- 直线与平面垂直的判定及其性质
- 共458题
如图,四边形ABCD是边长为1的正方形,MD⊥平面ABCD,NB⊥平面ABCD,且MD=NB=1,E为BC的中点,
(Ⅰ)求异面直线NE与AM所成角的余弦值;
(Ⅱ)在线段AN上是否存在点S,使得ES⊥平面AMN?若存在,求线段AS的长;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:以点D为原点,以DA所在的直线为x轴、以DC所在的直线为y轴、以DM所在的直线为z轴,
建立空间坐标系.
则有题意可得 D(0,0,0)、A(1,0,0)、B(1,1,0)、M(0,0,1)、
N(1,1,1)、E(,1,0).∴
=(-
,0,-1),
=(-1,0,1),
cos<>=
=-
,故异面直线NE与AM所成角的余弦值为
.
假设在线段AN上存在点S,使得ES⊥平面AMN,∵=(0,1,1),
可设=λ•
=(0,λ,λ).
又=(
,-1,0),
=
+
=(
,λ-1,λ),
由ES⊥平面AMN可得 ,即
,解得λ=
.
此时,=(0,
,
),|
|=
,故当|
|=
时,ES⊥平面AMN.
解析
解:以点D为原点,以DA所在的直线为x轴、以DC所在的直线为y轴、以DM所在的直线为z轴,
建立空间坐标系.
则有题意可得 D(0,0,0)、A(1,0,0)、B(1,1,0)、M(0,0,1)、
N(1,1,1)、E(,1,0).∴
=(-
,0,-1),
=(-1,0,1),
cos<>=
=-
,故异面直线NE与AM所成角的余弦值为
.
假设在线段AN上存在点S,使得ES⊥平面AMN,∵=(0,1,1),
可设=λ•
=(0,λ,λ).
又=(
,-1,0),
=
+
=(
,λ-1,λ),
由ES⊥平面AMN可得 ,即
,解得λ=
.
此时,=(0,
,
),|
|=
,故当|
|=
时,ES⊥平面AMN.
如图,四边形ABCD为矩形,BC⊥平面ABE,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.
(1)求证:AE⊥BE;
(2)设点M为线段AB的中点,点N为线段CE的中点.求证:MN∥平面DAE.
正确答案
解:(1)∵BC⊥平面ABE,AE⊂平面ABE,
∴AE⊥BC,…(2分)
又∵BF⊥平面ACE,AE⊂平面ACE,
∴AE⊥BF,…(4分)
又∵BF∩BC=B,∴AE⊥平面BCE…(6分)
∵BE⊂平面BCE,∴AE⊥BE. …(8分)
(2)取DE的中点P,连接PA、PN,因为点N为线段CE的中点.
所以PN∥DC,且,…(10分)
又∵四边形ABCD是矩形,点M为线段AB的中点,
∴AM∥DC,且,
∴PN∥AM,且PN=AM,可得四边形AMNP是平行四边形,MN∥AP…(12分)
∵AP⊂平面DAE,MN⊄平面DAE,
∴MN∥平面DAE. …(14分)
解析
解:(1)∵BC⊥平面ABE,AE⊂平面ABE,
∴AE⊥BC,…(2分)
又∵BF⊥平面ACE,AE⊂平面ACE,
∴AE⊥BF,…(4分)
又∵BF∩BC=B,∴AE⊥平面BCE…(6分)
∵BE⊂平面BCE,∴AE⊥BE. …(8分)
(2)取DE的中点P,连接PA、PN,因为点N为线段CE的中点.
所以PN∥DC,且,…(10分)
又∵四边形ABCD是矩形,点M为线段AB的中点,
∴AM∥DC,且,
∴PN∥AM,且PN=AM,可得四边形AMNP是平行四边形,MN∥AP…(12分)
∵AP⊂平面DAE,MN⊄平面DAE,
∴MN∥平面DAE. …(14分)
已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,求证:
(1)AC⊥平面B1D1DB;
(2)BD1⊥平面ACB1.
正确答案
证明:(1)正方体ABCD-A1B1C1D1中,B1B⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,
∴AC⊥BB1,
又∵AC⊥BD,BD∩B1B=B,
∴AC⊥平面B1D1DB;
(2)∵AC⊥平面BDD1B1,
又BD1⊂平面BDD1B1,
∴AC⊥BD1,同理可证AB1⊥BD1,
∵AC与AB1是平面ACB1内的两条相交直线,
∴BD1⊥平面ACB1.
解析
证明:(1)正方体ABCD-A1B1C1D1中,B1B⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,
∴AC⊥BB1,
又∵AC⊥BD,BD∩B1B=B,
∴AC⊥平面B1D1DB;
(2)∵AC⊥平面BDD1B1,
又BD1⊂平面BDD1B1,
∴AC⊥BD1,同理可证AB1⊥BD1,
∵AC与AB1是平面ACB1内的两条相交直线,
∴BD1⊥平面ACB1.
已知m,n,l为三条不同的直线,α,β为两个不同的平面,则下列命题中正确的是( )
正确答案
解析
解:若α∥β,m⊂α,n⊂β,则m与n可能平行与可能异面,故A错误;
若l⊥β,α⊥β,则l∥α或l⊂α,故B错误;
若m⊥α,m⊥n,则n∥α或n⊂α,故B错误;
若α∥β,l⊥α根据线面垂直的判定方法,易得l⊥β,故D正确;
故选D
已知ABCD是空间四边形,AB=AD,CB=CD.E为BD的中点.求证:BD⊥平面ACE.
正确答案
解:∵已知ABCD是空间四边形,AB=AD,CB=CD,故△ABD和△CBD都是等腰三角形,
再由E为底边BD的中点,可得AE⊥BD,CE⊥BD.
而CE∩AE=E,故有BD⊥平面ACE.
解析
解:∵已知ABCD是空间四边形,AB=AD,CB=CD,故△ABD和△CBD都是等腰三角形,
再由E为底边BD的中点,可得AE⊥BD,CE⊥BD.
而CE∩AE=E,故有BD⊥平面ACE.
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