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题型:简答题
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简答题

已知四边形ABCD是等腰梯形,AB=3,DC=1,∠BAD=45°,DE⊥AB(如图1).现将△ADE沿DE折起,使得AE⊥EB(如图2),连接AC,AB,设M是AB的中点.

(1)求证:BC⊥平面AEC;

(2)判断直线EM是否平行于平面ACD,并说明理由.

正确答案

(1)证明:在图1中,过C作CF⊥EB

∵DE⊥EB,∴四边形CDEF是矩形,

∵CD=1,∴EF=1.

∵四边形ABCD是等腰梯形,AB=3,∴AE=BF=1.

∵∠BAD=45°,∴DE=CF=1.

连接CE,则CE=CB=

∵EB=2,∴∠BCE=90°,

∴BC⊥CE.                                                                                     

在图2中,∵AE⊥EB,AE⊥ED,EB∩ED=E,

∴AE⊥平面BCDE.

∵BC⊂平面BCDE,∴AE⊥BC.                                                      

∵AE∩CE=E,∴BC⊥平面AEC.                                                     

(2)解:用反证法.假设EM∥平面ACD.                          

∵EB∥CD,CD平面ACD,EB平面ACD,

∴EB∥平面ACD.∵EB∩EM=E,∴面AEB∥面ACD                         

而A∈平面AEB,A∈平面ACD,与平面AEB∥平面ACD矛盾.

∴假设不成立,∴EM与平面ACD不平行.

解析

(1)证明:在图1中,过C作CF⊥EB

∵DE⊥EB,∴四边形CDEF是矩形,

∵CD=1,∴EF=1.

∵四边形ABCD是等腰梯形,AB=3,∴AE=BF=1.

∵∠BAD=45°,∴DE=CF=1.

连接CE,则CE=CB=

∵EB=2,∴∠BCE=90°,

∴BC⊥CE.                                                                                     

在图2中,∵AE⊥EB,AE⊥ED,EB∩ED=E,

∴AE⊥平面BCDE.

∵BC⊂平面BCDE,∴AE⊥BC.                                                      

∵AE∩CE=E,∴BC⊥平面AEC.                                                     

(2)解:用反证法.假设EM∥平面ACD.                          

∵EB∥CD,CD平面ACD,EB平面ACD,

∴EB∥平面ACD.∵EB∩EM=E,∴面AEB∥面ACD                         

而A∈平面AEB,A∈平面ACD,与平面AEB∥平面ACD矛盾.

∴假设不成立,∴EM与平面ACD不平行.

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题型:简答题
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简答题

如图,在边长为4的菱形ABCD中,∠DAB=60°.点E、F分别在边CD、CB上,点E与点C、D不重合,EF⊥AC,EF∩AC=O.沿EF将△CEF翻折到△PEF的位置,使平面PEF⊥平面ABFED.

(1)求证:BD⊥平面POA;

(2)当PB取得最小值时,求四棱锥P-BDEF的体积.

正确答案

解:(1)证明:∵菱形ABCD的对角线互相垂直,

∴BD⊥AC,∴BD⊥AO,

∵EF⊥AC,∴PO⊥EF.

∵平面PEF⊥平面ABFED,平面PEF∩平面ABFED=EF,且PO⊂平面PEF,

∴PO⊥平面ABFED,

∵BD⊂平面ABFED,∴PO⊥BD.

∵AO∩PO=O,∴BD⊥平面POA.…(4分)

(2)设AO∩BD=H.因为∠DAB=60°,

所以△BDC为等边三角形,

故BD=4,

又设PO=x,则

由OH⊥BD,则

又由(1)知,PO⊥平面BFED,则PO⊥OB

所以

时,

此时,EF=BD=2,OH=(8分)

所以=3.…(12分)

解析

解:(1)证明:∵菱形ABCD的对角线互相垂直,

∴BD⊥AC,∴BD⊥AO,

∵EF⊥AC,∴PO⊥EF.

∵平面PEF⊥平面ABFED,平面PEF∩平面ABFED=EF,且PO⊂平面PEF,

∴PO⊥平面ABFED,

∵BD⊂平面ABFED,∴PO⊥BD.

∵AO∩PO=O,∴BD⊥平面POA.…(4分)

(2)设AO∩BD=H.因为∠DAB=60°,

所以△BDC为等边三角形,

故BD=4,

又设PO=x,则

由OH⊥BD,则

又由(1)知,PO⊥平面BFED,则PO⊥OB

所以

时,

此时,EF=BD=2,OH=(8分)

所以=3.…(12分)

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简答题

在空间四边形ABCD中,AB=AD,CB=CD,E为BD的中点.求证:BD⊥平面ACE.

正确答案

证明:∵AB=AD,CB=CD,E为BD的中点,

∴AE⊥BD,CE⊥BD,

又AE、CE⊂平面ACE,AE∩CE=E,

∴BD⊥平面ACE.

解析

证明:∵AB=AD,CB=CD,E为BD的中点,

∴AE⊥BD,CE⊥BD,

又AE、CE⊂平面ACE,AE∩CE=E,

∴BD⊥平面ACE.

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简答题

已知平行六面体ABCD-A1B1C1D1,底面ABCD为菱形,∠BCD=∠C1CD=60°,求:当为何值时,有A1C⊥平面C1BD.

正确答案

解:当为1时,能使A1C⊥平面C1BD.

∵当为1时,

∴BC=CD=C1C,

又∠BCD=∠C1CB=∠C1CD,

由此可推得BD=C1B=C1D.

∴三棱锥C-C1BD是正三棱锥.(9分)

设A1C与C1O相交于G.

∵A1C1∥AC,且A1C1:OC=2:1,

∴C1G:GO=2:1.

又C1O是正三角形C1BD的BD边上的高和中线,

∴点G是正三角形C1BD的中心,

∴CG⊥平面C1BD,

即A1C⊥平面C1BD.

解析

解:当为1时,能使A1C⊥平面C1BD.

∵当为1时,

∴BC=CD=C1C,

又∠BCD=∠C1CB=∠C1CD,

由此可推得BD=C1B=C1D.

∴三棱锥C-C1BD是正三棱锥.(9分)

设A1C与C1O相交于G.

∵A1C1∥AC,且A1C1:OC=2:1,

∴C1G:GO=2:1.

又C1O是正三角形C1BD的BD边上的高和中线,

∴点G是正三角形C1BD的中心,

∴CG⊥平面C1BD,

即A1C⊥平面C1BD.

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简答题

如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,△ABC是正三角形,AC与BD的交点M是AC的中点,∠CAD=30°,AB=2,点N在线段PB上,且

(1)求证:BD⊥PC;

(2)求证:MN∥平面PDC.

正确答案

解:(1)证明:因为△ABC是正三角形,M是AC的中点,

所以BM⊥AC,即BD⊥AC,

又因为PA⊥平面ABCD,

BD⊂平面ABCD,

所以PA⊥BD,

又PA∩AC=A,

所以BD⊥平面PAC;

又PC⊂平面PAC,

所以BD⊥PC;

(2)证明:在正三角形ABC中,AB=2,BM=AB=

由(1)知,在直角三角形AMD中,MD=AMtan30°=

所以=

又因为=

所以=

∴MN∥PD;

因为MN⊄平面PDC,PD⊂平面PDC,

所以MN∥平面PDC.

解析

解:(1)证明:因为△ABC是正三角形,M是AC的中点,

所以BM⊥AC,即BD⊥AC,

又因为PA⊥平面ABCD,

BD⊂平面ABCD,

所以PA⊥BD,

又PA∩AC=A,

所以BD⊥平面PAC;

又PC⊂平面PAC,

所以BD⊥PC;

(2)证明:在正三角形ABC中,AB=2,BM=AB=

由(1)知,在直角三角形AMD中,MD=AMtan30°=

所以=

又因为=

所以=

∴MN∥PD;

因为MN⊄平面PDC,PD⊂平面PDC,

所以MN∥平面PDC.

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