- 空间几何体的结构
- 共7713题
如图,四边形ABCD是矩形,面ABCD,过BC作平面BCFE交AP于E,
交DP于F,求证:四边形BCFE是梯形
正确答案
见解析
因为,所以BC//面ADP,所以BC//EF,所以EF//AD,但EF的长度
小于的长度,而
,所以EF的长度小于BC的长度,故四边形BCFE是梯形
如图,正方体ABCD—A1B1C1D1的棱长为1,PQ分别是线段AD1和BD上的点,且D1P∶PA=DQ∶QB=5∶12.
小题1:求证PQ∥平面CDD1C1;
小题2:求证PQ⊥AD;.
正确答案
小题1:在平面AD1内,作PP1∥AD与DD1交于点P1,在平面AC内,作
QQ1∥BC交CD于点Q1,连结P1Q1.
∵, ∴PP1
QQ1 .
由四边形PQQ1P1为平行四边形, 知PQ∥P1Q1
而P1Q1平面CDD1C1, 所以PQ∥平面CDD1C1
小题1:AD⊥平面D1DCC1, ∴AD⊥P1Q1,
又∵PQ∥P1Q1, ∴AD⊥PQ.
小题1:在平面AD1内,作PP1∥AD与DD1交于点P1,在平面AC内,作
QQ1∥BC交CD于点Q1,连结P1Q1.
∵, ∴PP1
QQ1 .
由四边形PQQ1P1为平行四边形, 知PQ∥P1Q1
而P1Q1平面CDD1C1, 所以PQ∥平面CDD1C1
小题1:AD⊥平面D1DCC1, ∴AD⊥P1Q1,
又∵PQ∥P1Q1, ∴AD⊥PQ.
已知四棱锥—
的底面
是正方形,
⊥底面
,
是
上的任意一点。
(1)求证:平面
(2)设,
,求点
到平面的
距离
(3)求的值为多少时,二面角
—
—
的大小为120°
正确答案
(1)略 (2)点到平面
的距离为
(3)当时,二面角
—
—D的大小为120°
本题考查平面与平面垂直的判定,点、线、面间的距离计算,考查逻辑思维能力,转化思想,是中档题.
(1)证明平面EBD内的直线BD,垂直平面SAC内的两条相交直线AC,SA,即可证明平面EBD⊥平面SAC;
(2)SA=4,AB=2,设AC∩BD=F,连SF,点A到平面SBD的距离为h,利用 •S△SBD•h=
•S△ABD•SA,求点A到平面SBD的距离;
(3)利用建立空间直角坐标系,然后表示平面的法向量来求解二面角的平面角的大小
如图,已知矩形ABCD中,AB=1,BC=,PA
平面ABCD,且PA=1。
(1)问BC边上是否存在点Q,使得PQQD?并说明理由;
(2)若边上有且只有一个点Q,使得PQQD,求这时二面角Q
的正切。
正确答案
(1) (i)当时,BC上存在点Q,使PQ
QD;
(ii)当时,BC上不存在点Q,使PQ
QD。
(2)
(1)(如图)以A为原点建立空间直角坐标系,设,
则Q,P(0,0,1),D
得
,
由,有
,得
①
若方程①有解,必为正数解,且小于。
由,
,得
。
(i)当时,BC上存在点Q,使PQ
QD;
(ii)当时,BC上不存在点Q,使PQ
QD。
(2)要使BC边上有且只有一个点Q,使PQQD,则方程①有两个相等的实根,
这时,,得
,有
。
又平面APD的法向量,设平面PQD的法向量为
而,
,
由,得
,解得
有,则
,则
。
所以二面角的正切为
如图,在四棱锥中,
底面
,
,
,
是
的中点.
(Ⅰ)求和平面
所成的角的大小;
(Ⅱ)证明平面
;
正确答案
(1)解:底面
又,
AB
平面PAD
为直线BP与平面PAD所成的角
(4分)
在中,
,
=
(7分)
(2)证明:底面
,
CD
平面PAC
又AE
平面PAC
(10分)
在
中,AB="AC,"
AC="AB=PA " 又
在
中,E为斜边PC的中点
(13分)
平面
.
略
(14分)如图P是四边形ABCD外一点,PA底面ABCD,AB
AD,AC
CD,
,PA=AB=BC,E是PC的中点
(1)求证CDAE;
(2)求证PD面BAE
正确答案
略
已知在四面体中,
分别是
的中点,若
,
则与
所成的角的大小为。
正确答案
略
设正方体的棱长为2 ,一个球内切于该正方体。则这个球的体积是 。
正确答案
略
已知平行四边形ABCD中,ABBC,
BCA=300,AC=20,PA
平面ABCD,且PA=5,则P到BC的距离为 . (图4)
正确答案
解:由题意可知,四边形ABCD是矩形,并且AC=20,BCA=300,所以AB=10,,因为PA
平面ABCD,所以PA
BC,AB
BC,BC
面PAB, BC
PB, , 则P到BC的距离为PB,且PA=5所以PB=
如图,在三棱锥中
底面
点,
分别在棱
上,且
(Ⅰ)求证:平面
;
(Ⅱ)当为
的中点时,求
与平面
所成的角的大小;
(Ⅲ)是否存在点使得二面角
为直二面角?并说明理由.
正确答案
(Ⅰ)略
(Ⅱ)与平面
所成的角的大小
(Ⅲ)存在点E使得二面角是直二面角.
【解法1】本题主要考查直线和平面垂直、直线与平面所成的角、二面角等基础知识,考查空间想象能力、运算能力和推理论证能力.
(Ⅰ)∵PA⊥底面ABC,∴PA⊥BC.
又,∴AC⊥BC.
∴BC⊥平面PAC. ……………4分
(Ⅱ)∵D为PB的中点,DE//BC,
∴,
又由(Ⅰ)知,BC⊥平面PAC,
∴DE⊥平面PAC,垂足为点E.
∴∠DAE是AD与平面PAC所成的角,……………6分
∵PA⊥底面ABC,∴PA⊥AB,又PA=AB,
∴△ABP为等腰直角三角形,∴,
∴在Rt△ABC中,,∴
.
∴在Rt△ADE中,,
∴与平面
所成的角的大小
……………8分.
(Ⅲ)∵DE//BC,又由(Ⅰ)知,BC⊥平面PAC,∴DE⊥平面PAC,
又∵AE平面PAC,PE
平面PAC,∴DE⊥AE,DE⊥PE,
∴∠AEP为二面角的平面角, ……………10分
∵PA⊥底面ABC,∴PA⊥AC,∴.
∴在棱PC上存在一点E,使得AE⊥PC,这时,
故存在点E使得二面角是直二面角. ……………12分
【解法2】如图,以A为原煤点建立空间直角坐标系,
设,由已知可得
.……………2分
(Ⅰ)∵,
∴,∴BC⊥AP.
又∵,∴BC⊥AC,∴BC⊥平面PAC. ……………4分
(Ⅱ)∵D为PB的中点,DE//BC,∴E为PC的中点,
∴,
∴又由(Ⅰ)知,BC⊥平面PAC,∴∴DE⊥平面PAC,垂足为点E.
∴∠DAE是AD与平面PAC所成的角, ……………6分
∵,∴
.
∴与平面
所成的角的大小
……………8分
(Ⅲ)解法同一 (略)
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