- 立体几何中的向量方法
- 共7934题
已知,
为不共面直线,
,
两点在
上,
,
两点在
上,
且,
,如图所示.求证:直线
直线
.
正确答案
证明见答案
过作
平面
于
,
连结,
,
.
,
平面
.
,
面
,又
面
,得
.
同理:,
为△
的垂心,
.
同理可证得,即直线
直线
.
已知a、b是不同的直线,、
、
是不同的平面,给出下列命题:
①若∥
,a
,则a∥
; ②若a、b与
所成角相等,则a∥b;
③若⊥
、
⊥
,则
∥
; ④若a⊥
, a⊥
,则
∥
其中正确的命题的序号是 .
正确答案
①④
试题分析:若两个平面平行,则一个平面内的任意一条直线都平行于另一个平面,①正确;两条直线和同一个平面所成的角相等,位置关系不确定,②错误;垂直于同一个平面的两个平面可平行可相交,③错误;
垂直于同一条直线的两个平面平行,④正确.
已知直线、
,平面
、
,给出下列命题:
①若,且
,则
②若
,且
,则
③若,且
,则
④若
,且
,则
其中正确的命题的个数为 _ _.
正确答案
1个.
①正确,是利用向量法求二面角的依据.②错.③错.并不能证明
,所以是
错误的.④
,
,所以
.正确的个数为1个
已知PA垂直于正方形ABCD所在平面,连接PB、PC、PD、AC、BD,则下列垂直关系中正确的序号是 .
①平面平面PBC ②平面
平面PAD ③平面
平面PCD
正确答案
①②
试题分析:易证平面
, 则平面
平面
; 又
∥
, 故
平面
, 则平面
平面
, 因此①②正确.
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为直角梯形,垂直于底面ABCD,PA=AD=AB=2BC=2,M,N分别为PC,PB的中点.
(Ⅰ)求证:PB⊥DM;
(Ⅱ)求点B到平面PAC的距离.
正确答案
(Ⅰ)参考解析;(Ⅱ)
试题分析:(Ⅰ)要证PB⊥DM垂直,通过证明PB线⊥平面ANMD垂直得到.由于PA=AB,PA⊥AB,N是PB的中点,所以可得AN⊥PB.又因为直线AD⊥平面PAB所以可得AD⊥PB.从而可得直线PB垂直平面ANMD.即可得结论.
(Ⅱ)由于平面PAC⊥平面ABC.所以点B到平面PAC的距离,通过作BH⊥AC,垂足为H,所以可得BH⊥平面PAC,即线段BH的长为所求的结论.
试题解析:(1)因为N是PB的中点,PA=AB,
所以AN⊥PB,因为AD⊥面PAB,所以AD⊥PB,又因为AD∩AN=A,MN∥BC∥AD
从而PB⊥平面ADMN,因为平面ADMN,
所以PB⊥DM. 6分
(2)连接AC,过B作BH⊥AC,因为⊥底面
,
BH面ABCD
PA⊥BH AC⊥BH,PA∩AC=A
所以BH是点B到平面PAC的距离.
在直角三角形ABC中,BH= 12分
如图,长方体中,
,点E是AB的中点.
(1)证明:平面
;
(2)证明:;
(3)求二面角的正切值.
正确答案
(1)详见解析;(2)详见解析;(3)
试题分析:(1)证明直线和平面平行,一般方法有两种:①利用直线和平面平行的判定定理(在平面内找一条直线与之平行),②利用面面平行的性质(如果两个平面平行,则一个平面内的直线和另一个平面平行),连接,交
与点
,连接
,可证
∥
,从而
平面
,(2)证明直线和直线垂直,可先证明直线和平面垂直,由
,从而
面
,所以
,(3) 求二面角的平面角,可以利用几何法,先找到二面角的平面角,然后借助平面图形去计算,∵
,所以
,进而可证
,
就是
的平面角,二面角也可以利用空间向量法,建立适当的空间直角坐标系,把相关点的坐标表示出来,计算两个半平面的法向量,进而求法向量的夹角,然后得二面角的余弦值.
试题解析:(1)证明:连结AD1交A1D于O,连结EO,则O为AD1的中点,又因为E是AB的中点,
所以OE∥BD1. 又∵平面A1DE BD1
平面A1DE ∴BD1∥平面A1DE 4分
(2)证明:由题可知:四边形ADD1A1是正方形∴A1D⊥AD1 又∵AB⊥平面ADD1A1,A1D平面ADD1A1
∴AB⊥AD1 又∵AB平面AD1E,AD1
平面A D1E AB
AD1=A,∴A1D⊥平面AD1E 又∵D1E
平面AD1E ∴A1D⊥D1E 8分
(3)解:在△CED中,CD=2,,
,CD2=CE2+DE2 ∴CE⊥DE,又∵D1D⊥平面ABCD CE
平面ABCD ∴CE⊥D1D,又∵
平面D1DE DE
平面D1DE D1D
DE=D[,∴CE⊥平面D1DE 又∵D1E⊥平面D1DE,∴CE⊥D1E.,∴∠D1ED是二面角D1―ED―D的一个平面角,在△D1ED中,∠D1DE=90°,D1D="1," DE=
,∴
∴二面角D1―ED―D的正切值是
12分
如图所示,四棱锥,底面
是边长为
的正方形,
⊥面
,
,过点
作
,连接
.
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)若面交侧棱
于点
,求多面体
的体积.
正确答案
(Ⅰ)略;(Ⅱ).
试题分析:(Ⅰ)利用线线垂直证明线面垂直;(Ⅱ)利用椎体体积公式,找高求面积.
试题解析:(Ⅰ)证明:PA⊥面ABCD,BC在面ABCD内,
∴ PA⊥BC BA⊥BC,PA∩BA=A,∴BC⊥面PAB,
又∵AE在面PAB内∴ BC⊥AEAE⊥PB,BC∩PB="B,"
∴AE⊥面PBC又∵PC在面PBC内AE⊥PC,
AF⊥PC, AE∩AF="A,"
∴PC⊥面AEF 6分
(Ⅱ) PC⊥面AEF, ∴ AG⊥PC, AG⊥DC ∴PC∩DC=C AG⊥面PDC,
∵GF在面PDC内∴AG⊥GF△AGF是直角三角形,
由(1)可知△AEF是直角三角形,AE=AG=,EF=GF=
∴
,
又AF=
,∴
, PF=
∴ 13分
如图所示,E、F分别是正方形SD1DD2的边D1D、DD2的中点沿SE,SF,EF将其折成一个几何体,使D1,D,D2重合,记作D。给出下列位置关系:①SD⊥面DEF; ②SE⊥面DEF; ③DF⊥SE; ④EF⊥面SED,其中成立的有
正确答案
①③
解:由题意因为SD⊥DF,SD⊥DE,DE⊥DF,DE=DF
显然①正确;②错误;③正确;④错误.
故答案为:①与③
设是两条直线,
是两个平面,则下列命题成立的是 ;
正确答案
(1)(4)
略
(本题10分)
如图,,求证:直线
在同一个平面内。
正确答案
证明:
…………4分
…………8分
……………………10分
略
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