- 直线与平面垂直的判定及其性质
- 共458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.
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.
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.
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
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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