- 直线与平面垂直的判定及其性质
- 共458题
如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,A1B⊥平面ABC,AB⊥AC.
(1)求证:AC⊥BB1;
(2)若P是棱B1C1的中点,求平面PAB将三棱柱分成的两部分体积之比.
正确答案
(1)证明:在三棱柱ABC-A1B1C1中,A1B⊥平面ABC,A1B⊂平面ABB1A1,
∴平面ABB1A1⊥平面ABC,
∵平面ABB1A1∩平面ABC=AB,AB⊥AC,
∴AC⊥平面ABB1A1,
∴AC⊥BB1;
(2)解:设平面PAB∩A1C1=Q,
∵P是棱B1C1的中点,
∴Q是棱A1C1的中点,
连接AQ,PQ,则设三棱柱ABC-A1B1C1的底面积为S,高为h,体积为V,则V=Sh,
∴=
(
)•h=
=
V,
∴=
=
V,
∴:
=7:5.
解析
(1)证明:在三棱柱ABC-A1B1C1中,A1B⊥平面ABC,A1B⊂平面ABB1A1,
∴平面ABB1A1⊥平面ABC,
∵平面ABB1A1∩平面ABC=AB,AB⊥AC,
∴AC⊥平面ABB1A1,
∴AC⊥BB1;
(2)解:设平面PAB∩A1C1=Q,
∵P是棱B1C1的中点,
∴Q是棱A1C1的中点,
连接AQ,PQ,则设三棱柱ABC-A1B1C1的底面积为S,高为h,体积为V,则V=Sh,
∴=
(
)•h=
=
V,
∴=
=
V,
∴:
=7:5.
如图,在三棱柱ABC=A1B1C1中,AC=3,CC1⊥平面ABC,BC=4,AB=5,AA1=4,点D是AB的中点.
(1)求证:AC⊥BC1;
(2)求证:AC1∥平面CDB1;
(3)求三棱锥C1-CDB1的体积.
正确答案
(1)证明:∵底面三边长AC=3,BC=4,AB=5.
∴AB2=AC2+BC2,∴∠ACB=90°,∴AC⊥BC.
∵CC1⊥平面ABC,AC⊂平面ABC.
∴AC⊥CC1.
又BC∩CC1=C,∴AC⊥平面BCC1B1,
BC1⊂平面BCC1B1,
∴AC⊥BC1.
(2)证明:设CB1∩BC1=E,连接ED.
由正方形BCC1B1可得E为BC1的中点,又D为AB的中点,∴AC1∥ED.
∵ED⊂平面CDB1,AC1⊄平面CDB1,
∴AC1∥平面CDB1.
(3)解:取BC的中点M,连接DM,则,
∵AC⊥平面BCC1B1,∴DM⊥平面BCC1B1.
∴=
=
=4.
解析
(1)证明:∵底面三边长AC=3,BC=4,AB=5.
∴AB2=AC2+BC2,∴∠ACB=90°,∴AC⊥BC.
∵CC1⊥平面ABC,AC⊂平面ABC.
∴AC⊥CC1.
又BC∩CC1=C,∴AC⊥平面BCC1B1,
BC1⊂平面BCC1B1,
∴AC⊥BC1.
(2)证明:设CB1∩BC1=E,连接ED.
由正方形BCC1B1可得E为BC1的中点,又D为AB的中点,∴AC1∥ED.
∵ED⊂平面CDB1,AC1⊄平面CDB1,
∴AC1∥平面CDB1.
(3)解:取BC的中点M,连接DM,则,
∵AC⊥平面BCC1B1,∴DM⊥平面BCC1B1.
∴=
=
=4.
在棱长为4的正方体ABCD-A1B1C1D1中,O是正方形A1B1C1D1的中心.点P在棱CC1上,且CC1=4CP.
(1)设O点在平面D1AP上的射影是H,求证:D1H⊥AP;
(2)求.
正确答案
解:(1)证明:连接A1C1∵正方体AC1∴O为A1C1的中点∴D1O⊥A1C1
又 A1A⊥面A1B1C1D1∴A1A⊥D1O∴D1O⊥面A1ACC1AP⊂面A1ACC1∴D1O⊥AP
由已知OH⊥面AD1P∴OH⊥AP
∴AP⊥面D1OH,又D1H⊂面D1OH
∴AP⊥D1H(6分)
(2)解:在DD1上取点Q,使DQ=1
∴∴
又∴
AB⊂面ABD1,PQ⊄面ABD1∴PQ∥面ABD1∴(12分)
解析
解:(1)证明:连接A1C1∵正方体AC1∴O为A1C1的中点∴D1O⊥A1C1
又 A1A⊥面A1B1C1D1∴A1A⊥D1O∴D1O⊥面A1ACC1AP⊂面A1ACC1∴D1O⊥AP
由已知OH⊥面AD1P∴OH⊥AP
∴AP⊥面D1OH,又D1H⊂面D1OH
∴AP⊥D1H(6分)
(2)解:在DD1上取点Q,使DQ=1
∴∴
又∴
AB⊂面ABD1,PQ⊄面ABD1∴PQ∥面ABD1∴(12分)
如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,CC1⊥底面ABC,AC=BC,M,N分别是CC1,AB的中点.
(Ⅰ)求证:CN⊥AB1;
(Ⅱ)求证:CN∥平面AB1M.
正确答案
证明:(Ⅰ)因为三棱柱ABC-A1B1C1中CC1⊥底面ABC,
所以BB1⊥平面ABC,所以BB1⊥CN.…(1分)
因为AC=BC,N是AB的中点,
所以CN⊥AB. …(3分)
因为AB∩BB1=B,…(4分)
所以CN⊥平面AB B1A1. …(5分)
所以CN⊥AB1. …(6分)
(Ⅱ)证法一:连接A1B交AB1于P. …(7分)
因为三棱柱ABC-A1B1C1,
所以P是A1B的中点.
因为M,N分别是CC1,AB的中点,
所以NP∥CM,且NP=CM,…(9分)
所以四边形MCNP是平行四边形,…(10分)
所以CN∥MP. …(11分)
因为CN⊄平面AB1M,MP⊂平面AB1M,…(12分)
所以CN∥平面AB1M. …(14分)
证法二:取BB1中点P,连接NP,CP. …(7分)
因为N,P分别是AB,BB1的中点,
所以NP∥AB1.
因为NP⊄平面AB1M,AB1⊂平面AB1M,
所以NP∥平面AB1M. …(10分)
同理 CP∥平面AB1M. …(11分)
因为CP∩NP=P,
所以平面CNP∥平面AB1M. …(13分)
因为CN⊂平面CNP,
所以CN∥平面AB1M. …(14分)
解析
证明:(Ⅰ)因为三棱柱ABC-A1B1C1中CC1⊥底面ABC,
所以BB1⊥平面ABC,所以BB1⊥CN.…(1分)
因为AC=BC,N是AB的中点,
所以CN⊥AB. …(3分)
因为AB∩BB1=B,…(4分)
所以CN⊥平面AB B1A1. …(5分)
所以CN⊥AB1. …(6分)
(Ⅱ)证法一:连接A1B交AB1于P. …(7分)
因为三棱柱ABC-A1B1C1,
所以P是A1B的中点.
因为M,N分别是CC1,AB的中点,
所以NP∥CM,且NP=CM,…(9分)
所以四边形MCNP是平行四边形,…(10分)
所以CN∥MP. …(11分)
因为CN⊄平面AB1M,MP⊂平面AB1M,…(12分)
所以CN∥平面AB1M. …(14分)
证法二:取BB1中点P,连接NP,CP. …(7分)
因为N,P分别是AB,BB1的中点,
所以NP∥AB1.
因为NP⊄平面AB1M,AB1⊂平面AB1M,
所以NP∥平面AB1M. …(10分)
同理 CP∥平面AB1M. …(11分)
因为CP∩NP=P,
所以平面CNP∥平面AB1M. …(13分)
因为CN⊂平面CNP,
所以CN∥平面AB1M. …(14分)
已知空间四边形OABC中,∠AOB=∠BOC=∠AOC,且OA=OB=OC,M、N分别是OA、BC的中点,G是MN的中点,求证:OG⊥BC.
正确答案
证明:如图示:
连接ON,设∠AOB=∠BOC=∠AOC=θ,
=
,
=
,
=
,
则||=|
|=|
|,
又=
(
+
)
=[
+
(
+
)]
=(
+
+
),
=
-
,
∴•
=
((
+
+
)•(
-
)
=(
cosθ-
cosθ+
-
)
=0,
∴OG⊥BC.
解析
证明:如图示:
连接ON,设∠AOB=∠BOC=∠AOC=θ,
=
,
=
,
=
,
则||=|
|=|
|,
又=
(
+
)
=[
+
(
+
)]
=(
+
+
),
=
-
,
∴•
=
((
+
+
)•(
-
)
=(
cosθ-
cosθ+
-
)
=0,
∴OG⊥BC.
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