- 空间几何体的结构
- 共7713题
正确答案
略
如图,已知三棱柱中,侧棱垂直于底面,底面△ABC中
,
点
是
的中点。
(1)求证:
(2)求证:
(3)求。
正确答案
(1)见解析(2)见解析(3)
(1)在中,由
,
为直角三角形,
又
,
(2)连结交
于点E,则E为
的中点,连结DE,则在
中,
,又
,则
(3)在,
知
在正方体ABCD—A1B1C1D1中
(1)求证: BD⊥平面ACC1
(2)求二面角C1—BD—C的正切值
正确答案
(1)见解析(2)
(1)证明:∵BD⊥AC,又∵CC1⊥CD, CC1⊥CB,
∴CC1⊥平面AC,∴CC1⊥BD,∴BD⊥平面ACC1
(2)解:连接AC,交BD于点O,则BD⊥ CO,连接C1 O,则
BD⊥C1 O,∴∠C O C1为所求二面角C1—BD—C的平面角,
在Rt△CC1O中,tan∠C O C1 =
如图,已知三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱长都相等,且侧棱垂直于底面,由
B沿棱柱侧面经过棱C C1到点A1的最短路线长为,设这条最短路线与CC1的交
点为D.
(1)求三棱柱ABC-A1B1C1的体积;
(2)在平面A1BD内是否存在过点D的直线与平面ABC平行?证明你的判断;
(3)证明:平面A1BD⊥平面A1ABB1.
正确答案
(1) (2)在平面A1BD内存在过点D的直线与平面ABC平行
(3)证明见解析
(1)如图,将侧面BB1C1C绕棱CC1旋转120°使其与侧面AA1C1C在同一平面上,点B运动到点B2的位置,连接A1B2,则A1B2就是由点B沿棱柱侧面经过棱CC1到点A1的最短路线。 ……………………………………1分
设棱柱的棱长为,则B2C=AC=AA1=
,
∵CD∥AA1 ∴D为CC1的中点,……………………………2分
在Rt△A1AB2中,由勾股定理得,
即 解得
,……………………4分
∵∴
……………………………………6分
(2)设A1B与AB1的交点为O,连结BB2,OD,则……………………………7分
∵平面
,
平面
∴
平面
,
即在平面A1BD内存在过点D的直线与平面ABC平行 ……………………………9分
(3)连结AD,B1D∵≌
≌
∴ ∴
……………………………11分
∵ ∴
平面A1ABB1 ……………………………13分
又∵平面A1BD ∴平面A1BD⊥平面A1ABB1 ……………………………………14分
(本小题满分12分)
在三棱锥中,△ABC是边长为4的正三角形,平面
,
,M、N分别为AB、SB的中点。
(1)证明:;
(2)求点B到平面CMN的距离。
正确答案
(2)由(1)知:,又平面
,
取BP中点Q,连结NQ
又N为SB中点
,而
,
过Q作,连结NK,
则即为二面角N-CM-B的平面角
设CM交BP于O,则,
所以二面角N-CM-B的大小为。
(3)由(2)知:
设B到平面CMN的距离为d,则
,
点B到平面CMN的距离为
。
略
在棱长为1的正方体中,
分别是
的中点,
在棱
上,且
,H
为
的中点,应用空间向量方法求解下列问题.
(1)求证:;
(2)求EF与所成的角的余弦;
(3)求FH的长.
正确答案
略
略
(本小题满分10分)
长方体ABCD-A1B1C1D1的侧棱AA1的长是a,底面ABCD的边长AB=2a,BC=a,E为C1D1的中点。
(1)求证:DE⊥平面BCE;
(2)求二面角E-BD-C的正切值。
正确答案
略
图4,四棱锥P—ABCD中,ABCD为矩形,△PAD为等腰直角三角形,
∠APD=90°,面PAD⊥面ABCD,且AB=1,AD=2,E、F分别为PC和BD的中点.
(1)证明:EF∥面PAD;
(2)证明:面PDC⊥面PAD.
正确答案
(1)(2)见解析
(1)如图,连接AC,
∵ABCD为矩形且F是BD的中点,
∴AC必经过F 。
又E是PC的中点,
所以,EF∥AP。
∵EF在面PAD外,PA在面内,
∴EF∥面PAD
(2)∵面PAD⊥面ABCD,CD⊥AD,面PAD面ABCD=AD,
∴CD⊥面PAD, 8分
又AP面PAD,∴AP⊥CD. 9分
又∵AP⊥PD,PD和CD是相交直线,AP⊥面PCD。
又AD面PAD,所以,面PDC⊥面PAD 。
四棱锥P-ABCD的底面是矩形,侧面PAD是正三角形,且侧面PAD底面ABCD,当
的值等于多少时,能使PB
AC?并给出证明.
正确答案
=
时,能使PB
AC
当=
时,能使PB
AC
证明:取AD中点F,连接PF,
PF
AD,面PAD
面ABCD,
PF
面ABCD,
连结BF,交AC于O,则根据题意,当=
时,有
AC=AB,AF=
AB,A
O=
AB,FO=
AB.
∴AF2=AO2+FO2,即FBAC,
由三垂线定理可证得PBAC.
∴当=
时,能使PB
AC.
在如图组合体中,
是一个长方体,
是一个
四棱锥;,点
平面
,且
(1)证明:平面
(2)求与平面
所成的角的正切值
正确答案
证明:⑴因为,
,所以
,因为
为长方体,因为
,又
,所以
,故
;
⑵取的中点
,连接
,则
,因为
,故面
,因为
,面
,所以
,所以
即为所求的角,在
中,
,在
中,
,所以
与平面
所成的角的正切值是
.
⑴证明线面垂直,常常转化为证明线线垂直;⑵求线面角的关键是找到斜线在平面内的射影,斜线和射影的夹角就是线面角.
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