- 直线与平面垂直的判定与性质
- 共169题
18.如图,在已A,B,C,D,E,F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法向量为则
而
∴∴
(II)
设平面BCA法向量为
则 而
∴ ∴
∴
∴ 二面角E-BC-A的余弦值为
知识点
6.已知直线a,b分别在两个不同的平面α,β内.则“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的
正确答案
知识点
17.如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAD平面ABCD,PA
PD,PA=PD,AB
AD,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
18.如图,在已A,B,C,D,E,F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
而FE,FD平面FECD且FE
FD=F
∴ AF
又AF
∴ 平面ABEF
(II)过作
,垂足为
,由(I)知
平面
.
以为坐标原点,
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
,
.
由,可得
平面
,所以
为二面角
的平面角,
.从而可得
.
所以,
,
,
.
设是平面
的法向量,则
,即
,
所以可取.
设是平面
的法向量,则
,
同理可取.则
.
故二面角的余弦值为
.
知识点
(本小题满分12分)
如图,菱形ABCD的对角线AC与BD交于点O,AB=5,AC=6,点E,F分别在AD,CD上,AE=CF=
,EF交BD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
得
,故
.
因此,从而
.由
,
得
.
由得
.所以
,
.
于是,
,
故.
又,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
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