- 直线与平面垂直的判定及其性质
- 共458题
如图,四棱锥P-ABCD的底面是菱形,∠ABC=60°,PA⊥底面ABCD,E、F分别是BC、PC的中点,PA=AB=2.
(1)求证:AE⊥PD;
(2)求三棱锥A-EFC的体积.
正确答案
证明:(1)依题意,在等腰△ABC中,∠ABC=60°,
∴△ABC为等边三角形,又E是BC的中点,
∴AE⊥BC,又BC∥AD,
∴AE⊥AD;
∵PA⊥底面ABCD,AE⊂底面ABCD,
∴AE⊥PA;
PA∩AD=A,
∴AE⊥平面PAD,PD⊂平面PAD,
∴AE⊥PD;
(2)连接BD与AC相交于O,连接FO,则O为AC的中点,又F是PC的中点,
∴FOPA=1,由PA⊥底面ABCD知,FO⊥底面ABCD;
又AE=2sin60°=,EC=1,
∴VA-EFC=VF-AEC
=×
×AE×EC×FO
=×
×1×1
=.
解析
证明:(1)依题意,在等腰△ABC中,∠ABC=60°,
∴△ABC为等边三角形,又E是BC的中点,
∴AE⊥BC,又BC∥AD,
∴AE⊥AD;
∵PA⊥底面ABCD,AE⊂底面ABCD,
∴AE⊥PA;
PA∩AD=A,
∴AE⊥平面PAD,PD⊂平面PAD,
∴AE⊥PD;
(2)连接BD与AC相交于O,连接FO,则O为AC的中点,又F是PC的中点,
∴FOPA=1,由PA⊥底面ABCD知,FO⊥底面ABCD;
又AE=2sin60°=,EC=1,
∴VA-EFC=VF-AEC
=×
×AE×EC×FO
=×
×1×1
=.
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为棱C1D1上的动点,F为棱BC的中点.
(1)求证:直线AE⊥DA1
(2)求直线DF与平面A1B1CD所成角的正弦值
(3)若E为C1D1的中点,在线段AA1求一点G,使得直线AE⊥平面DFG.
正确答案
证明:(1)∵A1D⊥D1A,D1A⊥D1E,∴A1D⊥平面D1AE,∵AE⊂平面D1AE,∴A1D⊥AE
解:(2)设正方体的棱长为2,取CC1的中点M,连接FM交CB1与O,则FO=
∵C1B⊥B1C,C1B⊥CD∴C1B⊥平面A1B1CD,∵FM∥C1B,∴FM⊥平面A1B1CD
∴∠FDO就是直线DF与平面A1B1CD所成角
在三角形FDO中,sin∠FDO==
=
(3)存在,G点即为A1点,由(1)可证得AE⊥DA1,取CD的中点H,由DF⊥AH,DF⊥EH
AH∩EH=H,得DF⊥平面AHE,∴DF⊥AE
∵DF∩A1D=D,∴AE⊥平面DFG
解析
证明:(1)∵A1D⊥D1A,D1A⊥D1E,∴A1D⊥平面D1AE,∵AE⊂平面D1AE,∴A1D⊥AE
解:(2)设正方体的棱长为2,取CC1的中点M,连接FM交CB1与O,则FO=
∵C1B⊥B1C,C1B⊥CD∴C1B⊥平面A1B1CD,∵FM∥C1B,∴FM⊥平面A1B1CD
∴∠FDO就是直线DF与平面A1B1CD所成角
在三角形FDO中,sin∠FDO==
=
(3)存在,G点即为A1点,由(1)可证得AE⊥DA1,取CD的中点H,由DF⊥AH,DF⊥EH
AH∩EH=H,得DF⊥平面AHE,∴DF⊥AE
∵DF∩A1D=D,∴AE⊥平面DFG
已知A,B,C,D是同一球面上的四个点,其中△ABC是正三角形,AD⊥平面ABC,AD=2AB=6,则该球的表面积为( )
正确答案
解析
解:由题意画出几何体的图形如图,
把A、B、C、D扩展为三棱柱,
上下底面中心连线的中点与A的距离为球的半径,
AD=2AB=6,OE=3,△ABC是正三角形,
所以AE==
.
AO==2
.
所求球的表面积为:4π(2 )2=48π.
故选D.
如图,在三棱锥P-ABC中,BC⊥平面PAB.已知PA=AB,D,E分别为PB,BC的中点.
(1)求证:AD⊥平面PBC;
(2)若点F在线段AC上,且满足AD∥平面PEF,求的值.
正确答案
解:(1)∵BC⊥平面PAB,AD⊂平面PAB,∴BC⊥AD.
∵PA=AB,D是PB的中点,∴AD⊥PB
∵PB、BC是平面PBC内的相交直线,∴AD平面PBC;
(2)连结DC,交PE于点G,连结FG、DE
∵AD∥平面PEF,AD⊂平面ADC,平面ADC∩平面PEF=FG,
∴AD∥FG.
∵D、E分别是PB、BC的中点,∴DE为△BPC的中位线,
因此,△DEG∽△CPG,可得,
∴=
,即
的值为
.
解析
解:(1)∵BC⊥平面PAB,AD⊂平面PAB,∴BC⊥AD.
∵PA=AB,D是PB的中点,∴AD⊥PB
∵PB、BC是平面PBC内的相交直线,∴AD平面PBC;
(2)连结DC,交PE于点G,连结FG、DE
∵AD∥平面PEF,AD⊂平面ADC,平面ADC∩平面PEF=FG,
∴AD∥FG.
∵D、E分别是PB、BC的中点,∴DE为△BPC的中位线,
因此,△DEG∽△CPG,可得,
∴=
,即
的值为
.
下图是一几何体的直观图、主观图、左视图、俯视图.其中俯视图为正方形,主视图为直角梯形,左视图为等腰直角三角形,且CE是中线.
(1)若F为PD的中点,求证:AF⊥面PCD;
(2)证明:BD∥面PEC.
正确答案
证明:由三视图知,ABCD为正方形,平面ABCD,PA=AD.
(1)∵F为PD中点,
∴AF⊥PD,
又∵,
∴DC⊥面APD,AF⊂面APD,
∴DC⊥AF,又DC∩PD=D,
∴AF⊥面PCD;
(2)取PC中点M,连接AC,AC与BD的交点为N,
连接MN,
∴MN∥PA,PA∥BE,
∴MNBE,
故四边形BEMN为平行四边形,
∴BD∥EM,
∵EM⊂面PEC,BD⊄面PEC,
∴BD∥面PEC.
解析
证明:由三视图知,ABCD为正方形,平面ABCD,PA=AD.
(1)∵F为PD中点,
∴AF⊥PD,
又∵,
∴DC⊥面APD,AF⊂面APD,
∴DC⊥AF,又DC∩PD=D,
∴AF⊥面PCD;
(2)取PC中点M,连接AC,AC与BD的交点为N,
连接MN,
∴MN∥PA,PA∥BE,
∴MNBE,
故四边形BEMN为平行四边形,
∴BD∥EM,
∵EM⊂面PEC,BD⊄面PEC,
∴BD∥面PEC.
扫码查看完整答案与解析