- 直线、平面垂直的判定与性质
- 共668题
19. 如图,已知菱形的边长为
,
,
.将菱形
沿对角线
折起,使
,得到三棱锥
.
(Ⅰ)若点是棱
的中点,求证:
平面
;
(Ⅱ)求二面角的余弦值;
(Ⅲ)设点是线段
上一个动点,试确定
点的位置,使得
,并证明你的结论.
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
18.如图,在四棱锥ABCD-PGFE中,底面ABCD是直角梯形,侧棱垂直于底面,AB//DC,∠ABC=45o,DC=1,AB=2,PA=1.
(1)求PD与BC所成角的大小;
(2)求证:BC⊥平面PAC;
(3)求二面角A-PC-D的大小。
正确答案
(1)取的AB中点H,连接DH,易证BH//CD,且BD=CD
所以四边形BHDC为平行四边形,所以BC//DH
所以∠PDH为PD与BC所成角
因为四边形,ABCD为直角梯形,且∠ABC=45o, 所以⊥DA⊥AB
又因为AB=2DC=2,所以AD=1,
因为Rt△PAD、Rt△DAH、Rt△PAH都为等腰直角三角形,
所以PD=DH=PH=,故∠PDH=60o
(2)连接CH,则四边形ADCH为矩形,
∴AH=DC 又AB=2,∴BH=1
在Rt△BHC中,∠ABC=45o ,
∴CH=BH=1,CB=
∴AD=CH=1,AC=
∴AC2+BC2=AB2
∴BC⊥AC
又PA平面ABCD
∴PA⊥BC ……7分
∵PA∩AC=A
∴BC⊥平面PAC
(3)
如图,分别以AD、AB、AP为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,则由题设可知:
A(0,0,0),P(0,0,1),C(1,1,0),D(1,0,0),
∴=(0,0,1),
=(1,1,-1)
设m=(a,b,c)为平面PAC的一个法向量,即
设,则
,∴m=(1,-1,0)
同理设n=(x,y,z) 为平面PCD的一个法向量,求得n=(1,1,1)
∴
所以二面角A-PC-D为60o
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
18.如图所示,在三棱锥V—ABC中,VC⊥底面ABC,AC⊥BC,D是AB的中点,且AC=BC=,
。
(1)求证:平面VAB⊥平面VCD;
(2)当角变化时,求直线BC与平面VAB所成的角的取值范围。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
20.如图,已知长方形中,
,
为
的中点. 将
沿
折起,使得平面
平面
.
(1)求证:
(2)点是线段
上的一动点,当二面角
大小为
时,试确定点
的位置.
正确答案
取AM的中点O,AB的中点B,则两两垂直,以O为原点建立空间直角坐标系,如图。根据已知条件,得
,
,
,
(1)由于,则
,故
.
(2)
设存在满足条件的点E,并设,
则
则点E的坐标为.(其中
)易得平面ADM的法向量可以取
,设平面AME的法向量为
,则
,
则
则,取
*由于二面角
大小为
,则
,由于
,故解得
.故当E位于线段DB间,且
时,二面角
大小为
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
19. 正方形与梯形
所在平面互相垂直,
,
,点
在线段
上且不与
重合。
(Ⅰ)当点M是EC中点时,求证:BM//平面ADEF;
(Ⅱ)当平面BDM与平面ABF所成锐二面角的余弦值为时,求三棱锥
的体积.
正确答案
(Ⅰ)以分别为
轴建立空间直角坐标系
则
的一个法向量
,
。即
(Ⅱ)依题意设,设面
的法向量
则,
令,则
,面
的法向量
,解得
为EC的中点,
,
到面
的距离
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
18.已知四边形ABCD满足,E是BC的中点,将△BAE沿AE翻折成
,F为
的中点.
(1)求四棱锥的体积;
(2)证明:;
(3)求面所成锐二面角的余弦值。
正确答案
(1)取AE的中点M,连结B1M,
因为BA=AD=DC=BC=a,△ABE为等边三角形,
则B1M=,又因为面B1AE⊥面AECD,
所以B1M⊥面AECD,
所以
(2)连结ED交AC于O,连结OF,因为AECD为菱形,OE=OD所以FO∥B1E,
所以。
(3)连结MD,则∠AMD=,分别以ME,MD,MB1为x,y,z轴建系,则
,
,
,
,
所以,,
,
,
设面ECB1的法向量为,
,
令x=1, ,同理面ADB1的法向量为
, 所以
,
故面所成锐二面角的余弦值为
.
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
14.已知正三棱柱体积为
,底面是边长为
.若
为底面
的中心,则
与平面
所成角的大小为( ).
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
21.如图,正三棱柱的所有棱长都为
,
为
中点.
(1)求异面直线和
所成角的大小;
(2)求证:平面
;
(3)求点到平面
的距离.
正确答案
(1);
(2)取中点
,连结
.
为正三角形,
.
正三棱柱
中,
平面平面
,
平面
.
连结,在正方形
中,
分别为
的中点,
,
.
在正方形中,
,
又平面
,
平面
.
(3)中,
,
.
在正三棱柱中,到平面
的距离为
.
设点到平面
的距离为
.
由得
,
.
∴点到平面
的距离为
.
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
19.如图,平面,
是等腰直角三角形,
,四边形
是直角梯形,
,
,
,
分别为
的中点。
(1)求证://平面
;
(2)求直线和平面
所成角的正弦值;
(3)能否在上找一点
,使得
? 若能,请指出点N的位置,并加以证明; 若不能,请说明理由。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
16. 如图, 是边长为
的正方形,
平面
,
,
,
与平面
所成角为
.
(Ⅰ)求证:平面
;
(Ⅱ)求二面角的余弦值;
(Ⅲ)设点是线段
上一个动点,试确定点
的位置,使得
平面
,并证明你的结论.
正确答案
(Ⅰ)证明: 因为平面
,
所以
.
因为是正方形,
所以,
从而平面
.
(Ⅱ)解:因为两两垂直,
所以建立空间直角坐标系如图所示.
因为与平面
所成角为
,即
,
所以.
由可知
,
.
则,
,
,
,
,
所以,
,
设平面的法向量为
,则
,即
,
令,则
.
因为平面
,所以
为平面
的法向量,
,
所以.
因为二面角为锐角,所以二面角的余弦值为
.
(Ⅲ)解:点是线段
上一个动点,设
.
则,
因为平面
,
所以,
即,解得
.
此时,点坐标为
,
,符合题意.
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
扫码查看完整答案与解析