- 直线、平面垂直的综合应用
- 共65题
如图,在三棱柱中,侧面
为菱形, 且
,
,
是
的中点。
(1)求证:平面平面
;
(2)求证:∥平面
。
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:∵ 为菱形,且
,
∴△为正三角形。
是
的中点,∴
。
∵,
是
的中点,∴
。
,∴
平面
。
∵平面
,∴平面
平面
。
(2)证明:连结,设
,连结
。
∵三棱柱的侧面是平行四边形,∴
为
中点。
在△中,又∵
是
的中点,∴
∥
。
∵平面
,
平面
,∴
∥平面
。
知识点
如右图,在底面为平行四边形的四棱柱中,
底面
,
,
,
。
(1)求证:平面平面
;
(2)若,求四棱锥
的体积。
正确答案
见解析
解析
(1)证明: 在中,由余弦定理得:
,
所以,所以
,即
,
又四边形为平行四边形,所以
,
又底面
,
底面
,所以
,
又,所以
平面
,
又平面
,所以平面
平面
,………………………………6分
(2)连结,∵
,
∴
∵平面
,
所以,
所以四边形的
面积,…………8分
取的中点
,连结
,则
,
且,又平面
平面
,平面
平面
,
所以平面
,所以四棱锥
的体积:
,…………………12分
知识点
在正方体
中,
分别是
中点。
(1)求证:平面⊥平面
;
(2)若在棱上有一点
,使
平面
,求
与
的比。
正确答案
见解析。
解析
(1)
连AC,则AC⊥,
又
分别是
中点,∴
,∴
⊥
,
∵ 是正方体,∴
⊥平面
,
∵ 平面
,∴
⊥
,
∵ ,∴
⊥平面
,
∵ 平面
,∴ 平面
⊥平面
;
(2)设与
的交点是
,连
,
∵ 平面
,
平面
,平面
平面
=PQ,
∴ ,
∴ ︰
=
︰
=3︰1。
知识点
已知等腰梯形PDCB中(如图1),PB=3,DC=1,PB=BC=,A为PB边上一点,且PA=1,将△PAD沿AD折起,使面PAD⊥面ABCD(如图2)。
(1)证明:平面PAD⊥PCD;
(2)试在棱PB上确定一点M,使截面AMC
把几何体分成的两部分;
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:依题意知:
(2)
由(1)知平面ABCD
∴平面PAB⊥平面ABCD.
在PB上取一点M,作MN⊥AB,则MN⊥平面ABCD,
设MN=h
则
要使即M为PB的中点.
知识点
如图,正△ABC的边长为4,CD是AB边上的高,E,F分别是AC和BC边的中点,现将△ABC沿CD翻折成直二面角A-DC-B。
(1)试判断直线AB与平面DEF的位置关系,并说明理由;
(2)求棱锥E-DFC的体积;
(3)在线段BC上是否存在一点P,使AP⊥DE?如果存在,求出的值;如果不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)AB∥平面DEF,理由如下:如图:在△ABC中,由E、F分别是AC、BC中点,得EF∥AB,
又AB⊄平面DEF,EF⊂平面DEF,∴AB∥平面DEF。
(2)∵AD⊥CD,BD⊥CD,将△ABC沿CD翻折成直二面角A-DC-B。
∴AD⊥BD ∴AD⊥平面BCD
取CD的中点M,这时EM∥AD ∴EM⊥平面BCD,EM=1,
(3)在线段BC上存在点P,使AP⊥DE
证明如下:在线段BC上取点P,使BP=BC/3, 过P作PQ⊥CD于Q,
∵AD⊥平面BCD ∴PQ⊥平面ACD
∴DQ=DC/3=2√3/3, ∴tan∠DAQ=DQ/AD═(2√3/3)/2=√3/3,
∴∠DAQ=30° 在等边△ADE中,∠DAQ=30° ∴AQ⊥DE
∵PQ⊥平面ACD ∴AP⊥DE,AQ∩AP=A
∴DE⊥平面APQ, ∴AP⊥DE,
此时BP=BC/3, ∴BP/BC=1/3。
知识点
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