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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在四棱锥中,底面正方形,其他四个侧面都是等边三角形,的交点为为侧棱上一点。

(1)当为侧棱的中点时,求证:

∥平面

(2)求证:平面平面

(3)当二面角的大小时,试判断点上的位置,并说明理由。

正确答案

见解析

解析

(1)证明:连接,由条件可得.

因为平面平面

所以∥平面.----------------------4分

(2)证明:由(1)知.

建立如图所示的空间直角坐标系.

设四棱锥的底面边长为2,

.

所以.

),由已知可求得.

所以.

设平面法向量为

 即

,得.

易知是平面的法向量.

因为

所以,所以平面平面.---------------------9分

(3)解:设),由(2)可知,

平面法向量为.

因为

所以是平面的一个法向量.

由已知二面角的大小为.

所以

所以,解得.[

所以点的中点.----------------------14分

知识点

直线与平面平行的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质线面角和二面角的求法
1
题型:简答题
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简答题 · 18 分

,定义函数

(1)求证:图像的右端点与图像的左端点重合;并回答这些端点在哪条直线上。

(2)若直线与函数)的图像有且仅有一个公共点,试将表示成的函数。

(3)对,在区间上定义函数,使得当,且,…,)时,,试研究关于的方程)的实数解的个数(这里的是(2)中的),并证明你的结论。

正确答案

见解析

解析

(1)由图像右端点的坐标为,由图像左端点的坐标为,故两端点重合。                    (2分)

并且对,这些点在直线上。                              (4分)

(2)由题设及(1)的结论,两个函数图像有且仅有一个公共点,即方程上有两个相等的实数根。

整理方程得

,解得,             (8分)

此时方程的两个实数根相等,由

因为,所以只能),(10分)

(3)当时,,可得

单调递减。                                                      (14分)

① 当时,对于,总有,亦即直线与函数的图像总有两个不同的公共点(直线在直线与直线之间)。

对于函数来说,因为,所以方程有两个解:

此时方程)的实数解的个数为

(16分)

② 当时,因为,所以方程有两个解,此时方程)的实数解的个数为。                                   (17分)

综上,当时,方程)的实数解的个数为。                                                         (18分)

知识点

直线与平面平行的判定与性质
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题型: 单选题
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单选题 · 5 分

下面四个说法中,正确的个数为(  )

(1)如果两个平面有三个公共点,那么这两个平面重合

(2)两条直线可以确定一个平面

(3)若M∈α,M∈β,α∩β=l,则M∈l

(4)空间中,相交于同一点的三直线在同一平面内。

A1

B2

C3

D4

正确答案

A

解析

解:如果两个平面有三个公共点,那么这两个平面重合或者是相交,故(1)不正确;

两条异面直线不能确定一个平面,故(2)不正确;

若M∈α,M∈β,α∩β=l,则M∈l,故(3)正确;

空间中,相交于同一点的三直线不一定在同一平面内,故(4)不正确,

综上所述只有一个说法是正确的,

故选A。

知识点

直线与平面平行的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,为矩形,为梯形,平面平面

 .

(1)若中点,求证:∥平面

(2)求平面所成锐二面角的大小。

正确答案

见解析

解析

解析:(1)证明:连结,交,连结

中,分别为两腰的中点       ∴

因为,又,所以平面  

(2)解法一:设平面所成锐二面角的大小为,以为空间坐标系的原点,分别以所在直线为轴建立空间直角坐标系,则

  

设平面的单位法向量为,则可设 

设面的法向量,应有

即:

解得:,所以 

 

所以平面所成锐二面角为60°

解法二:

延长CB、DA相交于G,连接PG,过点D作DH⊥PG ,垂足为H,连结HC 

∵矩形PDCE中PD⊥DC,而AD⊥DC,PD∩AD=D

∴CD⊥平面PAD  ∴CD⊥PG,又CD∩DH=D

∴PG⊥平面CDH,从而PG⊥HC 

∴∠DHC为平面PAD与平面PBC所成的锐二面角的平面角 

中, 可以计算 

中, 

所以平面所成锐二面角为60°

知识点

直线与平面平行的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图所示四棱锥中,底面,四边形中,,,,,的中

点,中点。

(1)求证:平面

(2)求证:平面

(3)求直线与平面所成的角的正弦值;

正确答案

见解析。

解析

(1)因为底面,,

所以,又因为直角梯形面中,,

所以,即,又,所以平面

(2)解法一:

如图,连接,交,取中点,

连接,则在中,,

平面,平面,所以平面,

因为,所以,则,

平面,平面,所以平面,

,所以平面平面,

因为平面,所以平面

解法二:

如图,连接,交,取中点,

连接,连接,则,

中,,则,

在底面中,,所以,

所以,故,又平面,平面,

所以平面

(3)由(1)可知,平面,所以为直线与平面所成的角,

中,, 所以,

所以直线与平面所成的角的正弦值为.

知识点

直线与平面平行的判定与性质
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