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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,正方形ADEF所在平面和等腰梯形所在平面ABCD垂直,已知BC=2AD=4,

(I)求证:面ABF;

(II)求异面直线BE与AF所成的角;

(III)求该几何体的表面积。

正确答案

(1)略

(2)

(3)

⑴证明:因为面,

交线,

,

所以. ……2分

故 ,

又 ,

所以, ……4分

⑵解:注意到,

所以所成的角即为异面直线所成的角, ……6分

连接,由⑴知

中,,

异面直线所成的角为. ……8分

⑶解:由⑴知,所以,又,

所以△的面积. ……9分

同理△的面积,等腰梯形的上底长为,下底长为4,两腰长均为,则它的高为,所以其面积.……10分

等腰梯形的上底长为,下底长为4,两腰长均为,

则它的高为,所以其面积.…… 11分

故该几何体的表面积.…12分

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题型:简答题
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简答题

(12)如图,四棱锥的底面为正方形,

平面,,,分别为,

的中点.   (1)求证平面.(2)求异面直线所成角的正切值.

正确答案

(1)略

(2)异面直线所成角的正切值是.

(1)证.如图,取的中点,连接,

分别为的中点,∴.

分别为的中点,∴.

,∴四点共面.……2分

分别为的中点.∴.…4分

平面,平面,

平面.   ……………………6分

(2)解.由(1)知,故所成角等于或其补角. …………7分

又易得,,                …………………………8分

平面,故,     …………………………9分

再由,    …………………11分

故异面直线所成角的正切值是.     …………………………12分

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分14分)

如图,四棱锥P-ABCD是底面边长为1的正方形,PD⊥BC,PD=1,PC=.

(Ⅰ)求证:PD⊥面ABCD;

(Ⅱ)求二面角A-PB-D的大小.

正确答案

(Ⅰ)略

(Ⅱ)二面角A-PB-D的大小为60°

(Ⅰ)证明:,

.……2分

,……4分

∴  PD⊥面ABCD………6分

(Ⅱ)解:连结BD,设BD交AC于点O,

过O作OE⊥PB于点E,连结AE,

∵PD⊥面ABCD, ∴,

又∵AO⊥BD, ∴AO⊥面PDB.

∴AO⊥PB,

,

,从而,

就是二面角A-PB-D的平面角.……………………10分

∵ PD⊥面ABCD,  ∴PD⊥BD,

∴在Rt△PDB中, ,

又∵,   ∴,………………12分

 ∴ .

故二面角A-PB-D的大小为60°. …………………14分

(也可用向量解)

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题型:简答题
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简答题

18.(本小题满分12分)

如图,在四棱锥VABCD中,底面ABCD是边长为2的菱形,∠BAD=60°,侧面VAD⊥底面ABCDVA=VDEAD的中点.

(Ⅰ)求证:平面VBE⊥平面VBC

(Ⅱ)当直线VB与平面ABCD所成的角为30°时,求面VBE与平面VCD所成锐二面角的大小.

 

正确答案

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题型:填空题
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填空题

如图三棱柱中,侧棱与底面成角,⊥底面⊥侧面,且则顶点到棱的距离是__________.

正确答案

取B1C1的中点D,连接A1D,PD,先证A、P、D、Q四点共圆,根据余弦定理求出PQ,再根据正弦定理求出直径AD,最后证明AD为顶点A到棱B1C1的距离,即可得到结论.

解:取B1C1的中点D,连接A1D,PD

∵侧棱BB1与底面成60°,A1A∥BB1

∴∠AA1D=60°

而AQ⊥底面A1B1C1于Q,AP⊥侧面BCC1B1于P

∴∠PDQ=120°,∠PAQ=60°

∴A、P、D、Q四点共圆

则AD为圆的直径

根据余弦定理可知PQ=再根据正弦定理可知2R=

∵B1C1⊥面AQD,AD?面AQD

∴B1C1⊥AD

则AD为顶点A到棱B1C1的距离

∴顶点A到棱B1C1的距离为

故答案为:

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题型:填空题
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填空题

已知三棱锥的四个顶点均在半径为3的球面上,且PAPBPC两两互相垂直,则三棱锥的侧面积的最大值为               

正确答案

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依题意知,PA,PB,PC两两垂直,以PA,PB,PC为棱构造长方体,则该长方体的对角线即为球的直径,所以

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题型:简答题
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简答题

((本小题满分12分)在直三棱柱ABC—A1B1C1中,CA=CB=CC1=2,,E、F分别是BA、BC的中点,G是AA1上一点,且

(Ⅰ)确定点G的位置;

(Ⅱ)求三棱锥C1—EFG的体积.  

正确答案

(1)的中点。

(2)

(Ⅰ)取AC的中点D,连结DE、DG,则ED∥BC

   

EG,ED

连结∥DG

是AC的中点,的中点。…………6分

(Ⅱ)∥EF,平面EFG

∥平面EFG

,G是的中点

………………6分

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题型:简答题
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简答题

(本小题12分)

如图,正方体ABCD—A1B1C1D1中,M、N分别为AB、BC的中点.

(Ⅰ)求证:平面B1MN⊥平面BB1D1D;

(II)当点P为棱DD1中点时,求直线MB1与平面A1C1P所成角的正弦值;

            

正确答案

(1)略

(2)

(法一)(I)正方体ABCD—A1B1C1D1中,平面ABCD, 平面ABCD, ,连结AC, M、N分别为AB、BC

的中点, MN//AC,又四边形ABCD是正方形, 平面BB1D1D,

平面B1MN,

平面B1MN平面BB1D1D                                           (6分)

(II)设正方体棱长为2,取CD中点H,连C1H、MH,由于MH∥C1B1,MH=C1B1,所以四边形C1HM B1为平行四边形, M B1∥C1H,所以直线C1H与平面A1C1P所成角θ即为直线MB1与平面A1C1P所成角。设H到平面的距离为h,∵P为DD1中点,所以A1P=C1P=,,由得,h=,所以sinθ=;                    ( 12分)

(法二)

以D为原点,DA、DC、DD1所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,如图所示,则D(0,0,0),A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,2,0),D1(0,0,2),A1(2,0,2),B1(2,2,2),C1(0,2,2),P(0,0,x),M(2,1,0),N(1,2,0)

(I)  ,∴ ,平面BB1D1D,又平面B1MN, 平面B1MN平面BB1D1D                  (6分)

(II)设为平面平面A1C1P的一个法向量,P为DD1中点,P(0,0,1),,则,也就是,令,设MB1与平面A1C1P所成角为θ,

,                           ( 12分

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题型:填空题
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填空题

如图所示,四个正方体图形中,为正方形的两个顶点,分别为其所在棱的中点,能得出的图形的序号是           .(写出所有符合要求的图形序号)

正确答案

①③

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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,在直三棱柱中,平面侧面。

(Ⅰ)求证:

(Ⅱ)若直线AC与平面A1BC所成的角为θ,二面角A1-BC-A的大小为φ,试判断θφ的大小关系,并予以证明。

正确答案

(Ⅰ)证明见解析。

(Ⅱ),证明见解析。

(Ⅰ)证明:如右图,过点A在平面A1ABB1内作ADA1BD,则

由平面A1BC⊥侧面A1ABB1,且平面A1BC侧面A1ABB1=A1B,得

AD⊥平面A1BC,又BC平面A1BC,所以ADBC

因为三棱柱ABCA1B1C1是直三棱柱,则AA1⊥底面ABC,所以AA1BC

AA1AD=A,从而BC⊥侧面A1ABB1

AB侧面A1ABB1,故ABBC

(Ⅱ)解法1:连接CD,则由(Ⅰ)知是直线AC与平面A1BC所成的角,

是二面角A1BCA的平面角,即

于是在中,中,

,得,又,所以

解法2:由(1)知,以点为坐标原点,以所在的直线分轴、轴、轴,建立如图所示的空间直角坐标系,

于是

设平面的一个法向量为,则

可取,于是的夹角为锐角,则互为余角。

所以

所以

于是由,得

,又所以

第(1)问证明线线垂直,一般先证线面垂直,再由线面垂直得线线垂直;第(2)问若用传统方法一般来说要先作垂直,进而得直角三角形。若用向量方法,关键在求法向量。

下一知识点 : 空间几何体的三视图和直视图
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