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题型:填空题
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填空题

△ABC的三个顶点分别是A(1,-1,2),B(5,-6,2),C(1,3,-1),则AC边上的高BD长为______.

正确答案

∵A(1,-1,2),B(5,-6,2),C(1,3,-1),

=(4,-5,0),=(0,4,-3),

∵点D在直线AC上,

∴设=(0,4λ,-3λ),

由此可得=-=(0,4λ,-3λ)-(4,-5,0)=(-4,4λ+5,-3λ),

又∵

=-4×0+(4λ+5)×4+(-3λ)×(-3)=0,解得λ=-

因此=(-4,4λ+5,-3λ)=(-4,),

可得||==5

故答案为:5

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题型:简答题
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简答题

如图,在正方体中,的中点,的中点.

(1)求证:平面平面

(2)求证:平面

(3)设为正方体棱上一点,给出满足条件的点的个数,并说明理由.

正确答案

(1)详见解析;(2)详见解析;(3)在正方体棱上使得的点有12个.

试题分析:(1)求证:平面平面,证明两平面垂直,只需证明一个平面过另一个平面的垂线,注意到本题是一个正方体,因此可证平面即可;(2)求证:平面,证明线面平行,即证线线平行,即在平面内找一条直线与平行,注意到的中点,的中点,可连接,设,连接,证明即可,即证四边形是平行四边形即可;(3)设为正方体棱上一点,给出满足条件的点的个数,由(2)可知,,且,故点符合,有正方体的特征,可知,,故是点的最短距离,故这样的点就一个,同理在其他棱上各有一个,故可求出满足条件的点的个数.

(1)在正方体中,

因为 平面平面

所以平面平面.                                   4分

(2)证明:连接,设,连接.

因为为正方体,

所以 ,且,且的中点,

又因为的中点,

所以 ,且

所以 ,且

即四边形是平行四边形,

所以,                                                 6分

又因为 平面平面

所以 平面.                                         9分

(3)满足条件的点P有12个.                            12分

理由如下:

因为 为正方体,

所以 .

所以 .                                      13分

在正方体中,

因为 平面平面

所以 ,又因为 ,所以 , 

则点到棱的距离为

所以在棱上有且只有一个点(即中点)到点的距离等于

同理,正方体每条棱的中点到点的距离都等于

所以在正方体棱上使得的点有12个.     14分

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题型:简答题
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简答题

如图:在四棱锥中,底面是正方形,,点上,且.

(1)求证:平面;   

(2)求二面角的余弦值;

(3)证明:在线段上存在点,使∥平面,并求的长.

正确答案

(1)证明见解析;(2);(3)证明见解析.

试题分析:(1)要证线面垂直,就是要证与平面内的两条相交直线垂直,如,虽然题中没有给出多少垂直关系,但有线段的长度,实际上在中应用勾股定理就能证明,同理可证,于是可得平面;(2)由于在(1)已经证明了两两垂直,因此解决下面的问题我们可以通过建立空间直角坐标系,利用空间向量法解题.以为原点,分别为轴建立空间直角坐标系,写出相应点的坐标,,这样我们只要求出平面和平面的法向量,利用法向量的夹角与二面角相等可互补可得所求二面角大小;(3)线段上的点的坐标可写为,这样若有平面,即与(2)中所求平面的法向量垂直,由此可出,若,说明在线段上存在符合题意的点,否则就是不存在.

试题解析:(1)证明:

,同理      2分

平面.     4分

(2)以为原点,分别为轴建立空间直角坐标系,

       6分

平面的法向量为

设平面的法向量为                 7分

,由,取 ,  8分

设二面角的平面角为

二面角的余弦值为.     10分

(3)假设存在点,使∥平面

      12分

 由∥平面,解得

存在点的中点,即.     14分

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题型:简答题
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简答题

直三棱柱ABC-A1B1C1的底面为等腰直角三角形,∠BAC=90°,AB=AC=2,AA1=2,E,F分别是BC,AA1的中点.

求(1)异面直线EF和A1B所成的角.

(2)三棱锥A-EFC的体积.

正确答案

(1) 30°   (2)

(1)取AB的中点D,连DE,DF,则DF∥A1B,

∴∠DFE(或其补角)即为所求.

由题意易知,DF=,DE=1,AE=,

由DE⊥AB,DE⊥AA1得DE⊥平面ABB1A1,

∴DE⊥DF,即△EDF为直角三角形,

∴tan∠DFE===,∴∠DFE=30°,

即异面直线EF和A1B所成的角为30°.

(2)VA-EFC=VF-AEC=·S△AEC·FA=××××=.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,已知点是正方体的棱上的一个动点,设异面直线所成的角为,则的最小值是                   .

正确答案

试题分析:因为//,所以即为异面直线所成的角为。因为是正方体,所以,因为,所以。所以,当时,

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题型:简答题
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简答题

如图,已知平面是正三角形,AD=DEAB,且F是CD的中点.

⑴求证:AF//平面BCE;

⑵求证:平面BCE⊥平面CDE.

正确答案

(1)详见解析;⑵详见解析.

试题分析:(1)要证AF//平面BCE就需要在平面BCE内找一条直线与AF平行.

取CE中点P,易证ABPF为平行四边形,从而问题得证.

⑵证面面垂直,首先考虑评点哪条线垂直哪个面.

很容易得,AF⊥CD,故考虑证明AF⊥平面CDE.那么需要在平面CDE内再找一条直线与AF垂直.找哪一条呢? ∵DE⊥平面ACD, AF平面ACD,∴DE⊥AF,这样便可使问题得证.

试题解析:(1)取CE中点P,连结FP、BP。

∵F为CD的中点,∴FP//DE,且FP=    2分

又AB//DE,且AB=∴AB//FP,且AB=FP,

∴ABPF为平行四边形,∴AF//BP.

又∵AF平面BCE,BP平面BCE,∴AF//平面BCE.           6分

⑵∵△ACD为正三角形,∴AF⊥CD.

∵DE⊥平面ACD, AF平面ACD,

∴DE⊥AF

又AF⊥CD,CD∩DE=D,

∴AF⊥平面CDE.                          8分

又BP//AF,∴BP⊥平面CDE。                    10分

又∵BP平面BCE,

∴平面BCE⊥平面CDE.                12分

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题型:简答题
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简答题

(本小题满分14分)如图在底面是矩形的四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD, E、F分别是PC、PD的中点,求证:(1)EF∥平面PAB;

(2)平面PAD⊥平面PDC.

正确答案

(1)∵分别是的中点,∴         2分

∵底面是矩形,∴.∴                 4分

平面平面

∥平面              7分

(2)∵

                   8分

∵底面是矩形,

                    10分

          12分

∴平面      14分

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题型:简答题
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简答题

在四面体ABCD中,CB=CD,且EF分别是ABBD的中点,

求证:(I)直线

(II)

正确答案

(I)证明见解析。

(II)证明见解析。

证明:(I)EF分别为ABBD的中点

(II),又

所以

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题型:填空题
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填空题

设m,n是两条不同的直线,是三个不同的平面,给出下列命题:

①若,则

②若,则

③若,则

④若,则

上面命题中,真命题的序号是      (写出所有真命题的序号).

正确答案

试题分析:这类问题有一定的难度,它要求我们对空间的线面之间的关系很熟悉,如两平面垂直,其中一个平面内垂直于交线的直线与另一平面垂直,故①错误,,则平面内一定有直线平行,于是这知直线必定垂直于平面,从而有,故②正确,直棱柱的侧面与底面都是垂直的,但它们之间不一定垂直,故③错误,同样三棱柱的的两个侧面与第三个侧面的交线是平行的,但这两个侧面是相交的,故④错误.

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题型:简答题
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简答题

如图,在长方体,中,,点在棱AB上移动.

(Ⅰ)证明:

(Ⅱ)求点到平面的距离;

(Ⅲ)等于何值时,二面角的大小为

正确答案

(Ⅰ)见解析;(Ⅱ);(Ⅲ)二面角的大小为.

试题分析:(Ⅰ)建立空间直角坐标系,利用向量数量积为零证明即可;(Ⅱ)求出平面的法向量解答;(Ⅲ)设平面的法向量,利用空间向量解答即可.

试题解析:

为坐标原点,直线分别为轴,建立空间直角坐标系,设

    2分

(1)      4分

(2)因为的中点,则,从而,  5分

,设平面的法向量为,则也即

  6分

从而,   7分

所以点到平面的距离为    8分

(3)设平面的法向量,∴

 令,∴

依题意

(不合,舍去), 

.∴时,二面角的大小为.           12分

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