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题型:简答题
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简答题

已知三棱锥S-ABC中△SAB与△ABC均为等边三角形,M、N分别为AC、SB的中点,经过M、N且与AB平行的平面α与BC交于点D.

(1)求证:SC∥面MND;

(2)证明:SC⊥MD.

正确答案

(1)证明:∵M、N分别为AC、SB的中点,经过M、N且与AB平行的平面α与BC交于点D,

故AB∥MD,∴D为BC的中点,故NC为△SBC的中位线,∴SC∥ND.

而ND⊂面MND,∴SC∥面MND.

(2)证明:取AB的中点为O,则由△SAB与△ABC均为等边三角形,可得AB⊥SO,AB⊥CO.

而SO∩CO=O,∴AB⊥平面SOC,∴AB⊥SC,∴MD⊥SC.

解析

(1)证明:∵M、N分别为AC、SB的中点,经过M、N且与AB平行的平面α与BC交于点D,

故AB∥MD,∴D为BC的中点,故NC为△SBC的中位线,∴SC∥ND.

而ND⊂面MND,∴SC∥面MND.

(2)证明:取AB的中点为O,则由△SAB与△ABC均为等边三角形,可得AB⊥SO,AB⊥CO.

而SO∩CO=O,∴AB⊥平面SOC,∴AB⊥SC,∴MD⊥SC.

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题型:简答题
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简答题

如图,在四棱锥O-ABCD中,底面ABCD是边长为1的正方形,OA⊥底面ABCD,OA=2,M为OA的中点,N为BC中点,以A为原点,建立适当的空间直角坐标系,利用空间向量解答以下问题

(1)证明:直线BD⊥OC

(2)证明:直线MN∥平面OCD

(3)求异面直线AB与OC所成角的余弦值.

正确答案

解:以A为原点,以AO,AB,AD分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,A-xyz.

则B(1,0,0),D(0,1,0),C(1,1,0),O(0,0,2),M(0,0,1),N

(1)∵

,∴BD⊥OC;

(2),设平面OCD的法向量为,则

令y=2,则x=0,z=1,∴

,∴

而MN⊄平面OCD,∴MN∥平面OCD.

(3),∴===

∴异面直线AB与OC所成角的余弦值为

解析

解:以A为原点,以AO,AB,AD分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,A-xyz.

则B(1,0,0),D(0,1,0),C(1,1,0),O(0,0,2),M(0,0,1),N

(1)∵

,∴BD⊥OC;

(2),设平面OCD的法向量为,则

令y=2,则x=0,z=1,∴

,∴

而MN⊄平面OCD,∴MN∥平面OCD.

(3),∴===

∴异面直线AB与OC所成角的余弦值为

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简答题

已知四边形ABCD为直角梯形,∠ADC=90°,AD∥BC,△ABD为等腰直角三角形,平面PAD⊥平面ABCD,E为PA的中点,AD=2BC=,PA=3PD=3.

(1)求证:BE∥平面PDC;

(2)求证:AB⊥平面PBD.

正确答案

解:证明:(1)取PD中点F,连EF、CF,则EF∥AD且EF=AD,

由题意四边形BCFE为平行四边形,∴BE∥CF,

∵BE⊄平面PDC,CF⊂平面PDC,

∴BE∥平面PDC;          …(4分)

(2)由题意:AD=2BC=2,PA=3PD=3.

∵AD2+PD2=AP2∴PD⊥AD,

又平面PAD⊥平面ABCD,∴PD⊥面ABCD,

∴PD⊥AB,又∴BD⊥AB,

∴AB⊥面PBD;

解析

解:证明:(1)取PD中点F,连EF、CF,则EF∥AD且EF=AD,

由题意四边形BCFE为平行四边形,∴BE∥CF,

∵BE⊄平面PDC,CF⊂平面PDC,

∴BE∥平面PDC;          …(4分)

(2)由题意:AD=2BC=2,PA=3PD=3.

∵AD2+PD2=AP2∴PD⊥AD,

又平面PAD⊥平面ABCD,∴PD⊥面ABCD,

∴PD⊥AB,又∴BD⊥AB,

∴AB⊥面PBD;

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简答题

长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC=1,AA1=2,E是侧棱BB1的中点.

(1)求证:直线AE⊥平面A1D1E;

(2)求三棱锥A-A1D1E的体积;

(3)求异面直线A1E与AD1所成角的大小.

正确答案

(1)证明:∵长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC=1,AA1=2,E是侧棱BB1的中点

∴AE=A1E=,AA1=2,

∴AA12=AE2+A1E2

∴AE⊥A1E

又∵D1A1⊥平面A1EA,AE⊂平面A1EA

∴AE⊥A1D1,又D1A1∩A1E=A1

∴AE⊥平面A1D1E;

(2)解:由(1)中AE⊥平面A1D1E,

∴VA-A1D1E=•S△A1D1E•AE==

(3)解:取CC1的中点F,连接D1F,

则A1E∥D1F,所以∠AD1F即为求异面直线A1E与AD1所成角.

∵AB=BC=1,AA1=2,∴

∴D1F⊥AF

在△AD1F中,可求得tan∠AD1F==

∴∠AD1F=arctan

解析

(1)证明:∵长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC=1,AA1=2,E是侧棱BB1的中点

∴AE=A1E=,AA1=2,

∴AA12=AE2+A1E2

∴AE⊥A1E

又∵D1A1⊥平面A1EA,AE⊂平面A1EA

∴AE⊥A1D1,又D1A1∩A1E=A1

∴AE⊥平面A1D1E;

(2)解:由(1)中AE⊥平面A1D1E,

∴VA-A1D1E=•S△A1D1E•AE==

(3)解:取CC1的中点F,连接D1F,

则A1E∥D1F,所以∠AD1F即为求异面直线A1E与AD1所成角.

∵AB=BC=1,AA1=2,∴

∴D1F⊥AF

在△AD1F中,可求得tan∠AD1F==

∴∠AD1F=arctan

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简答题

棱长为1的正方体AC1中,求证:A1C⊥平面BDC1

正确答案

证明:如图所示,

∵A1A⊥底面ABCD,

∴AC是A1C在底面ABCD的射影;

又∵AC⊥BD,∴A1C⊥BD;

同理A1C⊥DC1

又BD∩DC1=D,BD⊂平面BDC1,DC1⊂平面BDC1

∴A1C⊥平面BDC1

解析

证明:如图所示,

∵A1A⊥底面ABCD,

∴AC是A1C在底面ABCD的射影;

又∵AC⊥BD,∴A1C⊥BD;

同理A1C⊥DC1

又BD∩DC1=D,BD⊂平面BDC1,DC1⊂平面BDC1

∴A1C⊥平面BDC1

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