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题型:简答题
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简答题

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

=

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题型:简答题
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简答题

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

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题型: 单选题
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单选题

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(  )

A16π

B24π

C32π

D48π

正确答案

D

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.

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题型:简答题
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简答题

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

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题型:简答题
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简答题

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.

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