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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在四棱锥E-ABCD中,底面ABCD为正方形, AE⊥平面CDE,已知AE=3,DE=4。

(1)若F为DE的中点,求证:BE//平面ACF;

(2)求直线BE与平面ABCD所成角的正弦值。

正确答案

见解析。

解析

(1)设AC与BD相交于G,连结GF。

正方形ABCD,,又,

,2分

平面ACF,平面ACF,

平面ACF  3分

(2)解法一:过E点作EH⊥AD,垂足为H,连结BH1分

平面CDE,,又,,

平面ADE,,,平面ABCD,

所以是直线BE与平面ABCD所成的角,4分

Rt中,AE=3,DE=4,,

所以直线BE与平面ABCD所成角的正弦值为, 4分

解法二:平面CDE,,又,,

平面ADE, ,, Rt中,AE=3,DE=4,,即,

设直线BE与平面ABCD所成角为,

所以直线BE与平面ABCD所成角的正弦值为,4分

知识点

空间中直线与平面之间的位置关系直线与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是正方形,PD⊥底面ABCD,M、N分别为PA、BC的中点,且PD=AD

(1)求证:MN//平面PCD;

(2)求证:平面PAC⊥平面PBD;

正确答案

见解析。

解析

(1)

取AD中点E,连接ME,NE. www.zxxk.com

由已知M,N分别是PA,BC的中点.

∴ME//PD,NE//CD……………………………………2分

又ME,平面MNE..

所以,平面MNE//平面PCD.…………………………4分

MN平面MNE

所以,MN//平面PCD………………………………6分

(2)因为四边形ABCD为正方形.

所以AC⊥BD.

又PD⊥平面ABCD.AC平面ABCD所以PD⊥AC.……………………………8分

又BDPD=D.

所以AC⊥平面PBD.………………………………………………………………10分

AC平面PAC

所以平面PAC⊥平面PBD…………………………………………………………12分

知识点

直线与平面平行的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AC⊥BC,BC=BB1,D为AB的中点。

(1)求证:BC1⊥平面AB1C;

(2)求证:BC1∥平面A1CD。

正确答案

见解析。

解析

(1)∵三棱柱ABC﹣A1B1C1为直三棱柱

∴CC1⊥平面ABC;

又∵AC⊂平面ABC

∴CC1⊥AC

又∵AC⊥BC,CC1∩BC=C

∴AC⊥平面B1C1CB

又∵B1C⊂平面B1C1CB

∴B1C⊥AC

又∵BC=BB1

∴平面B1C1CB为正方形,

∴B1C⊥BC1,又∵B1C∩AC=C

∴BC1⊥平面AB1C;

(2)

连接BC1,连接AC1于E,连接DE,E是AC1中点,

D是AB中点,则DE∥BC1

又DE⊂面CA1D1,BC1⊄面CA1D1∴BC1∥面CA1D

知识点

直线与平面平行的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在斜三棱柱   中,,侧面与底面ABC所成的二面角为120,E、F分别是棱的中点。

(1)求与底面ABC所成的角;

(2)证明EA1∥平面.

正确答案

见解析。

解析

(1)解:过作平面平面,垂足为,连接,并延长交于,连接,于是与底面所成的角,     ………….2分

因为,所以为的平分线

又因为,所以且为的中点

因此,由三垂线定理

因为,且,所以

于是为二面角的平面角,即……….4分

由于四边形为平行四边形,得

所以,与底面所成的角度为………………………….8分

(2) 证明:设的交点为,则点P为EG的中点,连结PF。

在平行四边形中,因为F是的中点,所以

而EP平面平面,所以平面…….12分

知识点

直线与平面平行的判定与性质线面角和二面角的求法
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图, 在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,AA1=4,AB=5. 点D是AB的中点,

(1)求证:AC⊥BC1

(2)求证:AC 1//平面CDB1

(3)求异面直线 AC1与 B1C所成角的余弦值。

正确答案

见解析。

解析

(1)直三棱柱ABC-A1B1C1,底面三边长AC=3,BC=4,AB=5,

∴ AC⊥BC,

又因为 面ABC   

          AC⊥BC1

(2)

设CB1与C1B的交点为E,连结DE,∵ D是AB的中点,E是BC1的中点,∴ DE//AC1,

∵ DE平面CDB1,AC1平面CDB1,∴ AC1//平面CDB1;

(3)∵ DE//AC1,∴ ∠CED为AC1与B1C所成的角,

在△CED中,ED=AC 1=,CD=AB=,CE=CB1=2

∴ 异面直线 AC1与 B1C所成角的余弦值.

知识点

异面直线及其所成的角直线与平面平行的判定与性质直线与直线垂直的判定与性质
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