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题型:简答题
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简答题

如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,,AD=CD=1,∠=120°,=,∠=90°,M是线段PD上的一点(不包括端点).

(1)求证:BC⊥平面PAC;

(2)求异面直线AC与PD所成的角的余弦值;

(3)若点M为侧棱PD中点,求直线MA与平面PCD

所成角的正弦值.

正确答案

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简答题

(本小题满分〗2分)

在三棱锥S -ABC中,是边长为4的正三角形,点S在平面ABC上的射影恰为AC的中点,,M、N分别为AB、SB的中点.

(1) 证明AC丄SB;

(2) 求直线CN与平面ABC所成角的余弦值;

(3) 求点B到平面CMN的距离

正确答案

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简答题

(本小题12分)

如图,三棱柱ABCA1B1C1侧棱与底面垂直,AC=3,BC=4,AB=5,AA1=4,点D是AB的中点.

(1)求证:ACB1C

(2)求证:AC 1∥平面CDB1.

正确答案

证明:(1)………2分

……………………………………………4分

,…………………………………………5分

 …………………………………………………6分

(2)连结点,连结.

分别为的中点,

,………………………………………………9分

,

…………………………………………12分

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简答题

(本小题满分12分)

如图所示,在正三棱柱中,的中点,在线段上且.(I)证明:

(II)求二面角的大小.

正确答案

解:

(I)证明:

已知是正三棱柱,取AC中点O中点F,连OFOB,则OBOCOF两两垂直,以OBOCOFxyz轴建立空间直角坐标系.如图所示.

     

 

   

 

于是,有

又因ABAE相交,故ABE.…………… 6分

(II)解:

由(1)知,是面ABE的一个法向量,

是面ADE的一个法向量,则

  ①

          ②

,联立式①、②解得,则

因为二面角是锐二面角,记其大小为.则

所以,二面角的大小(亦可用传统方法解(略)).

……………………………… 12分

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简答题

(本小题满分14分)

如图5,在三棱柱中,侧棱底面,的中点,

.

(1) 求证:平面

(2)若四棱锥的体积为,求二面角的正切值.

图5

正确答案

(本小题主要考查空间线面关系、二面角的平面角、锥体的体积等知识, 考查数形结合、化归与转化的数学思想方法,以及空间想象能力、推理论证能力和运算求解能力)

(1)证明:连接,设相交于点,连接,

∵ 四边形是平行四边形,

∴点的中点.                   

的中点,

为△的中位线,

.                  …… 2分

平面,平面,

平面.            …… 4分

(2)解: 依题意知,

平面,平面,

∴ 平面平面,且平面平面.

,垂足为,则平面,                 ……6分

在Rt△中,

∴四棱锥的体积

.   …… 8分

依题意得,,即.                                   …… 9分

(以下求二面角的正切值提供两种解法)

解法1:∵,平面平面

平面.

的中点,连接,则,且.

平面.

,垂足为,连接

由于,且

平面.

平面,

.

为二面角的平面角.                       …… 12分

由Rt△~Rt△,得,

,

在Rt△中, .

∴二面角的正切值为.                         …… 14分

解法2: ∵,平面平面

 ∴平面.

以点为坐标原点,分别以,,所在直线为轴,

轴和轴,建立空间直角坐标系.

,,,.

,

设平面的法向量为,

,得

,得.

故平面的一个法向量为,                         …… 11分

又平面的一个法向量为,

,.       …… 12分

,.                           …… 13分

,.

∴二面角的正切值为.                            …… 14分

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简答题

.(本小题满分12分)

如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为正方形,PA丄平面ABCD,且PA=AD,E为棱PC上的一点,PD丄平面

(I)求证:E为PC的中点;

(II)若N为CD的中点,M为AB上的动点,当直线MN与平面ABE所成的角最大时,求二面角的大小.

正确答案

解:(Ⅰ)过,由

可知

四点共面,…………………2分

又因为

,

∴在中,,………………………4分

∴可得EPC的中点.……………………6分

(Ⅱ)连结

连结,则为直线MN与平面ABE所成的角.

中,

最小时,最大,此时

所以MAB中点,……………………………9分

可知

.……………12分

法二(Ⅰ)建立如图所示空间直角坐标系,不妨设,则.………………2分

,

,…………………4分

因为  ,

,.……………………6分

(Ⅱ)设,

由(Ⅰ)知面的法向量为

MN与面ABE所成角为,

t=时,最大,此时MAB中点,…………………9分

平面NEM的法向量为 设平面CEM的法向量为

   而

    令

.……………………12分

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简答题

(本小题满分12分)

已知一四棱锥P-ABCD的三视图如下,E是侧棱PC上的动点。

(1)求四棱锥P-ABCD的体积;

(2)若点E为PC的中点,,求证EO//平面PAD;

(3)是否不论点E在何位置,都有BD⊥AE?证明你的结论。

正确答案

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简答题

(本小题满分12分)

如图,在长方体中,的中点,的中点.

(1)证明:

(2)求与平面所成角的正弦值.

                                        

正确答案

(1)略

(2)与平面所成角的正弦值为

解:(1)以点为原点,分别以轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系     …1分

依题意,可得

 

.………………3分

 ,

,∴.                          ………………6分

(2)设,且平面,则

 , 即

解得

,得,所以与平面所成角的正弦值为

.                ………………12分

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简答题

(本题满分14分)

如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是矩形,平面ABCD,PA=AD=2,AB=1,于点M.

(1)求证:

(2)求直线CD与平面ACM所成的角的余弦值.

正确答案

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简答题

(12分)已知三棱锥A-PBC ∠ACB=90°

AB=20  BC=4  PAPC,D为AB中点且△PDB为正三角形

(1)求证:BC⊥平面PAC;

(2)求三棱锥D-PBC的体积。

正确答案

(1)略

(2)

解:(1)△PDB为正三角形D为AB中点

 即………………………………2分

又知

平面PBC………………………………………………4分

且PAAC=A

平面PAC………………………………………………6分

(2)由(1)得

由D为AB中点

………………………12分

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