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题型:简答题
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简答题

如图,在侧棱垂直底面的四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AD∥BC,AD⊥AB,AB=。AD=2,BC=4,AA1=2,E是DD1的中点,F是平面B1C1E与直线AA1的交点.

(1)证明:(i)EF∥A1D1

(ii)BA1⊥平面B1C1EF;

(2)求BC1与平面B1C1EF所成的角的正弦值.

正确答案

(3)

(1)证明:(i)

(ii)由(i)知F为

(2)由(ii)的证明可知

【考点定位】该题主要考查平行关系,垂直关系的证明与空间线面角的计算,是常考考点,解法不失常用性

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题型:简答题
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简答题

如图所示,圆柱的高为2,底面半径为,AE、DF是圆柱的两条母线,过作圆柱的截面交下底面于.

(1)求证:

(2)若四边形ABCD是正方形,求证

(3)在(2)的条件下,求二面角A-BC-E的平面角的一个三角函数值。

正确答案

(1)见解析  (2)见解析    (3)

第一问中,利用由圆柱的性质知:AD平行平面BCFE

又过作圆柱的截面交下底面于. 

又AE、DF是圆柱的两条母线

∥DF,且AE=DF     AD∥EF

第二问中,由线面垂直得到线线垂直。四边形ABCD是正方形  又

BC、AE是平面ABE内两条相交直线

 

第三问中,设正方形ABCD的边长为x,则在

 

由(2)可知:为二面角A-BC-E的平面角,所以

证明:(1)由圆柱的性质知:AD平行平面BCFE

又过作圆柱的截面交下底面于. 

又AE、DF是圆柱的两条母线

∥DF,且AE=DF     AD∥EF 

(2) 四边形ABCD是正方形  又

BC、AE是平面ABE内两条相交直线

 

(3)设正方形ABCD的边长为x,则在

 

由(2)可知:为二面角A-BC-E的平面角,所以

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题型:填空题
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填空题

若点P直线l , 则由点P和直线l确定的平面的个数是    

正确答案

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解:过直线和直线外一点,有且只有一个平面,这是确定平面的一个方法。

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题型:简答题
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简答题

(10分)正方体ABCD—A1B1C1D1中,G、H分别是BC、CD的中点,求证D1、B1、G、H四点在同一个平面内。

正确答案

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题型:简答题
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简答题

(10分)在四棱锥P—ABCD中,底面ABCDa的正方形,PA⊥平面ABCD

PA=2AB

(1)求证:平面PAC⊥平面PBD

(2)求二面角B—PC—D的余弦值.

正确答案

解:(Ⅰ)证明:∵PA⊥平面ABCD   ∴PA⊥BD

∵ABCD为正方形   ∴AC⊥BD

∴BD⊥平面PAC又BD在平面BPD内,

∴平面PAC⊥平面BPD      6分

(Ⅱ)解法一:在平面BCP内作BN⊥PC垂足为N,连DN,

∵Rt△PBC≌Rt△PDC,由BN⊥PC得DN⊥PC;

∴∠BND为二面角B—PC—D的平面角,

在△BND中,BN=DN=,BD=

∴cos∠BND =

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题型:简答题
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简答题

圆锥的底面半径为R,高为H,一正方体的一个面在圆锥的底面内,它所对的面的四个顶点都在圆锥的侧面上,求正方体的棱长.

正确答案

设正方体的棱长是a

思路分析:该题目的关键是选好恰当的角度,用一个平面去截这个组合体,将其主要的已知与未知元素集中在一个平面图形内,即化立体问题为平面问题.

解:如上图,过正方体的对角面作一个截面,截正方体为一个矩形,截圆锥为一个等腰三角形,设正方体的棱长是a,则这个矩形的长是2a,∴.解得.

→点拨提示:对组合体的计算,注意分析由哪几个几何体组成,然后将空间问题平面化,找好度量关系.轴截面有助于找出各种量之间的关系,因此,在解答有关组合体的问题时,应先作出组合体的轴截面.

知识点:简单几何体和球

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题型:简答题
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简答题

如图,矩形ABCD所在的平面,M,N分别为AB,PC的中点。求证:平面

正确答案

见解析

【错解分析】在描述条件中,容易忽视

【正解】取PD中点E,连结AE,EN,则有

为平行四边形,

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分12分)

(如右图) 在正方体ABCD-A1B1C1D1中,

(1)证明:平面AB1D1∥平面BDC1

(2)设M为A1D1的中点,求直线BM与平面BB1D1D所成角的正弦值.

正确答案

(1)(略)     (2) 

对于第一问先在平面AB1D1找两条相交直线AB1AD1分别平行于平面BDC1

由面面平行的判定定理就可以证明平面AB1D1∥平面BDC1;第二问过M点作的垂线交于点E,连接BE,可证∠MBE为线BM与平面BB1D1D所成角,然后解三角形求出角的正弦值。

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题型:填空题
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填空题

由一个平面多边形沿某一方向平移形成的空间几何体叫做        

正确答案

棱柱

解:棱柱的定义,可以理解为一个平面图形,在某个方向上的平移后的得到的空间几何体。

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题型:简答题
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简答题

(本题满分12分)

在直角梯形PBCD中,,A为PD的中点,如下左图。将沿AB折到的位置,使,点E在SD上,且,如下右图。

(1)求证:平面ABCD;

  (2)求二面角E—AC—D的正切值;

(3)在线段BC上是否存在点F,使SF//平面EAC?若存在,确定F的位置, 若不存在,请说明理由。

正确答案

,F(2,1,0)为BC的中点

解法一:(1)证明:在上左图中,由题意可知,

为正方形,

所以在上右图中,

四边形ABCD是边长为2的正方形,

因为,ABBC,

所以BC平面SAB,          (2分)

平面SAB,

所以BCSA,

又SAAB,

所以SA平面ABCD, (4分)

  (2)在AD上取一点O,使,连接EO。

因为,所以EO//SA

所以EO平面ABCD,

过O作OHAC交AC于H,连接EH,

则AC平面EOH,

所以ACEH。

所以为二面角E—AC—D的平面角,

中,

      即二面角E—AC—D的正切值为  (9分)

(3)当F为BC中点时,SF//平面EAC,

理由如下:取BC的中点F,连接DF交AC于M,

连接EM,AD//FC,

所以,又由题意

SF//EM,又平面EAC,

所以SF//平面EAC,即当F为BC的中点时,

SF//平面EAC  (12分)

解法二:(1)同方法一(4分)

(2)如图,以A为原点建立直角坐标系,

A(0,0,0),B(2,0,0),C(2,2,0),D(0,2,0),S(0,0,2),E(0,

      易知平面ACD的法向为

设平面EAC的法向量为

所以,可取

所以  (7分)

所以

所以

即二面角E—AC—D的正切值为   (9分)

(3)设存在

所以SF//平面EAC,

所以,由SF//平面EAC,

所以,所以0,

,即F(2,1,0)为BC的中点      (12分)

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