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题型:简答题
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简答题

(本题满分15分)四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,E为AD的中点,ABCE为菱形,∠BAD=120°,PA=AB,G,F分别是线段CE,PB上的动点,且满足=λ∈(0,1).

(Ⅰ) 求证:FG∥平面PDC;

(Ⅱ) 求λ的值,使得二面角F-CD-G的平面角的正切值为

正确答案

方法一:

(Ⅰ) 证明:如图以点A为原点建立空间直角坐标系A-xyz,其中K为BC的中点,

不妨设PA=2,则

,得

设平面的法向量=(x,y,z),则

 

可取=(,1,2),于是

,故,又因为FG平面PDC,即//平面

(Ⅱ) 解:

设平面的法向量,则

可取,又为平面的法向量.

,因为tan,cos

所以,解得(舍去),

.                         

方法二:

(Ⅰ) 证明:延长,连.得平行四边形,则//

所以

,则

所以//

因为平面平面

所以//平面.    …………6分

(Ⅱ)解:作FM,作,连

为二面角的平面角.

,不妨设,则

 得 ,即

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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ABCD所在平面与等腰三角形EAD所在平面相交于AD,平面CDE

(I)求证:平面ADE;

(II)在线段BE上存在点M,使得直线M与平面EAD所成角的正弦值为,试确定点M的位置。

正确答案

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题型:简答题
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简答题

(满分15分)本题有2小题,第1小题6分,第2小题9分.

如图,在直角梯形中,.将(及其内部)绕所在的直线旋转一周,形成一个几何体.

(1)求该几何体的体积

(2)设直角梯形绕底边所在的直线旋转角)至,问:是否存在,使得.若存在,求角的值,若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(1)如图,作,则由已知,得,….2分

以, ………………….………………….4分

(2)【解一】如图所示,以为原点,分别以线段所在的直线为轴、轴,通过点,做垂直于平面的直线轴,建立空间直角坐标系.…….1分

由题意,得,………2分

 

,则,.…….…….…….…….…………. .4分

,与矛盾,…….…….…….…….………….…….…………. .1分

故,不存在,使得.    …….…….…….…….………….…….…………. .1分

【解二】取的中点,连,则(或其补角)就是异面直线所成的角.…….…….…….…….………….…….……….…….………….…….…………. .1分

中,  .3分

.…….………….…………. .2分

,.…….….…….…………. .2分

故,不存在,使得.    …….…….…….…….………….…………. .1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,在底面是正方形的四棱锥P—ABCD中,平面PCD⊥平面ABCD,PC=PD=CD=2.

  (I)求证:PD⊥BC;  (II)求二面角B—PD—C的大小.

正确答案

(1)略

(2)

方法一:  (I)证明:∵平面PCD⊥平面ABCD,

又∵平面PCD∩平面ABCD=CD,

BC在平面ABCD内 ,BC⊥CD,

∴BC⊥平面PCD.

∴PD⊥BC.                          …………6分

(II)解:取PD的中点E,连接CE、BE,

为正三角形,

由(I)知BC⊥平面PCD,

∴CE是BE在平面PCD内的射影,

∴BE⊥PD.

∴∠CEB为二面角B—PD—C的平面角.  …………9分

∴二面角B—PD—C的大小为                 …………12分

方法二:(I)证明:取CD的中点为O,连接PO,∵PD=PC,∴PO⊥CD,

∵平面PCD⊥平面ABCD,

平面PCD∩平面ABCD=CD,

∴PO⊥平面ABCD,

如图,在平面ABCD内,过O作OM⊥CD交AB于M,

以O为原点,OM、OC、OP分别为x、y、z轴,

建立空间直角坐标系O—xyz,

由B(2,1,0),C(0,1,0),D(0,-1,0),           …………4分

                                         …………6分

(II)解:取PD的中点E,连接CE、BE,则

为正三角形,

为二面角B—PD—C的平面角. …………9分

二面角B—PD—C的大小为                …………12分

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题型:填空题
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填空题

如图,在直角梯形中,

的中点,是线段的中点,沿把平面折起到平面的位置,使平面,则下列命题正确的个数是            

(1)二面角成角

(2)设折起后几何体的棱的中点,则平面

(3)平面和平面所成的锐二面角的大小为

(4)点到平面的距离为

正确答案

2个

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题型:简答题
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简答题

(本题满分12分)

如图,在中,分别为的中点,的延长线交。现将沿折起,折成二面角,连接.

(I)求证:平面平面

(II)当时,求二面角大小的余弦值.

正确答案

证明:(I)在

又E是CD的中点,得AF⊥CD. …………..3分

折起后,AE⊥CD,EF⊥CD,又AE∩EF=E,AE面AED,EF平面AEF,

故CD⊥平面AEF,又CD平面CDB,故平面AEF⊥平面CBD.   …………5分

(II)过点A作AH⊥EF,垂足H落在FE的延长线上.

因为CD⊥平面AEF,所以CD⊥AH,所以AH⊥平面CBD.   …………6分

以E为原点,EF所在直线为x轴,ED所在直线为y轴,过E与AH平行的直线为z轴

建立如图空间直角坐标系.  …..……………………7分

由(I)可知∠AEF即为所求二面角的平面角,设为,并设AC= ,可得

    …………8分

  …………11分

故二面角A—CD—B大小的余弦值为…………12分

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)

如图所示,四棱锥中,底面为正方形,平面分别为的中点.

(1)求证:;

(2)求三棱锥的体积.                       

正确答案

(1)略

(2)VP-EFG= VG-PEF=

(1)如图,取AD的中点H,连接GH,FH

E,F分别为PC,PD的中点 EF∥CD………2分

G,H分别是BC,AD的中点,GH∥CD

       EF∥CD E,F,H,G四点共面……………..3分

 E,H分别为DP,DA的中点   PA∥FH……4分

    PA∥面EFG…………6分

(2)GC⊥面PCD, 三棱锥以GC为高,△PEF为底。…………8分    PE=PD="1  " EF=CD=1

SPEF=EF×PF=……………………………………………10分

 GC=BC=1

VP-EFG= VG-PEF=…………………………………………12分

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题型:简答题
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简答题

在如图所示的几何体中.EA⊥平面ABC,

DB⊥平面ABC,AC⊥BC,且AC=BC=BD=2AE=2,M是AB的中点.

(Ⅰ)求证:CM⊥EM ;

(Ⅱ)求多面体ABCDE的体积

(Ⅲ)求直线DE与平面EMC所成角的正切值.             

正确答案

见解析

解:(I)证明:的中点,

 

平面

(II)解:连结,设,则

在直角梯形中,的中点.

平面平面

是直线和平面所成的角.

中,.    

所以直线与平面所成的角的正切值为

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题型:填空题
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填空题

正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是AA1和BB1的中点,G是BC上一点,使C1N⊥MG,则∠D1NG=______.

正确答案

连接MN,

∵M,N分别是AA1和BB1的中点,

由正方体的几何特征可得MN∥C1D1

在正方体ABCD-A1B1C1D1中,D1C1⊥平面B1C1CB

∵C1N⊂平面B1C1CB

∴D1C1⊥C1N

∴MN⊥C1N

又∵C1N⊥MG,MN∩MG=M,MD1,MG⊂平面MNG

∴C1N⊥平面MNG

又∵NG⊂平面MNG

∴C1N⊥NG

故∠D1NG=90°

故答案为:90°

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题型:填空题
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填空题

关于图中的正方体ABCD-A1B1C1D1,下列说法正确的有:______.

①P点在线段BD上运动,棱锥P-AB1D1体积不变;

②P点在线段BD上运动,直线AP与平面AB1D1所成角不变;

③一个平面α截此正方体,如果截面是三角形,则必为锐角三角形;

④一个平面α截此正方体,如果截面是四边形,则必为平行四边形;

⑤平面α截正方体得到一个六边形(如图所示),则截面α在平面AB1D1与平面BDC1间平行移动时此六边形周长先增大,后减小.

正确答案

①中,BD∥B1D1,B1D1⊂平面AB1D1,BD⊄平面AB1D1,∴BD∥平面AB1D1,又P∈BD,∴棱锥P-AB1D1体积不变是正确的;

②中,P点在线段BD上运动,直线AP与平面AB1D1所成角先变大后变小,∴不变是错误的;

③中,一个平面α截此正方体,如果截面是三角形,则必为锐角三角形,是正确的;

④中,一个平面α截此正方体,如果截面是四边形,则可能是平行四边形,或梯形;∴必为平行四边形是错误的;

⑤中,截面α在平面AB1D1与平面BDC1间平行移动时此六边形周长不变,∴先增大,后减小是错误的;

故答案为:①③..

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