- 直线与平面垂直的判定及其性质
- 共458题
如图,在四棱锥V-ABCD中底面ABCD是正方形,侧面VAD是正三角形,平面VAD⊥底面ABCD
(1)证明:AB⊥平面VAD;
(2)求面VAD与面VDB所成的二面角的余弦值.
正确答案
证明:(1)平面VAD⊥平面ABCD,AB⊥AD,AB⊂平面ABCD,
平面VAD∩平面ABCD=AD,∴AB⊥面VAD
(2)取VD中点E,连接AE,BE,∵△VAD是正三角形,∴
∵AB⊥面VAD,AE,VD⊂平面VAD
∴AB⊥VD,AB⊥AE∴AE⊥VD,AB⊥VD,AB∩AE=A,且AB,AE⊂平面ABE,D
VD⊥平面ABE,∵BE⊂平面ABE,∴BE⊥VD,
∴∠AEB即为所求的二面角的平面角.
在RT△ABE中,,
cos∠AEB=
解析
证明:(1)平面VAD⊥平面ABCD,AB⊥AD,AB⊂平面ABCD,
平面VAD∩平面ABCD=AD,∴AB⊥面VAD
(2)取VD中点E,连接AE,BE,∵△VAD是正三角形,∴
∵AB⊥面VAD,AE,VD⊂平面VAD
∴AB⊥VD,AB⊥AE∴AE⊥VD,AB⊥VD,AB∩AE=A,且AB,AE⊂平面ABE,D
VD⊥平面ABE,∵BE⊂平面ABE,∴BE⊥VD,
∴∠AEB即为所求的二面角的平面角.
在RT△ABE中,,
cos∠AEB=
在正方体ABCD-A1B1C1D1中,求证:A1C⊥平面BC1D.
正确答案
证明:连接AC交BD于一点O,
在正方形ABCD中,BD⊥AC,
又正方体中,AA1⊥平面ABCD,
所以,AA1⊥BD,又AA1∩AC=A,
所以BD⊥平面CAA1又A1C⊂平面CAA1
所以A1C⊥BD,连接B1C交BC1于一点O,
同理可证A1C⊥BC1,又 BC1交BD于一点B,
所以A1C⊥平面BC1D
解析
证明:连接AC交BD于一点O,
在正方形ABCD中,BD⊥AC,
又正方体中,AA1⊥平面ABCD,
所以,AA1⊥BD,又AA1∩AC=A,
所以BD⊥平面CAA1又A1C⊂平面CAA1
所以A1C⊥BD,连接B1C交BC1于一点O,
同理可证A1C⊥BC1,又 BC1交BD于一点B,
所以A1C⊥平面BC1D
设a,b为两个不重合的平面,l,m,n为两两不重合的直线,给出下列四个命题:
①若a∥b,l⊥a,则l⊥b;②若m⊥a,n⊥a,m∥b,n∥b,则a∥b;③若l∥a,l⊥b,则a⊥b;④若m、n是异面直线,m∥a,n∥a,且l⊥m,l⊥n,则l⊥a.
其中真命题的序号是( )
正确答案
解析
解:①若a∥b,l⊥a,则l⊥b,是正确的;
②若m⊥a,n⊥a,m∥b,n∥b,则a∥b,是错误的;应该是a⊥b
③若l∥a,l⊥b,则a⊥b;是正确的;
④若m、n是异面直线,m∥a,n∥a,且l⊥m,l⊥n,则l⊥a.是正确的.
故选A.
如图,在底面为直角梯形的四棱锥P-ABCD中AD∥BC,∠ABC=90°,PD⊥平面ABCD,AD=1,AB=
,BC=4.
(1)求证:BD⊥PC;
(2)当PD=1时,求此四棱锥的表面积.
正确答案
解:(1)证明:由题意可知DC=2
,则,
BC2=DB2+DC2,∴BD⊥DC,
∵PD⊥平面ABCD,
∴BD⊥PD,而PD∩CD=D,
∴BD⊥平面PDC.∵PC⊂平面PDC,
∴BD⊥PC;
(2)∵PD⊥平面ABCD,∴PD⊥AB,而AB⊥AD,PD∩AD=D,
∴AB⊥平面PAD,∴AB⊥PA,即是直角三角形.
.
过D作DH⊥BC于点H,连接PH,
则同理可证PH⊥BC.并且PH==2,
.
易得,
,
.
故此四棱锥的表面积为:
SRt△PAB+S△PBC+SRt△PDA+SRt△PDC+S梯形ABCD
==
.
解析
解:(1)证明:由题意可知DC=2
,则,
BC2=DB2+DC2,∴BD⊥DC,
∵PD⊥平面ABCD,
∴BD⊥PD,而PD∩CD=D,
∴BD⊥平面PDC.∵PC⊂平面PDC,
∴BD⊥PC;
(2)∵PD⊥平面ABCD,∴PD⊥AB,而AB⊥AD,PD∩AD=D,
∴AB⊥平面PAD,∴AB⊥PA,即是直角三角形.
.
过D作DH⊥BC于点H,连接PH,
则同理可证PH⊥BC.并且PH==2,
.
易得,
,
.
故此四棱锥的表面积为:
SRt△PAB+S△PBC+SRt△PDA+SRt△PDC+S梯形ABCD
==
.
如图,已知点P在圆柱OO1的底面圆O上,AB、A1B1分别为圆O、圆O1的直径且A1A⊥平面PAB.
(1)求证:BP⊥A1P;
(2)若圆柱OO1的体积V=12π,OA=2,∠AOP=120°,求三棱锥A1-APB的体积.
正确答案
证明:(1)证明:易知AP⊥BP,
由AA1⊥平面PAB,
得AA1⊥BP,
且AP∩AA1=A,
所以BP⊥平面PAA1,
故BP⊥A1P.
解:(2)由题意V=π•OA2•AA1=4π•AA1=12π,
解得AA1=3.
由OA=2,∠AOP=120°,得
∠BAP=30°,BP=2,AP=2,
∴S△PAB=×2×2
=2
,
∴三棱锥A1-APB的体积:
V=S△PAB•AA1=
×2
×3=2
.
解析
证明:(1)证明:易知AP⊥BP,
由AA1⊥平面PAB,
得AA1⊥BP,
且AP∩AA1=A,
所以BP⊥平面PAA1,
故BP⊥A1P.
解:(2)由题意V=π•OA2•AA1=4π•AA1=12π,
解得AA1=3.
由OA=2,∠AOP=120°,得
∠BAP=30°,BP=2,AP=2,
∴S△PAB=×2×2
=2
,
∴三棱锥A1-APB的体积:
V=S△PAB•AA1=
×2
×3=2
.
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