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题型:简答题
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简答题 · 12 分

18.如图,在已ABCDEF为顶点的五面体中,面ABEF为正方形,AF=2FD,且二面角D-AF-E与二面角C-BE-F都是

(I)证明:平面ABEF古平面EFDC

(II)求二面角E-BC-A的余弦值.

正确答案

(1) 证明

∵  平面ABEF为正方形            

∴ AF⊥PE

又∵  ∠AFD=90°即AF⊥FD

而FE,FD 平面FECD     且  FE∩FD=F

∴ AF⊥平面EFDC

又AF平面ABEF

∴平面ABEF ⊥平面EFDC


 

(II) ∵  二面角D-AF-E的平面角为60°

∴ ∠DFE=60°

     在平在面EFDC内作DO⊥EF 于点O, 则DO⊥平面ABEF.

令AF=4,则DF=2.在△ADF 中, OF=1,OD=

在平面ABEF 内作OA//AF 交AB 于M , 则OM ⊥EF

以O为原点,OM,OE,OD 分别为x,y,z轴建立如图所示空间直角坐标系,

则E(0,3,0),B(4,3,0),C(0,4,  ),D(4,-1,0)

直角坐标系,则E(0,3,0),B(4,3,0),C(0,4,  ),D(4,-1,0)

设平面EBC法向量为

 

(II)

设平面BCA法向量为

   而

   ∴

∴  二面角E-BC-A的余弦值为

知识点

异面直线及其所成的角直线与平面垂直的判定与性质二面角的平面角及求法
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题型: 单选题
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单选题 · 5 分

6.已知直线ab分别在两个不同的平面αβ内.则“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的

A充分不必要条件

B必要不充分条件

C充要条件

D既不充分也不必要条件

正确答案

A

知识点

充要条件的判定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

17.如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAD平面ABCD,PAPD,PA=PD,ABAD,AB=1,AD=2,AC=CD=,

(I)求证:PD平面PAB;  

(II)求直线PB与平面PCD所成角的正弦值;

(III)在棱PA上是否存在点M,使得BM//平面PCD?若存在,求 的值;若不存在,说明理由。

正确答案

 

 

 

知识点

空间中直线与平面之间的位置关系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

18.如图,在已ABCDEF为顶点的五面体中,面ABEF为正方形,AF=2FD,且二面角D-AF-E与二面角C-BE-F都是

(I)证明:平面ABEF古平面EFDC

(II)求二面角E-BC-A的余弦值.

正确答案

(I)证明:

∵  平面ABEF为正方形

AFPE

又∵  ∠AFD=90°即AFFD

FEFD平面FECDFEFD=F

AF

AF

平面ABEF

(II)过,垂足为,由(I)知平面

为坐标原点,的方向为轴正方向,为单位长度,建立如图所示的空间直角坐标系

由(I)知为二面角的平面角,故,则,可得

由已知,,所以平面

又平面平面,故

,可得平面,所以为二面角的平面角,

.从而可得

所以

是平面的法向量,则

,即

所以可取

是平面的法向量,则

同理可取.则

故二面角的余弦值为

知识点

直线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 · 12 分

(本小题满分12分)

如图,菱形ABCD的对角线ACBD交于点OAB=5,AC=6,点E,F分别在AD,CD上,AE=CF=,EFBD于点H.将△DEF沿EF折到△的位置,.

(I)证明:平面ABCD

(II)求二面角的正弦值.

正确答案

(I)由已知得,又由,故.

因此,从而.由,.

.所以.

于是

.

,而

所以.

(II)如图,以为坐标原点,的方向为轴的正方向,建立空间直角坐标系,则.设是平面的法向量,则,即,所以可以取.设是平面的法向量,则,即,所以可以取.于是.因此二面角的正弦值是.

知识点

直线与平面垂直的判定与性质线面角和二面角的求法
下一知识点 : 平面与平面垂直的判定与性质
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