- 空间几何体的结构
- 共7713题
(13分)如图(2):PA⊥面ABCD,CD2AB,
∠DAB=90°,E为PC的中点.
(1)证明:BE//面PAD;
(2)若PA=AD,证明:BE⊥面PDC.
正确答案
(1)略 (2)略
(1)取PD的中点M,连ME,MA.
∵E为PC的中点 ∴MEDC,又AB
DC ∴ME
AB.即四边形ABEM为□,∴AM//BE且AM
面PAD ∴BE//面PAD.
(2) ∵PA="AD " ∴AM⊥PD ①
由PA⊥面AC知:PA⊥DC,再由∠DAB=Rt∠,∴DC⊥面PAD ∴DC⊥AM ②
综合①与②知: AM⊥面PDC,由(1)AM//BE 故BE⊥面PDC.
如图,矩形中,
,
,
为
上的点,且
.
(Ⅰ)求证:;(Ⅱ)求证;
;
(Ⅲ)求三棱锥的体积.
正确答案
(Ⅰ) 略 (Ⅱ) 略 (Ⅲ)
:(Ⅰ)证明:,
∴,则
(2分)
又,则
∴
(4分)
(Ⅱ)证明:依题意可知:是
中点
则
,而
∴是
中点 (6分) 在
中,
∴
(8分)
(Ⅲ)解: ∴
,而
∴ ∴
(10分)
是
中点 ∴
是
中点 ∴
且
∴
∴
中,
∴ (12分) ∴
(14分)
(本题满分12分,第Ⅰ小题4分,第Ⅱ小题5分,第Ⅲ小题3分)
如图,
是直角梯形,∠
=90°,
∥
,
=1,
=2,又
=1,∠
=120°,
⊥
,直线
与直线
所成的角为60°.
(Ⅰ)求证:平面⊥平面
;
(Ⅱ)求二面角的大小;
(Ⅲ)求三棱锥的体积.
正确答案
(Ⅰ)略 (Ⅱ) (Ⅲ)
解法一:
(Ⅰ)∵
∴,又∵
∴
…(4分)
(Ⅱ)取的中点
,则
,连结
,
∵,∴
,从而
作,交
的延长线于
,连结
,则由三垂线定理知,
,
从而为二面角
的平面角
直线与直线
所成的角为
∴
在中,由余弦定理得
在中,
在中,
在中,
故二面角的平面角大小为
…(9分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,为正方形
∴……(12分)
解法二:(Ⅰ)同解法一…(4分)
(Ⅱ)在平面内,过
作
,建立空间直角坐标系
(如图)
由题意有
,设
,
则
由直线与直线
所成的解为
,得
,即
,解得
∴,设平面
的一个法向量为
,
则,取
,得
平面的法向量取为
,设
与
所成的角为
,则
显然,二面角的平面角为锐角,故二面角
的平面角大小为
(Ⅲ)取平面的法向量取为
,则点A到平面
的距离
∵,∴
…(12分)
设正四棱锥的侧面积为
,若
.
(1)求四棱锥的体积;
(2)求直线与平面
所成角的大小.
正确答案
(1)
(2))
试题分析:解(1)联结交
于
,取
的中点
,联结
,
,
,则
,
,
. 4分
所以四棱锥的体积
. 6分
(2)在正四棱锥中,
平面
,所以
就是直线
与平面
所成的角. 11分
在中,
,所以直线
与平面
所成角的大小为
. 14分
点评:主要是考查了四棱锥体积的求解以及线面角的运用,属于基础题。
如图,已知平面
是正三角形,且
.
(1)设是线段
的中点,求证:
∥平面
;
(2)求直线与平面
所成角的余弦值.
正确答案
(1)证明线面平行,则可以利用线面平行的判定定理来得到,属于基础题。 (2)
试题分析:(I)证明:取CE中点N,连接MN,BN
则MN∥DE∥AB且MN=DE=AB
∴四边形ABNM为平行四边形∴AM∥BN 4分
∴AM∥平面BCE 6分
(Ⅱ)解:取AD中点H,连接BH,
∵是正三角形, ∴CH⊥AD 8分
又∵平面
∴CH⊥AB ∴CH⊥平面ABED 10分
∴∠CBH为直线 与平面
所成的角 12分
设AB=a,则AC=AD=2a , ∴BH=a BC=
a
cos∠CBH=
点评:解决的关键是根据线面平行的判定定理以及线面角的定义得到,属于基础题。
在正三棱柱ABC—A1B1C1中,若AB=BB1,则AB1与C1B所成的角的大小为 .
正确答案
取BC的中点M连接AM、C1M ,∵三棱柱ABC—A1B1C1为正三棱柱,∴AM,所以AM
,在矩形
中,
,∴
,又AM
,∴
,∴
,即AB1与C1B所成的角为
正四面体相邻两侧面所成角的大小为________。
正确答案
。
过四面体ABCD的顶点B作,连接CD,由全等知,
,则
为所求二面角的平面角,在
,由余弦定理可求得
。
(本小题满分12分)
如图1,矩形ABCD中,AB=2AD=2a,E为DC的中点,现将△ADE沿AE折起,使平面ADE⊥平面ABCE,如图2. (I)求二面角A—BC—D的正切值;
(Ⅱ)求证:AD⊥平面BDE.
正确答案
(I) (Ⅱ) 略
(Ⅰ)取AE中点O,BC中点F,连结DO,OF,DF(如图)由题知:AB=2AD,DE=EC,
,
又,
,…………2分
又,
,
由三垂线定理得,
………4分
在,
即二面角A—BC—D的正切值是………6分
(Ⅱ)在图1中,连结BE,则,
又,
……8分由(Ⅰ)知
平面ABCE,
,
,………10分
,又
,
………12分
设m、n是两条不同的直线,是三个不同的平面,给出下列四个命题:
①若,
,则
②若
,
,
,则
③若,
,则
④若
,
,则
其中,正确命题的序号是______________________.
正确答案
①和②
由线面垂直的性质易得命题①正确,∵,
,∴
,又
,∴
,故命题②正确,平行于同一个平面的两条直线既可以平行、相交,也可以异面,故命题③错误,对于正方体中每一个定点出发的三个面,满足
,
,但是
,故命题④错误
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC=2,E是PC的中点,作EF⊥PB交PB于点F.
(1)证明 PA//平面EDB;
(2)证明PB⊥平面EFD;
(3)求.
正确答案
(1)证明:连结AC,AC交BD于O.连结EO.∵ 底面ABCD是正方形,∴ 点O是AC的中点.在△PAC中,EO是中位线,∴ PA//EO.而平面EDB,且
平面EDB,所以,PA//平面EDB.
(2)证明:∵ PD⊥底面ABCD,且底面ABCD, ∴ PD⊥DC.
∵ 底面ABCD是正方形,有DC⊥BC, ∴ BC⊥平面PDC. 而平面PDC,∴ BC⊥DE.又∵PD=DC,E是PC的中点,∴ DE⊥PC. ∴ DE⊥平面PBC.
而平面PBC,∴ DE⊥PB.又EF⊥PB,且
,所以PB⊥平面EFD.
(3) =
略
扫码查看完整答案与解析