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题型:简答题
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简答题

如图,在底面是菱形的四棱锥S-ABCD中,∠ABC=60°,SA=AB=a,SB=SD=SA,点P在SD上,且SD=3PD.

(1)证明SA⊥平面ABCD;

(2)设E是SC的中点,求证BE∥平面APC.

正确答案

证明:(1)证明:因为底面ABCD是菱形,∠ABC=60°,

所以AB=AC=AD=a

在△SAB中,由SA2+AB2=2a2=SB2,知SA⊥AB,

同理SA⊥AD.

所以SA⊥平面ABCD.…(6分)

(2)连BD,设BD与AC交于O,连OP,O显然平分BD,

取SP的中点M,

∵SD=3PD,

∴SM=MP=PD.…(8分)

因此,BM∥OP,又E是SC的中点,故EM∥CP.

从而平面BME∥平面PAC.

又BE⊂平面BME,故BE∥平面PAC.…(12分)

解析

证明:(1)证明:因为底面ABCD是菱形,∠ABC=60°,

所以AB=AC=AD=a

在△SAB中,由SA2+AB2=2a2=SB2,知SA⊥AB,

同理SA⊥AD.

所以SA⊥平面ABCD.…(6分)

(2)连BD,设BD与AC交于O,连OP,O显然平分BD,

取SP的中点M,

∵SD=3PD,

∴SM=MP=PD.…(8分)

因此,BM∥OP,又E是SC的中点,故EM∥CP.

从而平面BME∥平面PAC.

又BE⊂平面BME,故BE∥平面PAC.…(12分)

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简答题

如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,

(1)证明:BD∥面AB1D1

(2)证明:A1C⊥面AB1D1

正确答案

证明:(1)由题意知,BB1∥DD1,BB1=DD1∴BB1DD1是平行四边形

∴BD∥B1D1

又BD⊄面AB1D1,B1D1⊂面AB1D1∴BD∥面AB1D1

(2)连接A1C1,A1C

∵CC1⊥面A1B1C1D1,B1D1⊂面A1B1C1D1∴CC1⊥B1D1

在正方形A1B1C1D1中,A1C1⊥B1D1,又CC1∩A1C1=C1∴B1D1⊥面A1C1C

∵A1C⊂面A1C1C,∴A1C⊥B1D1

同理A1C⊥AB1,又AB1∩B1D1=B1∴A1C⊥面AB1D1

解析

证明:(1)由题意知,BB1∥DD1,BB1=DD1∴BB1DD1是平行四边形

∴BD∥B1D1

又BD⊄面AB1D1,B1D1⊂面AB1D1∴BD∥面AB1D1

(2)连接A1C1,A1C

∵CC1⊥面A1B1C1D1,B1D1⊂面A1B1C1D1∴CC1⊥B1D1

在正方形A1B1C1D1中,A1C1⊥B1D1,又CC1∩A1C1=C1∴B1D1⊥面A1C1C

∵A1C⊂面A1C1C,∴A1C⊥B1D1

同理A1C⊥AB1,又AB1∩B1D1=B1∴A1C⊥面AB1D1

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简答题

如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是∠DAB=60°且边长为a的菱形,侧面PAD是等边三角形,且平面PAD垂直于底面ABCD.

(1)若G为AD的中点,求证:BG⊥平面PAD;

(2)求证:AD⊥PB.

正确答案

证明:(1)△ABD为等边三角形且G为AD的中点,

∴BG⊥AD

又平面PAD⊥平面ABCD,

∴BG⊥平面PAD

(2)PAD是等边三角形且G为AD的中点,

∴AD⊥PG

且AD⊥BG,PG∩BG=G,

∴AD⊥平面PBG,PB⊂平面PBG,

∴AD⊥PB

解析

证明:(1)△ABD为等边三角形且G为AD的中点,

∴BG⊥AD

又平面PAD⊥平面ABCD,

∴BG⊥平面PAD

(2)PAD是等边三角形且G为AD的中点,

∴AD⊥PG

且AD⊥BG,PG∩BG=G,

∴AD⊥平面PBG,PB⊂平面PBG,

∴AD⊥PB

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简答题

已知四棱锥P-ABCD的三视图和直观图如图:

(1)求四棱锥P-ABCD的体积;

(2)若E是侧棱PC上的动点,是否不论点E在何位置,都有BD⊥AE?证明你的结论.

(3)若F是侧棱PA上的动点,证明:不论点F在何位置,都不可能有BF⊥平面PAD.

正确答案

(1)解:由三视图可知,四棱锥中,PC⊥底面ABCD,底面ABCD是边长为1的正方形,PC=2,

∴VP-ABCD=•PC•S=×2×1=

(2)不论点E在何位置,都有BD⊥AE成立.

证明:连接AC,由正方形ABCD可得BD⊥AC,

又∵PC⊥底面ABCD,

∴BD⊥PC,

又AC∩PC=C,

∴BD⊥平面PAC,

当E在PC上运动时,AE⊂平面PAC,

∴BD⊥AE恒成立.

(3)用反证法:假设BF⊥平面PAD,∵DA⊂平面PAD,∴BF⊥AD.

又AD⊥AB,AB∩BF=B,∴AD⊥平面PAB,∴AD⊥PA.

∵PC⊥平面ABCD,∴AD⊥PC. 

∵AD⊥DC,DC∩PC=C,∴AD⊥平面PDC,∴AD⊥PD.

∴PD∥PA与PD∩PA=P项矛盾.

∴BF不可能垂直于平面PAD.

解析

(1)解:由三视图可知,四棱锥中,PC⊥底面ABCD,底面ABCD是边长为1的正方形,PC=2,

∴VP-ABCD=•PC•S=×2×1=

(2)不论点E在何位置,都有BD⊥AE成立.

证明:连接AC,由正方形ABCD可得BD⊥AC,

又∵PC⊥底面ABCD,

∴BD⊥PC,

又AC∩PC=C,

∴BD⊥平面PAC,

当E在PC上运动时,AE⊂平面PAC,

∴BD⊥AE恒成立.

(3)用反证法:假设BF⊥平面PAD,∵DA⊂平面PAD,∴BF⊥AD.

又AD⊥AB,AB∩BF=B,∴AD⊥平面PAB,∴AD⊥PA.

∵PC⊥平面ABCD,∴AD⊥PC. 

∵AD⊥DC,DC∩PC=C,∴AD⊥平面PDC,∴AD⊥PD.

∴PD∥PA与PD∩PA=P项矛盾.

∴BF不可能垂直于平面PAD.

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简答题

(2015春•双鸭山校级期末)如图,AB是圆O的直径,PA垂直圆O所在的平面,C是圆O上的点.

(1)求证:BC⊥平面PAC;

(2)设Q为PA的中点,G为△AOC的重心,求证:面OQG∥平面PBC.

正确答案

解:(1)∵AB是圆O的直径,∴BC⊥AC,

又∵PA⊥平面ABC,BC⊂平面ABC,∴BC⊥PA.

∵PA∩AC=A,∴BC⊥平面PAC;

(2)取延长OG,交AC于M,连结GM、QM,

∵G为△AOC的重心,∴OM是△AOC的中线,

∵Q为PA的中点,M为AC的中点,∴QM∥PC,

∵QM⊄平面PBC,PC⊂平面PBC,∴QM∥平面PBC,

同理可得QO∥平面PBC,

∵QM、QO是平面OQG内的相交直线,∴平面OQG∥平面PBC.

解析

解:(1)∵AB是圆O的直径,∴BC⊥AC,

又∵PA⊥平面ABC,BC⊂平面ABC,∴BC⊥PA.

∵PA∩AC=A,∴BC⊥平面PAC;

(2)取延长OG,交AC于M,连结GM、QM,

∵G为△AOC的重心,∴OM是△AOC的中线,

∵Q为PA的中点,M为AC的中点,∴QM∥PC,

∵QM⊄平面PBC,PC⊂平面PBC,∴QM∥平面PBC,

同理可得QO∥平面PBC,

∵QM、QO是平面OQG内的相交直线,∴平面OQG∥平面PBC.

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