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题型:简答题
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简答题

已知四棱锥P-ABCD中,PD⊥底面ABCD,底面ABCD为菱形,AD=2,

∠DAB=60°,E为AB的中点.

(1)证明:DC⊥平面PDE;

(2)若PD=AD,求E到平面PBC的距离.

正确答案

解:(1)∵PD⊥底面ABCD,AB⊂底面ABCD,∴PD⊥AB…(2分)

连接DB,在菱形ABCD中,∠DAB=60°

∴△DAB为等边三角形…(4分)

又∵E为AB的中点,∴AB⊥DE

∵PD、DE是平面PDE内的相交直线,

∴DC⊥平面PDE;---------------(6分)

(2)∵AD=2,得PD==

∴Rt△PCD中,PC==4,同理可得PB=4

∵cos∠BPC==,得sin∠BPC==

∴△PBC的面积为S△PBC=PB•PCsin∠BPC=

又∵---------------(9分)

∴设点E到平面PBC的距离为h,

由 VP-EBC=VE-PBC得,,解之得

即点E到平面PBC的距离等于---------------(12分)

解析

解:(1)∵PD⊥底面ABCD,AB⊂底面ABCD,∴PD⊥AB…(2分)

连接DB,在菱形ABCD中,∠DAB=60°

∴△DAB为等边三角形…(4分)

又∵E为AB的中点,∴AB⊥DE

∵PD、DE是平面PDE内的相交直线,

∴DC⊥平面PDE;---------------(6分)

(2)∵AD=2,得PD==

∴Rt△PCD中,PC==4,同理可得PB=4

∵cos∠BPC==,得sin∠BPC==

∴△PBC的面积为S△PBC=PB•PCsin∠BPC=

又∵---------------(9分)

∴设点E到平面PBC的距离为h,

由 VP-EBC=VE-PBC得,,解之得

即点E到平面PBC的距离等于---------------(12分)

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简答题

已知PA垂直于矩形ABCD所在平面,M,N分别是AB,PC的中点.

(1)求证:CD⊥平面PAD; 

(2)求证:MN∥平面PAD.

正确答案

证明:(1)∵PA⊥面ABCD,CD⊂面ABCD,

∴PA⊥CD,

∵ABCD为矩形,∴CD⊥AD,

又PA∩AD=A,

∴CD⊥平面PAD;

(2)取PD的中点E,连AE,NE,M,N分别是AB,PC的中点,

∵NE∥CD,且NE=CD,

∴AMNE为平行四边形,∴MN∥AE,

又MN⊄平面PAD,AE⊂平面PAD,

∴MN∥平面PAD.

解析

证明:(1)∵PA⊥面ABCD,CD⊂面ABCD,

∴PA⊥CD,

∵ABCD为矩形,∴CD⊥AD,

又PA∩AD=A,

∴CD⊥平面PAD;

(2)取PD的中点E,连AE,NE,M,N分别是AB,PC的中点,

∵NE∥CD,且NE=CD,

∴AMNE为平行四边形,∴MN∥AE,

又MN⊄平面PAD,AE⊂平面PAD,

∴MN∥平面PAD.

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简答题

如图,等腰梯形ABEF中,AB∥EF,AB=2,AD=AF=1,AF⊥BF,矩形ABCD所在的平面和平面ABEF互相垂直.

(1)求证:AF⊥平面CBF;

(2)求三棱锥C-BEF的体积.

正确答案

解:(1)证明:∵平面ABCD⊥平面ABEF,CB⊥AB,平面ABCD∩平面ABEF=AB,∴CB⊥平面ABEF.

而AF⊂平面ABEF,∴CB⊥AF.

再由AF⊥BF,CB∩BF=B,可得AF⊥平面CBF.

(2)过点E,作EH⊥AB,H为垂足.

直角三角形ABF中,由AB=2,AF=AD=1,可得BF=,∠BAF=60°,∴∠EBH=60°.

在等腰梯形ABEF中,易得BH=,EH=,EF=AB-2BH=1.

∴△BEF的面积 S△BEF=•EF•BE•sin∠BEF=×1×1×sin120°=

∴三棱锥C-BEF的体积为 •S△BEF•BC=×1=

解析

解:(1)证明:∵平面ABCD⊥平面ABEF,CB⊥AB,平面ABCD∩平面ABEF=AB,∴CB⊥平面ABEF.

而AF⊂平面ABEF,∴CB⊥AF.

再由AF⊥BF,CB∩BF=B,可得AF⊥平面CBF.

(2)过点E,作EH⊥AB,H为垂足.

直角三角形ABF中,由AB=2,AF=AD=1,可得BF=,∠BAF=60°,∴∠EBH=60°.

在等腰梯形ABEF中,易得BH=,EH=,EF=AB-2BH=1.

∴△BEF的面积 S△BEF=•EF•BE•sin∠BEF=×1×1×sin120°=

∴三棱锥C-BEF的体积为 •S△BEF•BC=×1=

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简答题

如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AA1=AD=a,AB=2a,E、F分别为A1B1、A1D1的中点.

(Ⅰ)求证:AE⊥平面BCE;

(Ⅱ)求证:DF∥平面ACE.

正确答案

解:(Ⅰ)证明:在长方体ABCD-A1B1C1D1中,BC⊥侧面ABB1A1

∵AE⊂侧面ABB1A1,∴AE⊥BC.…(3分)

在△ABE中,AB=2a,AE=BE=a,∴AB2=AE2+BE2,∴AE⊥EB.…(6分)

又BC∩BE=B,∴AE⊥平面BCE.      …(7分)

(Ⅱ)证明:连EF、B1D1,连BD交AC于O,连OE,

∵E、F分别为A1B1、A1D1的中点,∴EF∥B1D1,且EF=B1D1

∵在长方体ABCD-A1B1C1D1中,DO∥B1D1,且DO=B1D1

∴DO∥EF,且 DO=EF,∴四边形DOEF是平行四边形,…(10分)

∴DF∥OE.     …(11分)

又∵OE⊂平面ACE,DF不在平面ACE内,∴DF∥平面ACE.  …(13分)

解析

解:(Ⅰ)证明:在长方体ABCD-A1B1C1D1中,BC⊥侧面ABB1A1

∵AE⊂侧面ABB1A1,∴AE⊥BC.…(3分)

在△ABE中,AB=2a,AE=BE=a,∴AB2=AE2+BE2,∴AE⊥EB.…(6分)

又BC∩BE=B,∴AE⊥平面BCE.      …(7分)

(Ⅱ)证明:连EF、B1D1,连BD交AC于O,连OE,

∵E、F分别为A1B1、A1D1的中点,∴EF∥B1D1,且EF=B1D1

∵在长方体ABCD-A1B1C1D1中,DO∥B1D1,且DO=B1D1

∴DO∥EF,且 DO=EF,∴四边形DOEF是平行四边形,…(10分)

∴DF∥OE.     …(11分)

又∵OE⊂平面ACE,DF不在平面ACE内,∴DF∥平面ACE.  …(13分)

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简答题

如图,△BCD是等边三角形,AB=AD,∠BAD=90°,M,N,G分别是BD,BC,AB的中点,将△BCD沿BD折叠到△BC′D的位置,使得AD⊥C′B.

(1)求证:平面GNM∥平面ADC′;

(2)求证:C′A⊥平面ABD.

正确答案

证明:(1)因为M,N分别是BD,BC′的中点,

所以MN∥DC′.

因为MN⊄平面ADC′,DC′⊂平面ADC′,

所以MN∥平面ADC′.

同理NG∥平面ADC′.

又因为MN∩NG=N,

所以平面GNM∥平面ADC′.

(2)因为∠BAD=90°,所以AD⊥AB.

又因为AD⊥C′B,且AB∩C′B=B,

所以AD⊥平面C′AB.

因为C′A⊂平面C′AB,所以AD⊥C′A.

因为△BCD是等边三角形,AB=AD,

不防设AB=1,则 ,可得C′A=1.

由勾股定理的逆定理,可得AB⊥C′A.

因为AB∩AD=A,所以C′A⊥平面ABD.           …(14分)

解析

证明:(1)因为M,N分别是BD,BC′的中点,

所以MN∥DC′.

因为MN⊄平面ADC′,DC′⊂平面ADC′,

所以MN∥平面ADC′.

同理NG∥平面ADC′.

又因为MN∩NG=N,

所以平面GNM∥平面ADC′.

(2)因为∠BAD=90°,所以AD⊥AB.

又因为AD⊥C′B,且AB∩C′B=B,

所以AD⊥平面C′AB.

因为C′A⊂平面C′AB,所以AD⊥C′A.

因为△BCD是等边三角形,AB=AD,

不防设AB=1,则 ,可得C′A=1.

由勾股定理的逆定理,可得AB⊥C′A.

因为AB∩AD=A,所以C′A⊥平面ABD.           …(14分)

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