平面PBD;
(2)求证:AQ⊥平面PBD;
(3)求二面角P—DB—M 的大小.
正确答案
(1)MN//平面PBD
(2) AQ⊥平面PBD
(3)
解:M、N、Q、B的位置如右图示。(正确标出给1分)
(1)∵ND//MB且ND=MB
∴四边形NDBM为平行四边形
∴MN//DB………………3分
∴BD平面PBD,MN
∴MN//平面PBD……………………4分
(2)∵QC⊥平面ABCD,BD平面ABCD,
∴BD⊥QC……………………5分
又∵BD⊥AC,
∴BD⊥平面AQC…………………………6分
∵AQ面AQC
∴AQ⊥BD,同理可得AQ⊥PB,
∵BDPD=B
∴AQ⊥面PDB……………………………8分
(3)解法1:分别取DB、MN中点E、F连结
PE、EF、PF………………9分
∵在正方体中,PB=PB
∴PE⊥DB……………………10分
∵四边形NDBM为矩形
∴EF⊥DB
∴∠PEF为二面角P—DB—M为平面角…………11分
∵EF⊥平面PMN
∴EF⊥PF
设正方体的棱长为a,则在直角三角形EFP中
∵
∴
…………………………13分
解法2:设正方体的棱长为a,
以D为坐标原点建立空间直角坐标系如图:
则点A(a,0,0),P(a,0,a),Q(0,a,a)…………9分
∴………………10分
∵PQ⊥面DBM,由(2)知AQ⊥面PDB
∴分别为平面PDB、平面DBM的法向量……………………12分
∴
∴………………13分
四棱锥的四个侧面三角形中,最多有__________个直角三角形.
正确答案
4
略
如图:已知矩形ABCD,PA平面ABCD,M、N分别是AB、PC的中点
(1)求证:MN∥平面PAD
(2)求证: MNCD.
(3)若 PDA=
求证:MN
平面PCD.
正确答案
斜三棱柱ABC- A1B1C1中,二面角C-A1A-B为120°,侧棱AA1于另外两条棱的距离分别为7cm、8cm,AA1=12cm,则斜三棱柱的侧面积为______ .
正确答案
略
如图,在四棱锥中,
,
,底面
是菱形,且
,
为
的中点.
(1)求四棱锥的体积;
(2)证明:平面
;
(3)侧棱上是否存在点
,使得
平面
?并证明你的结论.
正确答案
为侧棱
的中点时,
平面
解:(1),
则有,
,
,
又
底面
,………………………(2分)
……………(4分)
(2)证明: 是菱形,
,
,
为正三角形, 又
为
的中点,
…………………(6分)
由,
,
,
平面
……………………………………………………(8分)
(3)为侧棱
的中点时,
平面
. ……………………………(10分)
证法一:设为
的中点,连
,则
是
的中位线,
且
,又
且
,
且
,
四边形
为平行四边形,
,
平面
,
平面
,
平面
. ………………(12分)
证法二:设为
的中点,连
,则
是
的中位线,
,
平面
,
平面
,
平面
.
同理,由,得
平面
.
又,
平面
平面
,
又平面
,
平面
. ……………………………(12分)
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