- 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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