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题型:简答题
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简答题

如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F、G、H、K、L分别为AB、BB1、B1C1、C1D1、D1D、DA的中点,求证:A1C⊥平面EFGHKL.

正确答案

证明:连接A1B,AC,

由题意得四边形A1ABB1 是正方形,∴A1B⊥AB1

∵E为AB中点,F为BB1的中点,

∴EF∥AB1,∴EF⊥A1B,

由题意得BC⊥面A1ABB1

∵EF⊂平面A1ABB1,∴EF⊥BC,

又∵A1B⊂平面A1BC,BC⊂平面A1BC,A1B∩BC=B,

∴EF⊥平面A1BC,∴A1C⊥EF,

同理可证A1C⊥LE,

∵EF⊂平面EFGHKL,LE⊂平面EFGHKL,EF∩LE=E,

∴A1C⊥平面EFGHKL.

解析

证明:连接A1B,AC,

由题意得四边形A1ABB1 是正方形,∴A1B⊥AB1

∵E为AB中点,F为BB1的中点,

∴EF∥AB1,∴EF⊥A1B,

由题意得BC⊥面A1ABB1

∵EF⊂平面A1ABB1,∴EF⊥BC,

又∵A1B⊂平面A1BC,BC⊂平面A1BC,A1B∩BC=B,

∴EF⊥平面A1BC,∴A1C⊥EF,

同理可证A1C⊥LE,

∵EF⊂平面EFGHKL,LE⊂平面EFGHKL,EF∩LE=E,

∴A1C⊥平面EFGHKL.

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简答题

如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC=CC1,AC⊥BC,点D是AB的中点.

(Ⅰ)求证:CD⊥平面A1ABB1

(Ⅱ)求证:AC1∥平面CDB1

正确答案

(Ⅰ)证明:∵ABC-A1B1C1是直三棱柱,

∴平面ABC⊥平面A1ABB1

∵AC=BC,点D是AB的中点,

∴CD⊥AB,面ABC∩面A1ABB1=AB

∴CD⊥平面A1ABB1

(Ⅱ)证明:连接BC1,设BC1与B1C的交点为E,连接DE.

∵D是AB的中点,E是BC1的中点,

∴DE∥AC1.∵DE⊂平面CDB1,AC1⊄平面CDB1

∴AC1∥平面CDB1

解析

(Ⅰ)证明:∵ABC-A1B1C1是直三棱柱,

∴平面ABC⊥平面A1ABB1

∵AC=BC,点D是AB的中点,

∴CD⊥AB,面ABC∩面A1ABB1=AB

∴CD⊥平面A1ABB1

(Ⅱ)证明:连接BC1,设BC1与B1C的交点为E,连接DE.

∵D是AB的中点,E是BC1的中点,

∴DE∥AC1.∵DE⊂平面CDB1,AC1⊄平面CDB1

∴AC1∥平面CDB1

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简答题

四棱锥P-ABCD的底面是一个正方形,PA与底面垂直,已知PA=3cm,P到BC的距离是5cm,求PC的长.

正确答案

解:∵ABCD是正方形,

而且PA⊥平面ABCD,

∴PB⊥BC(三垂线定理)

在直角△PAB中

在直角△PBC中

解析

解:∵ABCD是正方形,

而且PA⊥平面ABCD,

∴PB⊥BC(三垂线定理)

在直角△PAB中

在直角△PBC中

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题型:简答题
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简答题

如图的多面体是直平行六面体ABCD-A1B1C1D1经平面AEFG所截后得到的图形,其中∠BAE=∠GAD=45°,AB=2AD=2,∠BAD=60°,求证:BD⊥平面ADG.

正确答案

解:在△BAD中,∵AB=2AD=2,∠BAD=60°,

∴由余弦定理可得BD=,∴AB2=AD2+BD2,∴AD⊥BD

又在直平行六面体中,GD⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD

∴GD⊥BD又AD∩GD=D

∴BD⊥平面ADG

解析

解:在△BAD中,∵AB=2AD=2,∠BAD=60°,

∴由余弦定理可得BD=,∴AB2=AD2+BD2,∴AD⊥BD

又在直平行六面体中,GD⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD

∴GD⊥BD又AD∩GD=D

∴BD⊥平面ADG

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简答题

如图在三棱锥P-ABC中,PA⊥底面ABC,PA=AB=1,∠ABC=60°,∠BCA=90°,点D,E分别在棱PB,PC上,且DE∥BC,

(1)求证:BC⊥平面PAC

(2)当D为PB中点时,求AD与平面PAC所成的角的余弦值;

(3)是否存在点E,使得二面角A-DE-P为直二面角,并说明理由.

正确答案

解:(1)

⇒BC⊥平面PAC

(2)建立空间直角坐标系如图,各点坐标分别为:

P(0,0,1),B(0,1,0),C

由DE⊥平面PAC可知,∠DAE即是所求的二面角的平面角.∴

故所求二面角的余弦值为

(3)设D点的y轴坐标为a,DE⊥AE,DE⊥PE,当A-DE-P为直二面角时,PE⊥AE

,所以符合题意的E存在.

解析

解:(1)

⇒BC⊥平面PAC

(2)建立空间直角坐标系如图,各点坐标分别为:

P(0,0,1),B(0,1,0),C

由DE⊥平面PAC可知,∠DAE即是所求的二面角的平面角.∴

故所求二面角的余弦值为

(3)设D点的y轴坐标为a,DE⊥AE,DE⊥PE,当A-DE-P为直二面角时,PE⊥AE

,所以符合题意的E存在.

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