- 空间几何体的结构
- 共7713题
如图,四棱锥的底面为平行四边形,
平面
,
为
中点.
(1)求证:平面
;
(2)若,求证:
平面
.
正确答案
(1)详见解析;(2)详见解析.
试题分析:(1)根据平行四边形对角线互相平分的这个性质先连接,找到
与
的交点
为
的中点,利用三角形的中位线平行于底边证明
,最后利用直线与平面平行的判定定理证明
平面
;(2)先证明
平面
,得到
,再由已知条件证明
,最终利用直线与平面垂直的判定定理证明
平面
.
试题解析:(1)连接交
于点
,连接
,
因为底面是平行四边形,所以点
为
的中点,
又为
的中点,所以
, 4分
因为平面
,
平面
,所以
平面
6分
(2)因为平面
,
平面
,所以
, 8分
因为,
,
平面
,
平面
,所以
平面
,
因为平面
,所以
, 10分
因为平面
,
平面
,所以
, 12分
又因为,
,
平面
,
平面
,
所以平面
14分
AA1=4,AB=2,点E在棱CC1上,点F是棱C1D1的中点。
(1)若点E是棱CC1的中点,求证:EF//平面A1BD;
(2)试确定点E的位置,使得面A1BD面BDE,并说明理由。
正确答案
略
地球北纬45°圈上有两点A、B,点A在东经130°处,点B在西经140°处,若地球半径为R,则A、B两点在纬度圈上的劣弧长与A、B两点的球面距离之比是 .
正确答案
3∶4
略
已知矩形内接于圆柱下底面的圆
,
是圆柱的母线,若
,
,此圆柱的体积为
,求异面直线
与
所成角的余弦值.
正确答案
解:设圆柱下底面圆的半径为
,连
,
由矩形内接于圆
,可知
是圆
的直径,
于是,得
, ……………3分
又圆柱的体积,可得
.……6分
分别以直线为
轴,建立空间直角坐标
系,可得
,………8分
设异面直线与
所成角所成的角
,向量
与
的夹角为
,
则,
故异面直线与
所成角的余弦值为
. ………………………………12分
略
(本小题13分)如图,在四棱锥中,
底面是矩形,侧棱PD⊥底面
,
,
是
的中点,作
⊥
交
于点
.
(1)证明:∥平面
;
(2)证明:⊥平面
.
正确答案
证明:(1)连结交
与
,连结
.
∵底面是正方形,
∴点是
的中点.
又∵是
的中点
∴在△中,
为中位线
∴∥
. …3分
而平面
,
平面
,
∴∥平面
. …6分
(2)由⊥底面
,得
⊥
.
∵底面是正方形,
∴⊥
,
∴⊥平面
. 而
平面
,
∴⊥
.① …8分
∵,
是
的中点,
∴△是等腰三角形,
⊥
.② …10分
由①和②得⊥平面
.
而
平面
,
∴⊥
. …12分
又⊥
且
=
,
∴⊥平面
. …13分
略
如图1,四棱锥中,
底面
,面
是直角梯形,
为侧棱
上一点.该四棱锥的俯视图和侧(左)视图如图2所示.
(Ⅰ)证明:平面
;
(Ⅱ)证明:∥平面
;
(Ⅲ)线段上是否存在点
,使
与
所成角的余弦值为
?若存在,找到所有符合要求的点
,并求
的长;若不存在,说明理由.
正确答案
(I)详见解析;(II)详见解析;(III)点位于
点处,此时
;或
中点处,此时
.
试题分析:(I)建立空间直角坐标系,写出点的坐标,线和面内两相交直线垂直,则线垂直面;(II)线与面内一直线平行,则线面平行;(III)利用数量积公式可得两直线夹角余弦.
试题解析:【方法一】
(Ⅰ)证明:由俯视图可得,,
所以. 1分
又因为 平面
,
所以 , 3分
所以 平面
. 4分
(Ⅱ)证明:取上一点
,使
,连结
,
. 5分
由左视图知 ,所以
∥
,
. 6分
在△中,易得
,所以
.又
, 所以
,
.
又因为 ∥
,
,所以
∥
,
.
所以四边形为平行四边形,所以
∥
. 8分
因为 平面
,
平面
,
所以 直线∥平面
. 9分
(Ⅲ)解:线段上存在点
,使
与
所成角的余弦值为
.证明如下:10分
因为 平面
,
,建立如图所示的空间直角坐标系
.
所以 .
设 ,其中
. 11分
所以,
.
要使与
所成角的余弦值为
,则有
, 12分
所以 ,解得
或
,均适合
. 13分
故点位于
点处,此时
;或
中点处,此时
,有
与
所成角的余弦值为
. 14分
【方法二】
(Ⅰ)证明:因为平面
,
,建立如图所示
的空间直角坐标系.
在△中,易得
,所以
,
因为 , 所以
,
.
由俯视图和左视图可得:
.
所以 ,
.
因为 ,所以
. 2分
又因为 平面
,所以
, 3分
所以 平面
. 4分
(Ⅱ)证明:设平面的法向量为
,则有
因为 ,
,
所以 取
,得
. 6分
因为 ,
所以 . 8分
因为 平面
,
所以 直线∥平面
. 9分
(Ⅲ)解:线段上存在点
,使
与
所成角的余弦值为
.证明如下:10分
设 ,其中
. 11分
所以 ,
.
要使与
所成角的余弦值为
,则有
, 12分
所以 ,解得
或
,均适合
. 13分
故点位于
点处,此时
;或
中点处,此时
,有
与
所成角的余弦值为
. 14分
如图,几何体中,四边形
为平行四边形,且面
面
,
,且
,
为
中点.
(Ⅰ)证明:平面
;
(Ⅱ)求直线与底面
所成角的正弦值.
正确答案
解:(Ⅰ)证明:因为,且O为AC的中点,所以
.
又由题意可知,平面平面
,交线为
,且
平面
,
所以平面
. ……..(5分)
(Ⅱ)如图,过作
,交
的延长线于
.因为
,则
底面
,连
,所以
就是直线
与底面
所成角.又因为
,
,所以
.所以
. ….. …….. …....(10分)
略
(理科)已知直三棱柱的棱
,
,如图3所示,则异面直线
与
所成的角是 (结果用反三角函数值表示).
正确答案
略
一长方形的四个顶点在直角坐标平面内的射影的坐标分别为
,则此长方形的中心在此坐标平面内的射影的坐标是 .
正确答案
略
(本小题满分12分)
在斜三棱柱中,
,
,又顶点
在底面
上的射影落在
上,侧棱
与底面
成
角,
为
的中点.
(1)求证:;
(2)如果二面角为直二面角,试求侧棱
与侧面
的距离.
正确答案
【解】⑴
……4分
(2)为二面角
的平面角,
故,又
为
与底面
所成的角,从而
,
设侧棱长为,由于
,
则,类似地
.在
中,
,即
. 8分
这样为等边三角形,取
的中点
,以
为原点,如图建立空间直角坐标系.易知
,故
,
设面的法向量为
,则
,
可取,又
,
,
故点到侧面
的距离为
,
而侧面
,故
与侧面
的距离为
.…………………12分
略
扫码查看完整答案与解析