- 直线与平面垂直的判定及其性质
- 共458题
如图,正方形ABCD所在平面与三角形CDE所在平面相交于CD,AE⊥平面CDE,且AE=3,AB=6.
(1)求证:AB⊥平面ADE;
(2)求凸多面体ABCDE的体积.
正确答案
(1)证明:∵AE⊥平面CDE,CD⊂平面CDE,
∴AE⊥CD.
在正方形ABCD中,CD⊥AD,
∵AD∩AE=A,∴CD⊥平面ADE.
∵AB∥CD,
∴AB⊥平面ADE.
(2)解:在Rt△ADE中,AE=3,AD=6,
∴.
过点E作EF⊥AD于点F,
∵AB⊥平面ADE,EF⊂平面ADE,
∴EF⊥AB.
∵AD∩AB=A,
∴EF⊥平面ABCD.
∵AD•EF=AE•DE,
∴.
又正方形ABCD的面积SABCD=36,
∴=
.
故所求凸多面体ABCDE的体积为.
解析
(1)证明:∵AE⊥平面CDE,CD⊂平面CDE,
∴AE⊥CD.
在正方形ABCD中,CD⊥AD,
∵AD∩AE=A,∴CD⊥平面ADE.
∵AB∥CD,
∴AB⊥平面ADE.
(2)解:在Rt△ADE中,AE=3,AD=6,
∴.
过点E作EF⊥AD于点F,
∵AB⊥平面ADE,EF⊂平面ADE,
∴EF⊥AB.
∵AD∩AB=A,
∴EF⊥平面ABCD.
∵AD•EF=AE•DE,
∴.
又正方形ABCD的面积SABCD=36,
∴=
.
故所求凸多面体ABCDE的体积为.
△OAB是边长为4的正三角形,CO⊥平面OAB且CO=2,设D、E分别是OA、AB的中点.
(1)求证:OB∥平面CDE;
(2)求三棱锥O-CDE的体积;
(3)在CD上是否存在点M,使OM⊥平面CDE,若存在,则求出M点的位置,若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)证明:∵DE是△AOB的中位线
∴DE∥OB
又∵DE⊂平面CDE,OB⊄平面CDE
∴OB∥平面CDE;
(2)∵△OAB是边长为4的正三角形,
D、E分别是OA、AB的中点,
∴DE=2,∴,
又∵CO⊥平面OAB且CO=2,
∴VO-CDE=VC-ODE==
;
(3)假设在CD上存在点M,使OM⊥平面CDE,则OM⊥DE,
又∵CO⊥DE,CO∩OM=O,∴DE⊥平面OCD,∴DE⊥OA,
这与已知∠DEA=60°矛盾,
∴在CD上不存在点M,使OM⊥平面CDE.
解析
(1)证明:∵DE是△AOB的中位线
∴DE∥OB
又∵DE⊂平面CDE,OB⊄平面CDE
∴OB∥平面CDE;
(2)∵△OAB是边长为4的正三角形,
D、E分别是OA、AB的中点,
∴DE=2,∴,
又∵CO⊥平面OAB且CO=2,
∴VO-CDE=VC-ODE==
;
(3)假设在CD上存在点M,使OM⊥平面CDE,则OM⊥DE,
又∵CO⊥DE,CO∩OM=O,∴DE⊥平面OCD,∴DE⊥OA,
这与已知∠DEA=60°矛盾,
∴在CD上不存在点M,使OM⊥平面CDE.
如图,PA⊥平面ABC,AB⊥BC.AD垂直于PB于D,AE垂直于PC于E.PA=
,AB=BC=1.
(1)求证:PC⊥平面ADE;
(2)R为四面体PABC内部的点,BR∥平面AED,求R点轨迹形成图形的面积.
正确答案
解:(1)PA⊥平面ABC,∴PA⊥BC.
又AB⊥BC,∴BC⊥平面PAB,则BC⊥AD.
又AD⊥PB,∴AD⊥平面PBC,
∴PC⊥AD,又PC⊥AE,∴PC⊥平面ADE.
(2)过点B作BM∥DE交PC于点M,过M做MQ∥AE交AC于点Q,
则平面BMQ∥平面ADE.
∵BM∥DE,则=
=
,∴M为CE的中点.
∵MQ∥AE,∴点Q为AC中点.
∵BR∥平面AED,R为四面体PABC内部的点,
∴R的轨迹是△BQM内部的点.
∵BQ⊥QM,∴R点轨迹形成图形的面积为△BQM的面积,
S△BQM=MQ•BQ=
×
×
=
,
∴R点轨迹形成图形的面积为.
解析
解:(1)PA⊥平面ABC,∴PA⊥BC.
又AB⊥BC,∴BC⊥平面PAB,则BC⊥AD.
又AD⊥PB,∴AD⊥平面PBC,
∴PC⊥AD,又PC⊥AE,∴PC⊥平面ADE.
(2)过点B作BM∥DE交PC于点M,过M做MQ∥AE交AC于点Q,
则平面BMQ∥平面ADE.
∵BM∥DE,则=
=
,∴M为CE的中点.
∵MQ∥AE,∴点Q为AC中点.
∵BR∥平面AED,R为四面体PABC内部的点,
∴R的轨迹是△BQM内部的点.
∵BQ⊥QM,∴R点轨迹形成图形的面积为△BQM的面积,
S△BQM=MQ•BQ=
×
×
=
,
∴R点轨迹形成图形的面积为.
如图所示,矩形ABCD的边AB=a,BC=2,PA⊥平面ABCD,PA=2,现有数据:a=
;a=1;a=2;a=
;a=4.若在BC边上存在点Q,使PQ⊥QD,则a可以取所给数据中的哪些值?并说明理由.
正确答案
解:建立如图所示的空间直角坐标系,则各点坐标分别为:A(0,0,0),B(a,0,0),C(a,2,0),D(0,2,0),P(0,0,2)
设Q(a,x,0)(0≤x≤2),
∵=(a,x,-2),
=(-a,2-x,0),
∴由PQ⊥QD得,
∴a2=x(2-x)
∵x∈[0,2],a2=x(2-x)∈(0,1]…
∴在所给数据中,a可取和a=1两个值.
解析
解:建立如图所示的空间直角坐标系,则各点坐标分别为:A(0,0,0),B(a,0,0),C(a,2,0),D(0,2,0),P(0,0,2)
设Q(a,x,0)(0≤x≤2),
∵=(a,x,-2),
=(-a,2-x,0),
∴由PQ⊥QD得,
∴a2=x(2-x)
∵x∈[0,2],a2=x(2-x)∈(0,1]…
∴在所给数据中,a可取和a=1两个值.
已知三棱锥A-BCD,平面α与棱AC、BC、BP、AD分别交于M、N、P、Q.
(1)若AB∥α,CD∥α,证明:四边形MNPQ为平行四边形;
(2)若四边形MNPQ为平行四边形,求证:AB∥α,CD∥α.
正确答案
证明:
(1)在三棱锥A-BCD,
平面α与棱AC、BC、BP、AD分别交于M、N、P、Q.
∵AB∥α,AB⊂面ACB,面ACB∩面MNPQ=MN
∴AB∥MN,
同理AB∥PQ,
即MN∥PQ,
∵CD∥α,CD⊂面ACD,面ACD∩面MNPQ=QM,
∴CD∥QM,
同理CD∥PN,
即QM∥PN,
∴四边形MNPQ为平行四边形;
(2)∵四边形MNPQ为平行四边形,
∴QM∥PN,MN∥PQ,
∵PN⊈面ADC,QM⊂面ADC,
∴PN∥面ADC,
∵PN⊂面BDC,面BDC∩面ADC=DC,
∴DC∥PN,
∵DC⊈面MNPQ,PN⊂面MNPQ,
∴CD∥面MNPQ,
即CD∥α.
同理:AB∥面MNPQ,
即:AB∥α
解析
证明:
(1)在三棱锥A-BCD,
平面α与棱AC、BC、BP、AD分别交于M、N、P、Q.
∵AB∥α,AB⊂面ACB,面ACB∩面MNPQ=MN
∴AB∥MN,
同理AB∥PQ,
即MN∥PQ,
∵CD∥α,CD⊂面ACD,面ACD∩面MNPQ=QM,
∴CD∥QM,
同理CD∥PN,
即QM∥PN,
∴四边形MNPQ为平行四边形;
(2)∵四边形MNPQ为平行四边形,
∴QM∥PN,MN∥PQ,
∵PN⊈面ADC,QM⊂面ADC,
∴PN∥面ADC,
∵PN⊂面BDC,面BDC∩面ADC=DC,
∴DC∥PN,
∵DC⊈面MNPQ,PN⊂面MNPQ,
∴CD∥面MNPQ,
即CD∥α.
同理:AB∥面MNPQ,
即:AB∥α
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