- 直线与平面平行的判定与性质
- 共271题
如图,在四棱锥中,底面
是
正方形,其他四个侧面都是等边三角形,
与
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
为
时,试判断点
在
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,
则,
,
,
,
,
.
所以,
.
设(
),由已知可求得
.
所以,
.
设平面法向量为
,
则 即
令,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
.[
所以点是
的中点.----------------------14分
知识点
对,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)由得
图像右端点的坐标为
,由
得
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,即方程在
上有两个相等的实数根。
整理方程得,
由,解得
, (8分)
此时方程的两个实数根,
相等,由
,
得,
因为,所以只能
(
,
),(10分)
(3)当时,
,可得
,
且单调递减。 (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
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。
正确答案
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
如图,为矩形,
为梯形,平面
平面
,
,
.
(1)若为
中点,求证:
∥平面
;
(2)求平面与
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
与
,连结
,
中,
分别为两腰
的中点 ∴
因为面
,又
面
,所以
平面
(2)解法一:设平面与
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
∴
所以平面与
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
在△
中,
,
可以计算
在△
中,
所以平面与
所成锐二面角为60°
知识点
如图所示四棱锥中,
底面
,四边形
中,
,
,
,
,
为
的中
点,为
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
,
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
于
,取
中点
,
连接,则在
中,
,
又平面
,
平面
,所以
平面
,
因为,所以
,则
,
又平面
,
平面
,所以
平面
,
又,所以平面
平面
,
因为平面
,所以
平面
解法二:
如图,连接,交
于
,取
中点
,
连接交
于
,连接
,则
,
在中,
,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,
在中,
, 所以
,
所以直线与平面
所成的角的正弦值为
.
知识点
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