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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2的菱形,∠ABC=60°,OA⊥底面ABCD,OA=2,M为OA的中点,P为CD的中点.

(1)求证:CD⊥平面MAP;

(2)求证:MP∥平面OBC;

(3)求三棱锥M-PAD的体积.

正确答案

(1)证明:∵OA⊥平面ABCD,CD⊂平面ABCD,∴OA⊥CD

∵四边形ABCD这菱形且∠ABC=60°,∴△ACD为正三角形,

∵P为CD的中点,∴AP⊥CD

又OA∩AP=A,∴CD⊥平面MAP;…(5分)

(2)证明:设N为线段OB的中点,连接MN、CN,则

∵M为OA的中点,∴MN∥AB,且,∴MN∥CP且MN=CP,

∴四边形MNCP为平行四边形,∴MP∥CN

∵MP⊄平面OBC,CN⊂平面OBC

∴MP∥平面OBC;…(10分)

(3)解:∵OA=CD=2,∴

…(14分)

解析

(1)证明:∵OA⊥平面ABCD,CD⊂平面ABCD,∴OA⊥CD

∵四边形ABCD这菱形且∠ABC=60°,∴△ACD为正三角形,

∵P为CD的中点,∴AP⊥CD

又OA∩AP=A,∴CD⊥平面MAP;…(5分)

(2)证明:设N为线段OB的中点,连接MN、CN,则

∵M为OA的中点,∴MN∥AB,且,∴MN∥CP且MN=CP,

∴四边形MNCP为平行四边形,∴MP∥CN

∵MP⊄平面OBC,CN⊂平面OBC

∴MP∥平面OBC;…(10分)

(3)解:∵OA=CD=2,∴

…(14分)

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题型:简答题
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简答题

如图,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,已 知平面AA1C1C丄平面ABCD,且AB=BC=CA=,AD=CD=1

(I)求证:BD丄AA1

(II)若四边形ACC1A1是菱形,且∠A1AC=60°,求四棱柱 ABCD-A1B1C1D1 的体积.

正确答案

解:(Ⅰ)在四边形ABCD中,∵BA=BC,DA=DC,∴BD⊥AC.   

又∵平面AA1C1C丄平面ABCD,且平面AA1C1C∩平面ABCD=AC,BD⊂平面ABCD,

∴BD丄平面AA1C1C. 

又∵AA1⊂平面AA1C1C,

∴BD丄AA1

(Ⅱ)过点A1作A1E丄AC于点E,

∵平面AA1C1C丄平面ABCD,

∴A1E丄平面ABCD,

即A1E为四棱柱的一条高.       

又∵四边形AA1C1C是菱形,且∠A1AC=60°,

∴四棱柱ABCD-A1B1C1D1的高为h=A1E=sin60°=         

又∵四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面面积

∴四棱柱ABCD-A1B1C1D1的体积为V=

解析

解:(Ⅰ)在四边形ABCD中,∵BA=BC,DA=DC,∴BD⊥AC.   

又∵平面AA1C1C丄平面ABCD,且平面AA1C1C∩平面ABCD=AC,BD⊂平面ABCD,

∴BD丄平面AA1C1C. 

又∵AA1⊂平面AA1C1C,

∴BD丄AA1

(Ⅱ)过点A1作A1E丄AC于点E,

∵平面AA1C1C丄平面ABCD,

∴A1E丄平面ABCD,

即A1E为四棱柱的一条高.       

又∵四边形AA1C1C是菱形,且∠A1AC=60°,

∴四棱柱ABCD-A1B1C1D1的高为h=A1E=sin60°=         

又∵四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面面积

∴四棱柱ABCD-A1B1C1D1的体积为V=

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题型:简答题
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简答题

如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=AD=1,AA1=2,M为棱DD1上的一点.

(1)求三棱锥A-MCC1的体积;

(2)当A1M+MC取得最小值时,求证:B1M⊥平面MAC.

正确答案

解:(1)由长方体ABCD-A1B1C1D1知,AD⊥平面CDD1C1

∴点A到平面CDD1C1的距离等于AD=1,

=CC1×CD=×2×1=1,

=AD•=

(2)将侧面CDD1C1绕DD1逆时针转90°展开,与侧面ADD1A1共面,

当A1,M,C′共线时,A1M+MC取得最小值.

由AD=CD=1,AA1=2,得M为DD1的中点.连接C1M,在△C1MC中,C1M=,MC=,C1C=2,

=+MC2,得∠CMC1=90°,即CM⊥C1M,又B1C1⊥平面CDD1C1

∴B1C1⊥CM,又B1C1∩C1M=C1

∴CM⊥平面B1C1M,

∴CM⊥B1M,同理可证,B1M⊥AM,又AM∩MC=M,

∴B1M⊥平面MAC

解析

解:(1)由长方体ABCD-A1B1C1D1知,AD⊥平面CDD1C1

∴点A到平面CDD1C1的距离等于AD=1,

=CC1×CD=×2×1=1,

=AD•=

(2)将侧面CDD1C1绕DD1逆时针转90°展开,与侧面ADD1A1共面,

当A1,M,C′共线时,A1M+MC取得最小值.

由AD=CD=1,AA1=2,得M为DD1的中点.连接C1M,在△C1MC中,C1M=,MC=,C1C=2,

=+MC2,得∠CMC1=90°,即CM⊥C1M,又B1C1⊥平面CDD1C1

∴B1C1⊥CM,又B1C1∩C1M=C1

∴CM⊥平面B1C1M,

∴CM⊥B1M,同理可证,B1M⊥AM,又AM∩MC=M,

∴B1M⊥平面MAC

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题型: 单选题
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单选题

如图:已知矩形ABCD中,AB=2,BC=a,若PA⊥面AC,在BC边上取点E,使PE⊥DE,则满足条件的E点有两个时,a的取值范围是(  )

Aa>4

Ba≥4

C0<a<4

D0<a≤4

正确答案

A

解析

解:∵PA⊥平面AC,

∴PA⊥DE,

又∵PE⊥DE,PA∩PE=P,

∴DE⊥平面PAE,

∴DE⊥AE.

即E点为以AD为直径的圆与BC的交点.

∵AB=2,BC=a,满足条件的E点有2个

∴a>2AB=4.

故选:A.

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题型:简答题
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简答题

如图,在三棱锥S-ABC中,侧面SAB与侧面SAC均为等边三角形,∠BAC=90°,O为BC中点.

(Ⅰ)证明:SO⊥平面ABC;

(Ⅱ)求二面角A-SC-B的余弦值.

正确答案

证明:

(Ⅰ)由题设AB=AC=SB=SC=SA,连接OA,△ABC为等腰直角三角形,

所以,且AO⊥BC,

又△SBC为等腰三角形,故SO⊥BC,

,从而OA2+SO2=SA2

所以△SOA为直角三角形,SO⊥AO.

又AO∩BO=O.

所以SO⊥平面ABC.

(Ⅱ)解:

以O为坐标原点,射线OB,OA分别为x轴、y轴的正半轴,

建立如图的空间直角坐标系O-xyz.

设B(1,0,0),则C(-1,0,0),A(0,1,0),S(0,0,1).SC的中点.∴

等于二面角A-SC-B的平面角.

所以二面角A-SC-B的余弦值为

解析

证明:

(Ⅰ)由题设AB=AC=SB=SC=SA,连接OA,△ABC为等腰直角三角形,

所以,且AO⊥BC,

又△SBC为等腰三角形,故SO⊥BC,

,从而OA2+SO2=SA2

所以△SOA为直角三角形,SO⊥AO.

又AO∩BO=O.

所以SO⊥平面ABC.

(Ⅱ)解:

以O为坐标原点,射线OB,OA分别为x轴、y轴的正半轴,

建立如图的空间直角坐标系O-xyz.

设B(1,0,0),则C(-1,0,0),A(0,1,0),S(0,0,1).SC的中点.∴

等于二面角A-SC-B的平面角.

所以二面角A-SC-B的余弦值为

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