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题型:简答题
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简答题

如图所示,已知PD垂直以AB为直径的圆O所在平面,点D在线段AB上,点C为圆O上一点,且BD=PD=3,AC=2AD=2.

(1)求证:PA⊥CD;

(2)求点B到平面PAC的距离.

正确答案

证明:(1)由BD=PD=3,AC=2AD=2.知AB=4,A0=2,则点D为AO的中点,

连OC,

∵AO=AC=OC=2A,∴△AOC为等边三角形,

∵D为AO的中点,∴CD⊥AO,

∵PD⊥平面ABC,CD⊂面ABC,

∴PD⊥CD,

∵PD∩AO=D,PD⊂面PAB,AO⊂面PAB,

∴CD⊥平面PAB,

∵PA⊂面PAB,

∴PA⊥CD;

解:(2)由(1)知CD⊥AB,

∵PD⊥平面ABC,

则直角三角形PCD中,

在直角三角形PAD中,

在等腰三角形PAC中,PC边上的高为

设B到平面PAC的距离为d,由VP-ABC=VB-PAC

解得

即点B到平面PAC的距离

解析

证明:(1)由BD=PD=3,AC=2AD=2.知AB=4,A0=2,则点D为AO的中点,

连OC,

∵AO=AC=OC=2A,∴△AOC为等边三角形,

∵D为AO的中点,∴CD⊥AO,

∵PD⊥平面ABC,CD⊂面ABC,

∴PD⊥CD,

∵PD∩AO=D,PD⊂面PAB,AO⊂面PAB,

∴CD⊥平面PAB,

∵PA⊂面PAB,

∴PA⊥CD;

解:(2)由(1)知CD⊥AB,

∵PD⊥平面ABC,

则直角三角形PCD中,

在直角三角形PAD中,

在等腰三角形PAC中,PC边上的高为

设B到平面PAC的距离为d,由VP-ABC=VB-PAC

解得

即点B到平面PAC的距离

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题型:填空题
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填空题

已知点P是△ABC所在平面外一点,过点P作PO⊥平面ABC,垂足为O,连结PA、PB、PC,若PA⊥PB,PB⊥PC,PC⊥PA,则O是△ABC的______心.

正确答案

解析

证明:连结AO并延长,交BC与D连结BO并延长,交AC与E;

因PA⊥PB,PA⊥PC,故PA⊥面PBC,故PA⊥BC;

因PO⊥面ABC,故PO⊥BC,故BC⊥面PAO,

故AO⊥BC即AD⊥BC;

同理:BE⊥AC;

故O是△ABC的垂心.

故答案为:垂.

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题型:简答题
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简答题

如图,边长为2的正方形ABCD中,

(1)点E是AB的中点,点F是BC的中点,将△AED,△DCF分别沿DE,DF折起,使A,C两点重合于点A′.求证:A′D⊥EF

(2)当BE=BF=BC时,求三棱锥A′-EFD的体积.

正确答案

解:(1)由正方形ABCD知,∠DCF=∠DAE=90°,

∴A‘D⊥A'F,A'D⊥A'E,

∵A'E∩A'F=A',A'E、A'F⊆平面A'EF.

∴A'D⊥平面A'EF.

又∵EF⊂平面A'EF,

∴A'D⊥EF.

(2)由四边形ABCD为边长为2的正方形

故折叠后A′D=2,A′E=A′F=,EF=

则cos∠EA′F==

则sin∠EA′F=

故△EA′F的面积S△EA′F=•A′E•A′F•sin∠EA′F=

由(1)中A′D⊥平面A′EF

可得三棱锥A'-EFD的体积V=××2=

解析

解:(1)由正方形ABCD知,∠DCF=∠DAE=90°,

∴A‘D⊥A'F,A'D⊥A'E,

∵A'E∩A'F=A',A'E、A'F⊆平面A'EF.

∴A'D⊥平面A'EF.

又∵EF⊂平面A'EF,

∴A'D⊥EF.

(2)由四边形ABCD为边长为2的正方形

故折叠后A′D=2,A′E=A′F=,EF=

则cos∠EA′F==

则sin∠EA′F=

故△EA′F的面积S△EA′F=•A′E•A′F•sin∠EA′F=

由(1)中A′D⊥平面A′EF

可得三棱锥A'-EFD的体积V=××2=

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题型:简答题
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简答题

如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,CA=CB,AB=AA1,∠BAA1=60°

(Ⅰ)证明:AB⊥A1C;

(Ⅱ)若AB=CB=2,A1C=,求三棱柱ABC-A1B1C1的体积.

正确答案

(Ⅰ)证明:如图,

取AB的中点O,连结OC,OA1,A1B.

因为CA=CB,所以OC⊥AB.

由于AB=AA1,故△AA1B为等边三角形,

所以OA1⊥AB.

因为OC∩OA1=O,所以AB⊥平面OA1C.

又A1C⊂平面OA1C,故AB⊥A1C;

(Ⅱ)解:由题设知△ABC与△AA1B都是边长为2的等边三角形,

所以

,则,故OA1⊥OC.

因为OC∩AB=O,所以OA1⊥平面ABC,OA1为三棱柱ABC-A1B1C1的高.

又△ABC的面积,故三棱柱ABC-A1B1C1的体积

解析

(Ⅰ)证明:如图,

取AB的中点O,连结OC,OA1,A1B.

因为CA=CB,所以OC⊥AB.

由于AB=AA1,故△AA1B为等边三角形,

所以OA1⊥AB.

因为OC∩OA1=O,所以AB⊥平面OA1C.

又A1C⊂平面OA1C,故AB⊥A1C;

(Ⅱ)解:由题设知△ABC与△AA1B都是边长为2的等边三角形,

所以

,则,故OA1⊥OC.

因为OC∩AB=O,所以OA1⊥平面ABC,OA1为三棱柱ABC-A1B1C1的高.

又△ABC的面积,故三棱柱ABC-A1B1C1的体积

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题型:简答题
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简答题

在三棱锥S-ABC中,△ABC是边长为2的正三角形,平面SAC⊥平面ABC,SA=SC=2,M、N分别为AB、SB的中点.

(1)证明:AC⊥SB;

(2)求三棱锥B-CMN的体积.

正确答案

(1)证明:取AC中点D,连接SD,DB.

因为SA=SC,AB=BC,所以AC⊥SD且AC⊥BD,

因为SD∩BD=D,所以AC⊥平面SDB.

又SB⊂平面SDB,所以AC⊥SB;

(2)解:因为AC⊥平面SDB,AC⊂平面ABC,所以平面SDC⊥平面ABC.

过N作NE⊥BD于E,则NE⊥平面ABC,

因为平面SAC⊥平面ABC,SD⊥AC,所以SD⊥平面ABC.

又因为NE⊥平面ABC,所以NE∥SD.

由于SN=NB,所以NE=SD=

所以S△CMB=CM•BM=

所以VB-CMN=VN-CMB=S△CMB•NE==

解析

(1)证明:取AC中点D,连接SD,DB.

因为SA=SC,AB=BC,所以AC⊥SD且AC⊥BD,

因为SD∩BD=D,所以AC⊥平面SDB.

又SB⊂平面SDB,所以AC⊥SB;

(2)解:因为AC⊥平面SDB,AC⊂平面ABC,所以平面SDC⊥平面ABC.

过N作NE⊥BD于E,则NE⊥平面ABC,

因为平面SAC⊥平面ABC,SD⊥AC,所以SD⊥平面ABC.

又因为NE⊥平面ABC,所以NE∥SD.

由于SN=NB,所以NE=SD=

所以S△CMB=CM•BM=

所以VB-CMN=VN-CMB=S△CMB•NE==

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