- 直线与直线垂直的判定与性质
- 共82题
如图,在四棱锥中,底面是矩形,,,, N是棱的中点.
(1)求证:平面;
(2)求证:平面;(3)在棱SC上是否存在一点P,使得
平面平面?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
正确答案
见解析
解析
(1)证明:因为底面是矩形,所以 ,……………… 1分
又因为 平面,平面,所以 平面……………… 3分
(2)证明:因为 ,所以 平面SAD,……………… 5分
又因为 平面,所以 .……………… 6分 因为 ,且N为AD中点,所以 .
又因为 ,所以 平面.………… 8分
(3)解:如图,连接BD交NC于点F,在平面SNC中过F作交于点P,连接PB,PD.
因为 平面,所以 平面.…………… 11分
又因为 平面,所以平面平面.……… 12分
在矩形中,因为,所以 .在中,因为,
所以.则在棱SC上存在点P,使得平面平面,此时. ……… 14分
知识点
如图,在直角梯形ABEF中,BE∥AF,∠FAB=90°,CD∥AB,将DCEF沿CD折起,使∠FDA=60°,得到一个空间几何体。
(1)求证:BE∥平面ADF;
(2)求证:AF⊥平面ABCD;
(3)求三棱锥E-BCD的体积。
正确答案
见解析。
解析
(1)
由已知条件可知,折叠之后平行关系不变,又因为平面,平面,所以//平面;
同理//平面.
又平面,
平面//平面.
又平面,
∴//平面.
(2)由于
,即
.
平面,
平面.
(3)法一:平面,
.
又,.
法二:取中点,连接.
由(2)易知⊥平面,又平面//平面,
⊥平面.
又,.
,,
.
.
知识点
在直角梯形ABCD中,ADBC,,,如图(1),把沿翻折,使得平面,如图(2)。
(1)求证:;
(2)求三棱锥的体积;
(3)在线段上是否存在点N,使得?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵平面,,
∴, 2分又∵,∴。 …4分
(2)如图(1)在。
,在。
∴。
如图(2),在,过点做于,∴。
, 7分∴。
(3)在线段上存在点N,使得,理由如下:
如图(2)在中,,∴,
过点E做交于点N,则,
∵, …10分
又,,,
又,∴。
∴在线段上存在点N,使得,此时。
知识点
如图,四棱锥的底面是正方形,平面,,
(1)求证:;
(2)求异面直线与所成的角的大小.
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与所成角
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
如图,在五面体中,四边形是边长为的正方形,∥平面, ,,,是的中点。
(1)求证:∥平面;
(2)求证:平面;
(3)求五面体的体积。
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:连接,与相交于点,则点是的中点,连接,
∵是的中点,
∴∥,.
∵∥平面,平面,平面平面,
∴∥.
∵,
∴∥,.
∴四边形是平行四边形.
∴∥,.
∵平面,平面,
∴∥平面.
(2)证法1:取的中点,连接,则,
由(1)知,∥,且,
∴四边形是平行四边形。
∴∥,.
在Rt△中,,又,得.
∴.
在△中,,,,
∴.
∴.
∴,即.
∵四边形是正方形,
∴.
∵,平面,平面,
∴平面.
证法2:在Rt△中,为的中点,
∴.
在△中,,
∴.
∴.
∵∥,
∴.
∵平面, 平面, ,
∴平面.
∵平面,
∴.
∵四边形是正方形,
∴.
∵平面, 平面, ,
∴平面.
(3)
解:连接,
在Rt△中,,
∴.
由(2)知平面,且∥,
∴平面.
∵平面, ∥,
∴平面.
∴四棱锥的体积为.
∴三棱锥的体积为.
∴五面体的体积为.
知识点
已知和是两条不同的直线,和是两个不重合的平面,下面给出的条件中一定能推出的是
正确答案
解析
略
知识点
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:CFBP;
(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BCAC.
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
给定空间中的直线l及平面,条件“直线l与平面α内的无数条直线都垂直”是“直线l与平面α垂直的 [答] ( )。
正确答案
解析
略
知识点
设m,n是平面内两条不同直线,l是平面外的一条直线,则“l⊥m,l⊥n”是“l⊥”的
正确答案
解析
略
知识点
如图,在底面是菱形的四棱锥中,底面,为中点,。
(1)求证:平面;
(2)求证:平面平面;
(3)求二面角的正切值。
正确答案
见解析。
解析
(1)连接BD,交AC于点O,连接OE,在三角形BDP中,
O,E分别为BD,PD中点, OE为中位线,
OE//PB,且OE平面ACE,PB平面ACE, 平面。
(2)底面是菱形,ACBD
又底面,PABD
平面平面平面
平面平面
(3)过点作直线于点,连接,
由(2)知,平面,
,故平面,
,故为二面角的平面角。
易得:
知识点
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