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题型:填空题
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填空题

已知下列命题(表示直线,表示平面):

① 若;② 若

③ 若;④ 若

其中不正确的命题的序号是.(将所有不正确的命题的序号都写上)

正确答案

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分13分)

如图,在长方体中,,AB=2,点E在棱AB上移动.

(Ⅰ)证明:

(Ⅱ)当E为AB的中点时,求点A到面的距离;

(Ⅲ)AE等于何值时,二面角的大小为

正确答案

(1)略;(2);(3)

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题型:简答题
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简答题

如图,已知矩形中,,将矩形沿对角线折起,使移到点,且在平面上的射影恰好在上.

(1)求证:

(2)求证:平面平面

(3)求二面角的余弦值.

正确答案

(1)详见解析;(2)详见解析;(3)二面角的余弦值.

试题分析:(1)利用折叠后点在平面内的射影点在棱上得到平面,从而得到,再结合即可证明平面,进而证明;(2)由(1)中的结论平面并结合平面与平面垂直的判定定理即可证明平面平面;(3)先作,连接,利用(1)中的结论平面得到,于是得到平面,于是得到为二面角的平面角,然后在直角三角形中计算,进而确定二面角的余弦值;另一种方法是利用空间向量法计算二面角的余弦值.

试题解析:(1)在平面上的射影上,平面

平面

平面

平面

(2)四边形是矩形,

由(1)知平面

平面平面平面

(3)平面,在中,由,得

过点,垂足为点,连接

平面平面

为二面角的平面角,

又在

另解:以点为坐标原点,以方向为轴,以方向为轴,以平行的方向为轴,建立空间直角坐标系,可知,得

设平面的法向量为,由,得

而平面的法向量为

结合图象可知二面角的余弦值为.

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题型:简答题
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简答题

如图,多面体中,四边形是边长为的正方形,平面垂直于平面,且.

(Ⅰ)求证:

(Ⅱ)若分别为棱的中点,求证:∥平面

(Ⅲ)求多面体的体积.

正确答案

(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)详见解析;(Ⅲ).

试题分析:(Ⅰ)先证明平面,再证明 ,再证明平面,从而证明;(Ⅱ)先作辅助线,在中找到,在直角梯形中,,所以,所以,即平面;(Ⅲ)把多面体的体积分成两部分:.

试题解析:(Ⅰ)连结,∵是正方形,∴.

∵平面平面是两平面的交线,

平面.而平面,∴.

又∵

平面.而平面,∴.          4分

(Ⅱ)作是垂足.

中,,.

在直角梯形中,.

,∴四边形是平行四边形,∴.

平面,∴平面.           9分

(Ⅲ).       13分

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)如图,在底面为直角梯形的四棱锥,BC=6.

(Ⅰ)求证:

(Ⅱ)求二面角的大小.

正确答案

(Ⅰ) 证明见解析

(Ⅱ)

解法一:(Ⅰ)平面平面

,即

平面

(Ⅱ)过,垂足为,连接

平面在平面上的射影,由三垂线定理知

为二面角的平面角.

中,

二面角的大小为

解法二:(Ⅰ)如图,建立坐标系,

平面

(Ⅱ)设平面的法向量为

解得

平面的法向量取为

二面角的大小为

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题型:填空题
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填空题

把边长为的正方形沿对角线折成直二面角,折成直二面角后,在四点所在的球面上,两点之间的球面距离为

正确答案

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)已知矩形ABCD中,,现沿对角线折成二面角,使(如图).

(I)求证:

(II)求二面角平面角的大小.

正确答案

(I)证明见解析

(II)

(I),,.    …3分

平面.  6分

(II)方法一:取AB中点M,连CM,过M作交BD于N,连CN. 

平面,平面, 平面平面.  ………8分

平面.又

平面为二面角的平面角.…10分

 

故二面角平面角的度数为.  …………12分

方法二:取AB中点M,连CM.∵AC=AB=1, ∴CM⊥AB.

又∵平面ABC⊥平面ABD,∴CM⊥平面ABD. 取BD中点H,∴MH∥AD.

∵AD⊥AB, ∴MH⊥AB.

分别以AB,MH,MC为x,y,z轴建立空间直角坐标系.   …………6分

得  . 8分

设平面BCD的法向量为,

.   10分

又∵平面ABD的法向量为, 

 显然二面角为锐角,所以它的大小为.12分

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题型:填空题
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填空题

ABCDCDEF是两个全等的正方形,且两个正方形所在平面互相垂直,MBC的中点,则异面直线AMDF所成角的正切值为        

正确答案

 

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题型:填空题
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填空题

若将下面的展开图恢复成正方体,则的度数为         .

正确答案

60°

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)

如图,在三棱锥P-ABC中,,点 分别是AC、PC的中点,底面AB

(1)求证:平面

(2)当时,求直线与平面所成的角的大小;

(3)当取何值时,在平面内的射影恰好为的重心?

正确答案

(1)证明见解析。

(2)

(3)

19.解:方法一:

(Ⅰ)∵O、D分别为AC、PC中点,

………………………………(2分)

(Ⅱ)

………..(5分)

PA与平面PBC所成的角的大小等于

………………(8分)

(Ⅲ)由(Ⅱ)知,,∴F是O在平面PBC内的射影

∵D是PC的中点,

若点F是的重心,则B,F,D三点共线,

∴直线OB在平面PBC内的射影为直线BD,

,即…………………..(10分)

反之,当时,三棱锥为正三棱锥,

∴O在平面PBC内的射影为的重心…………………………..(12分)

方法二:

以O为原点,射线OP为非负z轴,建立空间直角坐标系(如图)

,则

(Ⅰ)D为PC的中点,

又 

(Ⅱ),即

可求得平面PBC的法向量

设PA与平面PBC所成的角为,则

(Ⅲ)的重心

,即

反之,当时,三棱锥为正三棱锥,

∴O在平面PBC内的射影为的重心

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