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题型:简答题
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简答题

已知正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=2,,点D为AC的中点,点E在线段AA1

(I)当AE:EA1=1:2时,求证DE⊥BC1

(Ⅱ)是否存在点E,使三棱锥C1-BDE的体积恰为三棱柱ABC-A1B1C1体积的,若存在,求AE的长,若不存在,请说明理由.

正确答案

解:(Ⅰ)证明:因为正三棱柱ABC-A1B1C1,所以三角形△ABC是正三角形,

又因为D是AC的中点,所以BD⊥AC,又平面ABC⊥平面CAA1C1,所以BD⊥DE,

因为AE:EA1=1:2,AB=2,,所以AE=,AD=1,

所以在Rt△ADE中,∠ADE=30°,

在Rt△DCC1中∠C1DC=60°,

所以∠EDC1=90°即:DE⊥BC1

(Ⅱ)设AE=h,则A1E=

=

=

=

∵BD⊥平面ACC1A1

解得:h=

故存在点E,E为A1时,三棱锥C1-BDE的体积恰为三棱柱ABC-A1B1C1体积的

解析

解:(Ⅰ)证明:因为正三棱柱ABC-A1B1C1,所以三角形△ABC是正三角形,

又因为D是AC的中点,所以BD⊥AC,又平面ABC⊥平面CAA1C1,所以BD⊥DE,

因为AE:EA1=1:2,AB=2,,所以AE=,AD=1,

所以在Rt△ADE中,∠ADE=30°,

在Rt△DCC1中∠C1DC=60°,

所以∠EDC1=90°即:DE⊥BC1

(Ⅱ)设AE=h,则A1E=

=

=

=

∵BD⊥平面ACC1A1

解得:h=

故存在点E,E为A1时,三棱锥C1-BDE的体积恰为三棱柱ABC-A1B1C1体积的

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题型:简答题
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简答题

在直三棱柱ABC-A1B1C1中,BC=CC1,AB⊥BC.点M,N分别是CC1,B1C的中点,G是棱AB上的动点.

(Ⅰ)求证:B1C⊥平面BNG;

(Ⅱ)若CG∥平面AB1M,试确定G点的位置,并给出证明.

正确答案

解:(I):∵在直三棱柱ABC-A1B1C1中,BC=CC1=BB1,点N是B1C的中点,

∴BN⊥B1C…(1分)

∵AB⊥BC,AB⊥BB1,BB1∩BC=B

∴AB⊥平面B1BCC1…(3分)

∵B1C⊂平面B1BCC1

∴B1C⊥AB,即B1C⊥GB…(5分)

又∵BN∩BG=B,BN、BG⊂平面BNG

∴B1C⊥平面BNG…(6分)

(II)当G是棱AB的中点时,CG∥平面AB1M.…(7分)

证明如下:

连接AB1,取AB1的中点H,连接HG、HM、GC,

则HG为△AB1B的中位线

∴GH∥BB1,GH=BB1…(8分)

∵由已知条件,B1BCC1为正方形

∴CC1∥BB1,CC1=BB1

∵M为CC1的中点,

…(11分)

∴MC∥GH,且MC=GH

∴四边形HGCM为平行四边形

∴GC∥HM…(12分)

又∵GC⊈平面AB1M,HM⊂平面AB1M,

∴CG∥平面AB1M…(14分)

解析

解:(I):∵在直三棱柱ABC-A1B1C1中,BC=CC1=BB1,点N是B1C的中点,

∴BN⊥B1C…(1分)

∵AB⊥BC,AB⊥BB1,BB1∩BC=B

∴AB⊥平面B1BCC1…(3分)

∵B1C⊂平面B1BCC1

∴B1C⊥AB,即B1C⊥GB…(5分)

又∵BN∩BG=B,BN、BG⊂平面BNG

∴B1C⊥平面BNG…(6分)

(II)当G是棱AB的中点时,CG∥平面AB1M.…(7分)

证明如下:

连接AB1,取AB1的中点H,连接HG、HM、GC,

则HG为△AB1B的中位线

∴GH∥BB1,GH=BB1…(8分)

∵由已知条件,B1BCC1为正方形

∴CC1∥BB1,CC1=BB1

∵M为CC1的中点,

…(11分)

∴MC∥GH,且MC=GH

∴四边形HGCM为平行四边形

∴GC∥HM…(12分)

又∵GC⊈平面AB1M,HM⊂平面AB1M,

∴CG∥平面AB1M…(14分)

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题型: 单选题
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单选题

已知在矩形ABCD中,AB=2,BC=a,PA⊥面ABCD,若在BC上存在点Q满足PQ⊥DQ,则a的最小值是(  )

A1

B

C2

D4

正确答案

D

解析

解:假设在BC边上存在点Q,使得PQ⊥QD,

因为PA⊥平面ABCD,所以PA⊥QD,又由于PQ⊥QD,

所以QD⊥平面APQ,则QD⊥AQ,即∠AQD=90°,

易得△ABQ∽△QCD,设BQ=x,所以有x(a-x)=8

即:x2-ax+8=0

所以当△=a2-32≥0时,上方程有解,

因此,当a≥4时,存在符合条件的点Q,

所以a的最小值是4

故选:D.

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题型:简答题
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简答题

如图,在四棱锥P-ABCD中,若PD=4,DC=DB=3,PB=PC=5,AD⊥DB

(1)求证:AD⊥PB;

(2)点E,F,G分别是AB,AP,PC的中点,过E,F,G的平面交BC于H,求线段GH的长.

正确答案

证明:(1)在四棱锥P-ABCD中,若PD=4,DC=DB=3,PB=PC=5,

∵PD2=PD2+BD2,PC2=PD2+CD2

∴根据勾股定理得出:△PDC,△PDB中都是直角三角形

∴PD⊥BD,PD⊥CD,

∵DB∩CD=D,

∴PD⊥面ABCD,

∵AD⊂面ABCD,

∴AD⊥PD,

∵AD⊥DB,PD∩DB=D,

∴AD⊥面PBD,

∵PB⊂面PBD,

∴AD⊥BP

(2)∵点E,F,G分别是AB,AP,PC的中点,

∴△PBA中FE∥PB,

∵EF⊂面EFGH,PB⊄面EFGH,

∴PB∥面EFGH,

∵PB⊂面PBC,GH⊂面EFGH,面PBC∩面EFGH=GH,

∴PB∥GH,

∵G是PC的中点,

∴GH为△PBC的中位线,

∵PB=5,

∴GH=

解析

证明:(1)在四棱锥P-ABCD中,若PD=4,DC=DB=3,PB=PC=5,

∵PD2=PD2+BD2,PC2=PD2+CD2

∴根据勾股定理得出:△PDC,△PDB中都是直角三角形

∴PD⊥BD,PD⊥CD,

∵DB∩CD=D,

∴PD⊥面ABCD,

∵AD⊂面ABCD,

∴AD⊥PD,

∵AD⊥DB,PD∩DB=D,

∴AD⊥面PBD,

∵PB⊂面PBD,

∴AD⊥BP

(2)∵点E,F,G分别是AB,AP,PC的中点,

∴△PBA中FE∥PB,

∵EF⊂面EFGH,PB⊄面EFGH,

∴PB∥面EFGH,

∵PB⊂面PBC,GH⊂面EFGH,面PBC∩面EFGH=GH,

∴PB∥GH,

∵G是PC的中点,

∴GH为△PBC的中位线,

∵PB=5,

∴GH=

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题型:简答题
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简答题

如图,正方形ABCD和四边形ACEF所在的平面互相垂直.EF∥AC,AB=,CE=EF=1.

(Ⅰ)求证:AF∥平面BDE;

(Ⅱ)求证:CF⊥平面BDE.

正确答案

证明:(Ⅰ)设AC于BD交于点G.

因为EF∥AG,且EF=1,AG=AC=1,

所以四边形AGEF为平行四边形,

所以AF∥EG,

因为EG⊂平面BDE,AF⊄平面BDE,

所以AF∥平面BDE.

(Ⅱ)连接FG.因为EF∥CG,EF=CG=1,

且CE=1,所以平行四边形CEFG为菱形.所以CF⊥EG.

因为四边形ABCD为正方形,所以BD⊥AC.

又因为平面ACEF⊥平面ABCD,且平面ACEF∩平面ABCD=AC,

所以BD⊥平面ACEF.

所以CF⊥BD.又BD∩EG=G,

所以CF⊥平面BDE.

解析

证明:(Ⅰ)设AC于BD交于点G.

因为EF∥AG,且EF=1,AG=AC=1,

所以四边形AGEF为平行四边形,

所以AF∥EG,

因为EG⊂平面BDE,AF⊄平面BDE,

所以AF∥平面BDE.

(Ⅱ)连接FG.因为EF∥CG,EF=CG=1,

且CE=1,所以平行四边形CEFG为菱形.所以CF⊥EG.

因为四边形ABCD为正方形,所以BD⊥AC.

又因为平面ACEF⊥平面ABCD,且平面ACEF∩平面ABCD=AC,

所以BD⊥平面ACEF.

所以CF⊥BD.又BD∩EG=G,

所以CF⊥平面BDE.

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