- 空间几何体的结构
- 共7713题
下列命题中正确的是 ▲ (填序号)
①棱柱被任一平面截成的两部分都是棱柱;
②棱台的所有侧面都是等腰梯形;
③用一个平面去截圆锥,得到的几何体是一个圆锥和一个圆台;
④用任一平面去截球得到的截面都是圆面;
正确答案
④
略
(本小题满分12分)已知棱长为4的正方体中,
为侧面
的中心,
为棱
的中点,试计算
(1);
(2)求证面
;
(3)求与面
所成角的余弦值.
正确答案
(1)-4
(2)略
(3)
以的方向为x轴,y轴,z轴方向建立空间直角坐标,O为坐标原点,
的坐标分别为
,
(1)
(2)
从而面
(3) 面
法向量可取
,设
与面
所成角
则
故所求角的余弦值为.
若圆锥的表面积为平方米,且它的侧面展开图是一个半圆,则这个圆锥的底面的直径为 .
正确答案
6
略
(本小题满分12分) 如图,AB是⊙O的直径,PA垂直于⊙O所在的平面,C是圆周上不同于A,B的一点.
(1)证明:平面PAC⊥平面PBC;
(2)若
,∠ABC=30°,求二面角A—PB—C的大小.
正确答案
(1)平面PAC⊥平面PBC
(2)二面角A—PB—C的大小为60°
(1)证明:∵PA垂直于⊙O所在的平面,BC在该平面内,所以PA⊥BC。
∵C是圆周上不同于A,B的一点,AB是⊙O的直径,所以∠BCA是直角,即BC⊥AC。
又因为PA与AC是平面PAC内的两条相交直线,所以BC⊥平面PAC。
又困为BC在平面PBC内,所以平面PAC⊥平面PBC …………………5分
(2)作AD⊥PB于D点,AE⊥PC于E点,连DE。
由(1)知平面PAC⊥平面PBC,所以AE⊥平面PBC
而PB在平面PBC内,所以AE⊥PB
即有PB⊥AD(所作)PB⊥AE,又AE与AD是平面ADE内的两条相交直线,
所以PB⊥平面ADE,所以∠ADE是二面角A—PB—C的平面角。…………………………9分
设AB=2r,在Rt△ABC中,∠ABC=30°,所以AC=r
由条件知PA=
在Rt△PAC中,AE=
在Rt△PAB中,AD=
在Rt△AED中,sin∠ADE=,所以∠ADE=60°
故二面角A—PB—C的大小为60°………………………………………12分
(本小题满分12分)
在正方体中,如图E、F分别是
,CD的中点,
⑴求证:平面ADE;
⑵点到平面ADE的距离.
正确答案
(1)证明:建立如图所示的直角坐标系,不妨设正方体的棱长为1,
则D(0,0,0),A(1,0,0),(0,0,1),
E(1,1,),F(0,
,0),
则=(0,
,-1),
=(1,0,0),
=(0,1,
), 则
=0,
=0,
,
.
平面ADE.
(2)(0,0,1),
=(0,
,-1)
由⑴知平面ADE的一个法向量为
所以点到平面ADE的距离
=
略
如图,四棱锥的底面
为一直角梯形,其中
,
底面
,
是
的中点.
(1)求证://平面
;
(2)若平面
,
①求异面直线与
所成角的余弦值;
②求二面角的余弦值.
正确答案
解:设,建立如图的空间坐标系
,
,
,
,
.
(1),
,所以
,
平面
,
平面
.
(2)平面
,
,即
,
,即
.
①,
,
所以异面直线与
所成角的余弦值为
;
②平面和平面
中,
,
所以平面的一个法向量为
;平面
的一个法向量为
;
,所以二面角
的余弦值为
.
略
已知E,F分别是正方体ABCD-A1B1C1D1的棱BC和CD的中点,求:
(1)A1D与EF所成角的大小;
(2)A1F与平面B1EB所成角;
(3)二面角C-D1B1-B的大小.
正确答案
(1)因此与EF所成角的大小为
(2)
(3)二面角约为
(1)因为所以
可知向量与
的夹角为
因此与EF所成角的大小为
(2)在正方体中,因为
平面
,所以
是平面
的法向量
因为
所以
,由
,所以可得向量之间的夹角约为
(3)因为平面
,所以
是平面
的法向量,因为
所以,所以可得两向量的夹角为
根据二面角夹角相等或互补可知,二面角约为
若为一条直线,
、
、
为三个互不重合的平面,给出下面三个语句:
①②
//
③//
其中正确的序号是_____
正确答案
②③
略
如图,已知正方体ABCD-A1B1C1D1,AD1与A1D相交于点O.
(1)判断AD1与平面A1B1CD的位置关系,并证明;
(2)求直线AB1与平面A1B1CD所成的角.
正确答案
(1)垂直(2)
(1)解:.
证明:∵在正方体ABCD-A1B1C1D1中,,
∴.
(2)连结.∵
于点O,
∴直线
是直线
在平面
上的射影..m
∴为直线
与平面
所成的角.
又∵,
∴.
∴°.
△ABC是正三角形,线段EA和DC都垂直于平面ABC.设EA=AB=2a,DC=a,且F为BE的中点,如图.
(1)求证:DF∥平面ABC;
(2)求证:AF⊥BD;
(3)求平面BDF与平面ABC所成二面角的大小.
正确答案
(1)证明:如图所示,取AB中点G,连结CG、FG.
∵EF=FB,AG=GB,
∴FG.
又DC,∴FG
DC.
∴四边形CDFG为平行四边形,
故DF∥CG.
∵平面ABC,平面ABC,
∴DF∥平面ABC.
(2)证明:∵EA⊥平面ABC,
∴EA⊥CG.
又△ABC是正三角形,
∴CG⊥AB.
∴CG⊥平面AEB.
∴CG⊥AF.
又∵DF∥CG,∴DF⊥AF.
又AE=AB,F为BE中点,
∴AF⊥BE.又BE∩DF=F,
∴AF⊥平面BDE.
∴AF⊥BD.
(3)解:延长ED交AC延长线于G′,连结BG′.
由,CD∥AE知D为EG′中点,
∴FD∥BG′.
由CG⊥平面ABE,FD∥CG,
∴BG′⊥平面ABE.
∴∠EBA为所求二面角的平面角.
在等腰直角三角形AEB中,易求∠ABE="45°."
空间直线和平面
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