- 直线与平面垂直的判定与性质
- 共169题
如图,在长方体





(1)求证:

(2)求证:

(3)若二面角


正确答案
见解析
解析
(1)证明:在长方体
因为


因为

因此



又


又



(2)取


因为



因为




所以


所以




(3)如图,以


则
故
由(1)可知

所以

设平面

则
所以
令

所以
设



因为二面角



解得

知识点
如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是菱形,AB=2,∠BAD=60°。
(1)求证:BD⊥平面PAC;
(2)若PA=AB,求PB与AC所成角的余弦值;
(3)当平面PBC与平面PDC垂直时,求PA的长。
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:因为四边形ABCD是菱形,所以AC⊥BD。
又因为PA⊥平面ABCD,所以PA⊥BD,
所以BD⊥平面PAC, ………………………4分
(2)略
(3)由(2)知=(-1,,0)。
设P(0,-,t)(t>0),则=(-1,-,t)。
设平面PBC的法向量m=(x,y,z),则·m=0,·m=0。
所以令y=,则x=3,z=,所以m=。
同理,可求得平面PDC的法向量n=。
因为平面PBC⊥平面PDC,所以m·n=0,即-6+=0.解得:t=。
所以当平面PBC与平面PDC垂直时,PA=, ……………………12分
知识点
如图,在三棱锥







(1)求三棱锥
(2)若异面直线



正确答案
(1)
解析
(1)由已知得,
所以 ,体积
(2)取



所以



由已知,

在

所以,
(其他解法,可参照给分)
知识点
已知斜三棱柱





(1)求证:

(2)若


正确答案
见解析。
解析
解析:
(1)∵点










∴

(2)以






建立空间直角坐标系,则




的法向量
设平面

由


∴
∴二面角

知识点
如图所示,已知AB为圆O的直径,点D为线段AB上一点,且AD=

(1)求证:PA⊥CD;
(2)求二面角C﹣PB﹣A的余弦值。
正确答案
见解析。
解析
:(1)
连接OC,由3AD=BD知,点D为AO的中点,
又∵AB为圆的直径,∴AC⊥BC,
∵
∴△ACO为等边三角形,∴CD⊥AO。
∵点P在圆O所在平面上的正投影为点D,
∴PD⊥平面ABC,又CD⊂平面ABC,
∴PD⊥CD,PD∩AO=D,
∴CD⊥平面PAB,PA⊂平面PAB,
∴PA⊥CD。
(2)
过点D作DE⊥PB,垂足为E,连接CE,
由(1)知CD⊥平面PAB,又PB⊂平面PAB,
∴CD⊥PB,又DE∩CD=D,
∴PB⊥平面CDE,又CE⊂平面CDE,
∴CE⊥PB,
∴∠DEC为二面角C﹣PB﹣A的平面角。
由(1)可知CD=
∴PB=3


∴在Rt△CDE中,tan∠DEC=

∴cos∠DEC=

知识点
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