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题型:简答题
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简答题 · 12 分

19.已知正方体为棱的中点。

(1)求异面直线所成角的大小(结果用反三角表示);

(2)求四面体的体积。

正确答案

(1)由知,

就是异面直线所成角.

连接,在中,

所以

即异面直线所成的角为

(利用空间向量同样给分)

(2)算出的面积 

到平面的距离就是三棱锥的高,

该四面体的体积

解析

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知识点

直线与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在四棱锥A—BCDE中,平面平面

(1)证明:平面

(2)求直线与平面ABC所成的角的正切值。

正确答案

见解析

解析

证明:(1)连接,在直角梯形中,由,得

,得,即

又平面平面,从而平面

(2)在直角梯形中,由,得

又平面平面,所以平面

,与延长线交于,连接,则平面,所以是直线与平面所成的角

中,由,得

中,由,得

中,由,得

所以,直线与平面所成的角的正切值是

知识点

直线与平面垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质线面角和二面角的求法
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

如图5,AB是圆O的直径,点C是弧AB的中点,点V是圆O所在平面外一点,是AC的中点,已知.

(1)求证:OD//平面VBC;

(2)求证:AC⊥平面VOD;

(3)求棱锥的体积.

正确答案

见解析。

解析

(1)∵ O、D分别是AB和AC的中点,∴OD//BC .

面VBC,面VBC,∴OD//平面VBC.

(2)∵VA=VB,O为AB中点,∴.

连接,在中,,

≌VOC ,∴=VOC=90,  ∴.

, 平面ABC, 平面ABC, ∴VO⊥平面ABC.

平面ABC,∴.

又∵的中点,∴.

∵VO平面VOD,VD平面VOD,,∴ AC平面DOV.

(3)由(2)知是棱锥的高,且.

又∵点C是弧的中点,∴,且

∴三角形的面积

∴棱锥的体积为

故棱锥的体积为.

知识点

旋转体(圆柱、圆锥、圆台)棱柱、棱锥、棱台的体积直线与平面平行的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,已知⊥平面=2,且

的中点。

(1)求证:∥平面

(2)求证:平面BCE⊥平面

(3)求此多面体的体积

正确答案

见解析。

解析

(1)取CE中点P,连结FP、BP,∵F为CD的中点,  ∴FP∥DE,且FP=

又AB∥DE,且AB=  ∴AB∥FP,且AB=FP,

∴ABPF为平行四边形,∴AF∥BP,

又∵AF平面BCE,BP 平面BCE,     ∴AF∥平面BCE

(2)∵,所以△ACD为正三角形,∴AF⊥CD

∵AB⊥平面ACD,DE//AB  ∴DE⊥平面ACD   又AF平面ACD

∴DE⊥AF   又AF⊥CD,CD∩DE=D

∴AF⊥平面CDE              又BP∥AF  ∴BP⊥平面CDE

又∵BP平面BCE  ∴平面BCE⊥平面CDE

(3)此多面体是一个以C为定点,以四边形ABED为底边的四棱锥,

等边三角形AD边上的高就是四棱锥的高

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积直线与平面平行的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质
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题型:填空题
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填空题 · 5 分

各项均为正数的等比数列满足,若函数

的导数为,则            。

正确答案

解析

略。

知识点

直线与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

如图3,在四棱锥中,底面ABCD是边长为2的菱形,且DAB=60. 侧面PAD为正三角形,其所在的平面垂直于底面ABCD,G为AD边的中点.

(1)求证:BG平面PAD;

(2)求三棱锥G—CDP的体积;

(3)若E为BC边的中点,能否在棱PC上找到一点F,使平面DEF平面ABCD,并证明你的结论.

正确答案

见解析。

解析

证明:连结BD.

因为ABCD为棱形,且∠DAB=60°,所以ABD为正三角形.

又G为AD的中点,所以BG⊥AD.

又平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,

∴BG⊥平面PAD.

(2)因为G为正三角形PAD的边AD的中点,所以PGAD.

又平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,

所以PG⊥平面ABCD.

因为正三角形PAD的边长为2,所以.

在CDG中,CD=2,DG=1,∠CDG=120°,

所以.

.

(3)当F为PC的中点时,平面DEF⊥平面ABCD.

取PC的中点F,连结DE,EF,DF,CG,且DE与CG相交于H.

因为E、G分别为BC、AD的中点,所以四边形CDGE为平行四边形.

故H为CG的中点. 又F为CP的中点,所以FH//PG.

由(2),得PG平面ABCD,所以FH平面ABCD.

又FH平面DEF,所以平面DEF⊥平面ABCD.

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积直线与平面垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,E为PD的中点。

(1)证明:PB∥平面AEC;

(2)设AP=1,AD=,三棱锥P﹣ABD的体积V=,求A到平面PBC的距离。

正确答案

见解析。

解析

(1)证明:设BD与AC 的交点为O,连结EO,∵ABCD是矩形,∴O为BD的中点

∵E为PD的中点,∴EO∥PB,EO⊂平面AEC,PB⊄平面AEC∴PB∥平面AEC;

(2)∵AP=1,AD=,三棱锥P﹣ABD的体积V=,∴V==

∴AB=,作AH⊥PB角PB于H,由题意可知BC⊥平面PAB∴BC⊥AH,故AH⊥平面PBC。

,A到平面PBC的距离

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积直线与平面平行的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,四棱锥的底面是正方形,平面,

(1)求证:

(2)求异面直线所成的角的大小.

正确答案

见解析

解析

(1)∵⊥平面

平面

∴CD⊥SD     

又四边形ABCD是正方形,∴CD⊥AD

∴CD⊥平面SDA

平面

∴SA⊥CD.  

(2)∵‖CD

或其补角是异面直线所成角

由(1),BA⊥平面SDA,∴△SAB是直角三角形.

           

故异面直线SB与CD所成角的大小为

知识点

异面直线及其所成的角直线与直线垂直的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,已知四棱锥中,平面,底面是直角梯形,

.

(1)求证:平面

(2)求证:平面

(3)若的中点,求三棱锥的体积.

正确答案

见解析。

解析

(1)

底面是直角梯形,且,

平面

平面

∥平面

(2)

      

平面 ,平面

平面

(3)在直角梯形中,过于点

则四边形为矩形,

中可得

 

中点,

到面的距离是到面距离的一半

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积直线与平面平行的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

图4,PA垂直于⊙O所在平面ABC,AB为⊙O的直径,PA=AB=2,,C是弧AB的中点.

(1)证明:BC平面PAC;

(2)证明:CFBP;

(3)求四棱锥C—AOFP的体积.

正确答案

见解析。

解析

(1)

证明:∵PA⊥平面ABC,BC⊥平面ABC,

∴BC⊥PA.

∵△ACB是直径所对的圆周角,

,即BCAC.

又∵,∴平面.

(2)证明:∵PA⊥平面ABC,OC⊥平面ABC,

∴OC⊥PA.

∵C是弧AB的中点,

 ∴△ABC是等腰三角形,AC=BC,

又O是AB的中点,∴OC⊥AB.

又∵,∴平面,又平面

.

设BP的中点为E,连结AE,则

.

,∴平面. 又平面,∴.

(3)解:由(2)知平面,∴是三棱锥的高,且.

又∵

又∵

∴四棱锥的体积

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积直线与直线垂直的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质
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