- 空间几何体的结构
- 共7713题
(本题满分12分)如图,四棱锥P—ABCD中,PA⊥ABCD,四边形ABCD 是矩形. E、F分别是AB、PD的中点.若PA=AD=3,CD=. (1)求证:AF//平面PCE;
(2)求点A到平面PCE的距离;(3)求直线FC与平面PCE所成角的大小。
正确答案
(2) (3)
:解法一:(1)取PC的中点G,连结EG,FG,又由F为PD中点,则FG//
又由已知有 ∴四边形AEGF是平行四边形.
平面PCE,EG 4分 (2)由(1)知点A到平面PCE的距离等于点F到
平面PCE的距离,所以只要求出点F到平面PCE的距离即可。
又已知得:.
.
.
.
8分
(3)由(2)知
12分
解法二:如图建立空间直角坐标系,A(0,0,0),P(0,0,3),D(0,3,0),E(,0,0),F(0,
,
),C(
,3,0) 2分
(1)取PC的中点G,连结EG, 则,
即,又
4分
(2)设平面的法向量
.
,取
又,故
到平面
的距离为
8分
(3)
直线FC与平面PCE所成角的大小为
. 12分
已知圆柱的底面半径为1,母线长与底面的直径相等,则该圆柱的表面积为 .
正确答案
试题分析:因为圆柱的表面积为,所以圆柱的表面积为
如图,边长为2的正方形ABCD,E是BC的中点,沿AE,DE将折起,使得B与C重合于O.
(Ⅰ)设Q为AE的中点,证明:QDAO;
(Ⅱ)求二面角O—AE—D的余弦值.
正确答案
(1)见解析(2)二面角O-AE-D的平面角的余弦值为
第一问中,利用线线垂直,得到线面垂直,然后利用性质定理得到线线垂直。取AO中点M,连接MQ,DM,由题意可得:AOEO, DO
EO,
AO=DO=2.AODM
因为Q为AE的中点,所以MQ//E0,MQAO
AO平面DMQ,AO
DQ
第二问中,作MNAE,垂足为N,连接DN
因为AOEO, DO
EO,EO
平面AOD,所以EO
DM
,因为AODM,DM
平面AOE
因为MNAE,DN
AE,
DNM就是所求的DM=
,MN=
,DN=
,COS
DNM=
(1)取AO中点M,连接MQ,DM,由题意可得:AOEO, DO
EO,
AO=DO=2.AODM
因为Q为AE的中点,所以MQ//E0,MQAO
AO平面DMQ,AO
DQ
(2)作MNAE,垂足为N,连接DN
因为AOEO, DO
EO,EO
平面AOD,所以EO
DM
,因为AODM,DM
平面AOE
因为MNAE,DN
AE,
DNM就是所求的DM=
,MN=
,DN=
,COS
DNM=
二面角O-AE-D的平面角的余弦值为
如右图所示,已知四边形ABCD为直角梯形,AD∥BC,∠ABC=90°,PA⊥平面AC,且PA=AD=AB=1,BC=2.
(1)求PC的长;
(2)求异面直线PC与BD所成角的余弦值的大小
正确答案
(1)因为PA⊥平面AC,AB⊥BC,∴PB⊥BC,即∠PBC=90°,由勾股定理得PB==.
∴PC==.
(2)
如右图所示,过点C作CE∥BD交AD的延长线于E,连结PE,则∠PCE为异面直线PC与BD所成的角或它的补角.
∵CE=BD=,且PE==.
∴由余弦定理得cos∠PCE==-.
∴PC与BD所成角的余弦值为.
略
如图所示,四棱锥P-ABCD中,PD⊥平面ABCD,PA与平面ABCD所成的角为60°,在四边形ABCD中,∠D=∠DAB=90°,AB=4,CD=1,AD=2.
(1)建立适当的坐标系,并写出点B,P的坐标;
(2)求异面直线PA与BC所成角的余弦值;
(3)若PB的中点为M,求证:平面AMC⊥平面PBC.
正确答案
(1)如图所示,以D为原点,射线DA,DC,DP分别为x,y,z轴的正方向,建立空间直角坐标系D-xyz.
∵∠D=∠DAB=90°,AB=4,CD=1,AD=2,
∴A(2,0,0),C(0,1,0),B(2,4,0),
由PD⊥平面ABCD,得∠PAD为PA与平面ABCD所成的角,
∴∠PAD=60°.
在Rt△PAD中,由AD=2,得PD=2,
∴P(0,0,2).
(2)∵=(2,0,-2),
=(-2,-3,0),
∴cos<,>=
=-,
所以PA与BC所成角的余弦值为
(3)证明:∵M为PB的中点,
∴点M的坐标为(1,2,),
∴=(-1,2,),=(1,1,),
=(2,4,-2),
∵·=(-1)×2+2×4+×(-2)=0,
·=1×2+1×4+×(-2)=0,
∴⊥,⊥,∴PB⊥平面AMC
∵PB⊂平面PBC
∴平面AMC⊥平面PBC .
略
如图,D,E分别为三棱锥P—ABC的棱AP、AB上的点,且AD:DP=AE:EB=1:3.求证:DE//平面PBC
正确答案
证明略
略
在平面几何里,已知的两边
互相垂直,且
,则
边上的高
;现在把结论类比到空间:三棱锥
的三条侧棱
两两相互垂直,
平面
,且
,则点
到平面
的距离
正确答案
解:把结论类比到空间:三棱锥的三条侧棱
两两相互垂直,
平面
,且
,则点
到平面
的距离
证明:设到平面
的距离为
,过点
向底面
引垂线,垂足为
,连
并延长交
于
,连接
,则
在中,由勾股定理得
,又
,则
∵两两相互垂直,故
平面
,
平面
,∴
在中,
∴
由可得
,则
在长方体ABCD-A1B1C1D1中,经过其对角线BD1的平面分别与棱AA1、CC1相交于E,F两点,则四边形EBFD1的形状为_______
正确答案
平行四边形
略
如图,已知六棱锥P-ABCDEF的底面是正六边形,PA⊥平面ABC,PA=2AB,则下列结论中:
①PB⊥AE;②平面ABC⊥平面PBC;③直线BC∥平面PAE;④∠PDA=45°.
其中正确的有________(把所有正确的序号都填上)
正确答案
①④
略
如图,P为△ABC所在平面外一点,AP=AC,BP=BC,D为PC中点,直线PC与平面ABD垂直吗?为什么?
正确答案
略
略
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