- 直线与平面垂直的判定及其性质
- 共458题
底面为菱形的四棱锥P-ABCD中,∠ABC=60°,PA=AC=a,PB=PD=
正确答案
证明:
∴AB=AD=AC=a,
在△PAB中,PA2+AB2=2a2=PB2,
∴∠PAB=90°,即PA⊥AB,
同理,PA⊥AD,
∵AB∩AD=A,
∴PA⊥平面ABCD.
解析
证明:
∴AB=AD=AC=a,
在△PAB中,PA2+AB2=2a2=PB2,
∴∠PAB=90°,即PA⊥AB,
同理,PA⊥AD,
∵AB∩AD=A,
∴PA⊥平面ABCD.

(1)求证:BC⊥平面ACFE;
(2)若点M在线段EF上移动,试问是否存在点M,使得平面MAB与平面FCB所成的二面角为45°,若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由.
正确答案
解:(1)∵在梯形ABCD中,AB∥CD,AD=DC,∴∠DAC=∠DCA=∠CAB,
∵梯形ABCD是等腰梯形,得∠DAB=∠ABC=60°,
∴∠CAB=
又∵平面ACEF⊥平面ABCD,平面ACEF∩平面ABCD=AC,BC⊂平面平面ABCD,
∴BC⊥平面ACFE;(5分)
(2)由(1)知AC、BC、CF两两互相垂直,以C为坐标原点,AC、BC、CF所在直线分别为x轴、y轴、z轴轴,
建立空间直角坐标系如图,


可得A、B的坐标分别为A(


设

取x=1,得


∵
∴若平面MAB与平面FCB所成的二面角为45°,得
cos<



化简,得2+(
因此,线段EF上不存在点M使得平面MAB与平面FCB所成的二面角为45°.(14分)
解析
解:(1)∵在梯形ABCD中,AB∥CD,AD=DC,∴∠DAC=∠DCA=∠CAB,
∵梯形ABCD是等腰梯形,得∠DAB=∠ABC=60°,
∴∠CAB=
又∵平面ACEF⊥平面ABCD,平面ACEF∩平面ABCD=AC,BC⊂平面平面ABCD,
∴BC⊥平面ACFE;(5分)
(2)由(1)知AC、BC、CF两两互相垂直,以C为坐标原点,AC、BC、CF所在直线分别为x轴、y轴、z轴轴,
建立空间直角坐标系如图,


可得A、B的坐标分别为A(


设

取x=1,得


∵
∴若平面MAB与平面FCB所成的二面角为45°,得
cos<



化简,得2+(
因此,线段EF上不存在点M使得平面MAB与平面FCB所成的二面角为45°.(14分)

(1)求证:BC⊥平面ACD;
(2)求BD与平面ABC所成角θ的正弦值.
正确答案
解:(1)法一:由于AC=BC=2
取AC中点O,连接DO,则DO⊥AC,
又平面ADC⊥平面ABC,平面ADC∩平面ABC=AC,DO⊂平面ACD,从而DO⊥平面ABC,
∴DO⊥BC,又DO∩AC=O,
∴BC⊥平面ACD
法二:由于AC=BC=2
∵平面ADC⊥平面ABC,平面ADC∩平面ABC=AC,BC⊂平面ABC,从而得BC⊥平面ACD
(2)作DH⊥AC于H,连接HB,∵平面ADC⊥平面ABC,且DH⊂平面ACD,
∴DH⊥平面ABC,
∴∠DBH即为BD与平面ABC所成角θ
∴sinθ=sin∠DBH=

解析
解:(1)法一:由于AC=BC=2
取AC中点O,连接DO,则DO⊥AC,
又平面ADC⊥平面ABC,平面ADC∩平面ABC=AC,DO⊂平面ACD,从而DO⊥平面ABC,
∴DO⊥BC,又DO∩AC=O,
∴BC⊥平面ACD
法二:由于AC=BC=2
∵平面ADC⊥平面ABC,平面ADC∩平面ABC=AC,BC⊂平面ABC,从而得BC⊥平面ACD
(2)作DH⊥AC于H,连接HB,∵平面ADC⊥平面ABC,且DH⊂平面ACD,
∴DH⊥平面ABC,
∴∠DBH即为BD与平面ABC所成角θ
∴sinθ=sin∠DBH=


(1)求证:AC⊥平面D1DB;
(2)BD1∥平面AEC.
正确答案
解:(Ⅰ)∵四边形ABCD是正方形,∴BD⊥AC.
又∵D1D⊥平面ABCD,AC⊂面ABCD,
∴D1D⊥AC,
∵BD∩D1D=D,∴AC⊥平面D1DB.
(Ⅱ)设O为底面ABCD的对角线的交点,连结OE
∵O、E分别是BD、DD1的中点,
∴OE是△D1DB的中位线,
∴OE∥BD1.
∵BD1⊄平面AEC,DE⊂平面AEC,
∴BD1∥平面AEC.
解析
解:(Ⅰ)∵四边形ABCD是正方形,∴BD⊥AC.
又∵D1D⊥平面ABCD,AC⊂面ABCD,
∴D1D⊥AC,
∵BD∩D1D=D,∴AC⊥平面D1DB.
(Ⅱ)设O为底面ABCD的对角线的交点,连结OE
∵O、E分别是BD、DD1的中点,
∴OE是△D1DB的中位线,
∴OE∥BD1.
∵BD1⊄平面AEC,DE⊂平面AEC,
∴BD1∥平面AEC.


(Ⅰ)求证:DE⊥平面BB1C1C;
(Ⅱ)求三棱锥C-BC1D的体积.
正确答案

取BC,B1C1的中点F、G,连结FG、AF,∴AF⊥BC,
又AA1⊥平面ABC,BB1∥AA1
∴BB1⊥平面ABC,∴BB1⊥AF;
B1B∩BC=B,
∴AF⊥平面BB1C1C,
又AD∥EF,且AD=EF=
∴DE⊥平面BB1C1C.
(II)由(Ⅰ)知,DE⊥平面BB1C1C,∴DE是三棱锥C-BC1D底面BCC1上的高,
又DE∥AF,且DE=AF=







∴三棱锥C-BC1D的体积为:





解析

取BC,B1C1的中点F、G,连结FG、AF,∴AF⊥BC,
又AA1⊥平面ABC,BB1∥AA1
∴BB1⊥平面ABC,∴BB1⊥AF;
B1B∩BC=B,
∴AF⊥平面BB1C1C,
又AD∥EF,且AD=EF=
∴DE⊥平面BB1C1C.
(II)由(Ⅰ)知,DE⊥平面BB1C1C,∴DE是三棱锥C-BC1D底面BCC1上的高,
又DE∥AF,且DE=AF=







∴三棱锥C-BC1D的体积为:





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