- 直线与平面所成的角
- 共1178题
已知三棱柱AB-A1B1C1的侧棱垂直于底面,且底面边长与侧棱长都等于3,蚂蚁从A点沿侧面经过棱BB1上的点N和CC1上的点M爬到点A1,如图所示,则当蚂蚁爬过的路程最短时,直线MN与平面ABC所成角的正弦值为______.
正确答案
解析
解:如图所示,把此三棱柱沿着AA1剪开展开为:
当蚂蚁爬过的路程最短时,点M,N分别是对角线AA1与CC1,BB1的交点,
因此直线MN与平面ABC所成角即为∠MAC,
∴sin∠MAC==
.
故答案为:.
如图,直角△BCD所在的平面垂直于正△ABC所在的平面,PA⊥平面ABC,DC=BC=2PA,为DB的中点,
(Ⅰ)证明:AE⊥BC;
(Ⅱ)线段BC上是否存在一点F使得PF与面DBC所成的角为60°,若存在,试确定点F的位置,若不存在,说明理由.
正确答案
证明:(I)取BC的中点O,连接EO,AO,
EO∥DC所以EO⊥BC.(1分)
因为△ABC为等边三角形,所以BC⊥AO(3分)
所以BC⊥面AEO,故BC⊥AE(4分)
(II)以BC的中点O为原点,OA所在的直线为x轴,OB所在的直线为y轴,
OE所在的直线为z轴建立空间坐标系,不妨设BC=2,
则,设F(0,y,0),
则,(7分)
而平面BCD的一个法向量=(1,0,0),
则由,(9分)
解得y=0,
故存在F,且F为BC的中点,使得PF与面DBC所成的角为60°.
解析
证明:(I)取BC的中点O,连接EO,AO,
EO∥DC所以EO⊥BC.(1分)
因为△ABC为等边三角形,所以BC⊥AO(3分)
所以BC⊥面AEO,故BC⊥AE(4分)
(II)以BC的中点O为原点,OA所在的直线为x轴,OB所在的直线为y轴,
OE所在的直线为z轴建立空间坐标系,不妨设BC=2,
则,设F(0,y,0),
则,(7分)
而平面BCD的一个法向量=(1,0,0),
则由,(9分)
解得y=0,
故存在F,且F为BC的中点,使得PF与面DBC所成的角为60°.
已知正方形ABCD,PA⊥平面ABCD,AB=1,PA=t(t>0),当t变化时,直线PD与平面PBC所成角的正弦值的取值范围是______.
正确答案
解析
解:把图形补成直棱柱,则
∵BC⊥平面DCC1D1,∴平面PBCD1⊥平面DCC1D1,
作DE⊥CD1,则DE⊥平面PBCD1,∴∠DPE就是PD与平面PBC所成的角,
DP=,DE=
=
∴sin∠DPE==
>0
∵≤
(当且仅当
,即t=1时,取等号)
∴0<≤
∴直线PD与平面PBC所成角的正弦值的取值范围是
故答案为:
正三棱锥的侧棱长为2,侧棱与底面所成的角为60°,则该棱锥的体积为( )
正确答案
解析
解:如图,正三棱锥S-ABC,底面中心为O,取BC中点D,连接SO,BO,OD,则:
SO⊥底面ABC,OD⊥BC;
∴∠SBO为侧棱SB和底面ABC所成角为60°;
∴∠SBO=60°,SB=;
∴在RT△SBO中,OB=,SO=SB•sin60°=3;
∴,BC=3;
∴;
∴=
.
故选:C.
在正方体ABCD-A1B1C1D1中,过DD1的中点作直线l,使得l与BD1所成角为40°,且与平面A1ACC1所成角为50°,则l的条数为( )
正确答案
解析
解:取DD1的中点P,A1C1的中点为O1,AC的中点为O2,O1O2的中点为O,连结OP和PO2,则OP⊥平面ACC1A1,PO2∥BD1.
在平面ACC1A1内,以点O为圆心,半径为画圆,则点P与此圆上的点的连线满足:过DD1的中点P与平面ACC1A1所成的角为50°.所以满足与PO2所成角为40°的直线PQ有且只有2条,
故选:B.
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