- 直线与平面垂直的判定及其性质
- 共458题
如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,CD1与DC1相交于点O,求证:AO⊥A1B.
正确答案
解:连接B1A,
∵正方体ABCD-A1B1C1D1中,AD⊥平面AA1B1B,A1B⊂平面AA1B1B,
∴A1B⊥AD
∵正方形AA1B1B中,AB1⊥A1B,且AB1∩AD=A
∴AB1⊥平面ADC1B1
∵AO⊂平面ADC1B1,
∴AO⊥A1B.
解析
解:连接B1A,
∵正方体ABCD-A1B1C1D1中,AD⊥平面AA1B1B,A1B⊂平面AA1B1B,
∴A1B⊥AD
∵正方形AA1B1B中,AB1⊥A1B,且AB1∩AD=A
∴AB1⊥平面ADC1B1
∵AO⊂平面ADC1B1,
∴AO⊥A1B.
某几何体的直观图与三视图如下,其中主视图、俯视图都是直角三角形,左视图是等边三角形.
(Ⅰ)证明:AB⊥CD;
(Ⅱ)求该几何体的体积.
正确答案
解:(I)由三视图知三棱锥A-BCD中,面ABC⊥面BCD,∠BCD=90°,AC=CD=BC,…(4分)
∵面ABC⊥面BCD,面ABC∩面BCD=BC,CD⊥BC,
∴CD⊥面ABC,
∵AB⊂面ABC,
∴CD⊥AB.…(8分)
(II)三棱锥A-BCD的体积为. …(12分)
解析
解:(I)由三视图知三棱锥A-BCD中,面ABC⊥面BCD,∠BCD=90°,AC=CD=BC,…(4分)
∵面ABC⊥面BCD,面ABC∩面BCD=BC,CD⊥BC,
∴CD⊥面ABC,
∵AB⊂面ABC,
∴CD⊥AB.…(8分)
(II)三棱锥A-BCD的体积为. …(12分)
如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD是正方形,SA⊥平面ABCD,且SA=SB,点E为AB的中点,点F为SC的中点.
(Ⅰ)求证:EF⊥CD;
(Ⅱ)求证:平面SCD⊥平面SCE.
正确答案
证明:(Ⅰ)连接AC、AF、BF、EF、
∵SA⊥平面ABCD
∴AF为Rt△SAC斜边SC上的中线
∴AF=(2分)
又∵ABCD是正方形∴CB⊥AB
而由SA⊥平面ABCD,得CB⊥SA
∴CB⊥平面SAB∴CB⊥SB
∴BF为Rt△SBC斜边SC上的中线
BF=(5分)
∴△AFB为等腰三角形,EF⊥AB又CD∥AB∴EF⊥CD(7分)
(Ⅱ)由已知易得Rt△SAE≌Rt△CBE
∴SE=EC即△SEC是等腰三角形∴EF⊥SC
又∵SC∩CD=C∴EF⊥平面SCD又EF⊂平面SCE
∴平面SCD⊥平面SCE(12分)
解析
证明:(Ⅰ)连接AC、AF、BF、EF、
∵SA⊥平面ABCD
∴AF为Rt△SAC斜边SC上的中线
∴AF=(2分)
又∵ABCD是正方形∴CB⊥AB
而由SA⊥平面ABCD,得CB⊥SA
∴CB⊥平面SAB∴CB⊥SB
∴BF为Rt△SBC斜边SC上的中线
BF=(5分)
∴△AFB为等腰三角形,EF⊥AB又CD∥AB∴EF⊥CD(7分)
(Ⅱ)由已知易得Rt△SAE≌Rt△CBE
∴SE=EC即△SEC是等腰三角形∴EF⊥SC
又∵SC∩CD=C∴EF⊥平面SCD又EF⊂平面SCE
∴平面SCD⊥平面SCE(12分)
如图,在三棱锥P-ABC中,PA⊥底面ABC,∠BCA=90°,AP=AC,点D,E分别在棱PB,PC上,且BC∥平面ADE
(Ⅰ)求证:DE⊥平面PAC;
(Ⅱ)当二面角A-DE-P为直二面角时,求多面体ABCED与PAED的体积比.
正确答案
解:(Ⅰ)∵BC∥平面ADE,BC⊂平面PBC,
平面PBC∩平面ADE=DE
∴BC∥ED(2分)
∵PA⊥底面ABC,BC⊂底面ABC∴PA⊥BC.(3分)
又∠BCA=90°,∴AC⊥BC.
∵PA∩AC=A,∴BC⊥平面PAC.(5分)
∴DE⊥平面PAC.(6分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,DE⊥平面PAC,
又∵AE⊂平面PAC,PE⊂平面PAC,∴DE⊥AE,DE⊥PE,
∴∠AEP为二面角A-DE-P的平面角,(8分)
∴∠AEP=90°,即AE⊥PC,(9分)
∵AP=AC,∴E是PC的中点,ED是△PBC的中位线.(10分)
∴(12分)
解析
解:(Ⅰ)∵BC∥平面ADE,BC⊂平面PBC,
平面PBC∩平面ADE=DE
∴BC∥ED(2分)
∵PA⊥底面ABC,BC⊂底面ABC∴PA⊥BC.(3分)
又∠BCA=90°,∴AC⊥BC.
∵PA∩AC=A,∴BC⊥平面PAC.(5分)
∴DE⊥平面PAC.(6分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,DE⊥平面PAC,
又∵AE⊂平面PAC,PE⊂平面PAC,∴DE⊥AE,DE⊥PE,
∴∠AEP为二面角A-DE-P的平面角,(8分)
∴∠AEP=90°,即AE⊥PC,(9分)
∵AP=AC,∴E是PC的中点,ED是△PBC的中位线.(10分)
∴(12分)
已知某个几何体的三视图如图(主视图的弧线是半圆),根据图中标出的数据,
(Ⅰ)求这个组合体的体积;
(Ⅱ)若组合体的底部几何体记为ABCD-A1B1C1D1,其中A1B1BA为正方形.
(i)求证:A1B⊥平面AB1C1D;
(ii)求证:P为棱A1B1上一点,求AP+PC1的最小值.
正确答案
解:(Ⅰ)此组合体底部为长方体,上部为半个圆柱.(5分)
(Ⅱ)(i)∵长方体ABCD-A1B1C1D1
∴AD⊥平面A1B1BA
∵A1B⊂平面A1B1BA
∴AD⊥A1B
又∵A1B1BA是边长为8的正方形
∴A1B⊥AB1
∵AB1∩AD=A
∴A1B⊥平面AB1C1D.(10分)
(ii)将上底面A1B1C1D1展开,与平面A1B1BA共面时,连接C1A交A1B1于点P,即AC1为最短距离.
此时长度为.(13分)
解析
解:(Ⅰ)此组合体底部为长方体,上部为半个圆柱.(5分)
(Ⅱ)(i)∵长方体ABCD-A1B1C1D1
∴AD⊥平面A1B1BA
∵A1B⊂平面A1B1BA
∴AD⊥A1B
又∵A1B1BA是边长为8的正方形
∴A1B⊥AB1
∵AB1∩AD=A
∴A1B⊥平面AB1C1D.(10分)
(ii)将上底面A1B1C1D1展开,与平面A1B1BA共面时,连接C1A交A1B1于点P,即AC1为最短距离.
此时长度为.(13分)
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