- 平面的法向量
- 共243题
如图,在直四棱柱中,底面
为平行四边形,且
,
,
,
为
的中点.
(1) 证明:∥平面
;
(2)求直线与平面
所成角的正弦值.
正确答案
(1)利用线线平行证明线面平行;(2)
试题分析:(1) 证明:连接,
因为,
,所以
∥
,
因为面
,
面
,所以
∥面
.
(2)作,分别令
为
轴,
轴,
轴,建立坐标系如图
因为,
,所以
,
、
所以,
,
,
,
设面的法向量为
,所以
,
化简得,令
,则
.
设,则
设直线与面
所成角为
,则
所以,则直线
与面
所成角的正弦值为
.
点评:(1)线面关系的证明主要是应用线面平行与垂直的判定定理或性质,具体问题中要是能够根据题意适当做辅助线;(2)空间中角的计算,总是通过一定的手段将其转化为一个平面内的角,并把它置于一个平面图形,而且是一个三角形的内角来解决,而这种转化就是利用直线与平面的平行与垂直来实现的
如图,已知多面体中,
平面
,
平面
,
,
,
为
的中点
(1)求证:;
(2)求多面体的体积.
正确答案
(1)见解析 (2) .
(1)本小题可以取CD的中点O,连接OF,AO,证明即可.
(2)因为AC=CD,取AD中点H,连CH,因为平面
,知CH
面ABED,
所以四棱锥C-ABED的高确定
(1)取CD的中点O,连接AO、OF,则OF//DE, 2分
AC=AD,
AO
CD
DE
平面ACD
DE
CD
OF
CD,又
CD
平面AOF
AF
平面AOF
AF
CD. 8分
(2) 取AD中点H,连CH 知CH面ABED CH=
10分
. 12分
如图,四棱柱中,
平面
,底面
是边长为1的正方形,侧棱
,
(Ⅰ)证明:;
(Ⅱ)若棱上存在一点
,使得
,
当二面角的大小为
时,求实数
的值.
正确答案
以所在直线分别为
轴,
轴,
轴建系
则
---------------1分
(Ⅰ)
∴ ∴
--------------4分
(Ⅱ)∵ ∴
,设平面
的一个法向量为
,
,
令则
,
,∴
-----------------------6分
设平面的一个法向量为
,
∴
-----------------8分
-----10分
∴
略
如图,直三棱柱ABC-A1B1C1底面△ABC中,CA=CB=1,
∠BCA=90°,棱AA1=2,M是A1B1的中点.
(1)求cos(,
)的值;
(2)求证:A1B⊥C1M.
正确答案
(1)
(2)证明见解析。
以为原点,
分别为
轴,
轴,
轴建立空间直角坐标系.
(1)依题意得出
∴﹤
﹥=
(2)证明:依题意将
(本小题满分12分) 四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,侧面SBC⊥底面ABCD.已知∠ABC=45°,AB=2,BC=,SA=SB=
。
(1)证明:SA⊥BC;
(2)求直线SD与平面SAB所成角的大小;
(3)求二面角D-SA-B的大小.
正确答案
(1)见解析;(2);(3)
.
(1)通过面面垂直找到与底面垂直的线SO,然后建立空间直角坐标系,利用向量法证明两条直线垂直;(2)利用向量法把直线与平面所成的角转化为已知直线向量与平面法向量的夹角,利用数量积知识求解夹角即可;(3)先求出两个平面的法向量,然后把二面角的大小问题转化为求两法向量的夹角问题。
证明:(1)作,垂足为
,连结
,由侧面
底面
,得
平
面. 因为
,所以
.
又,
为等腰直角三角形,
.如图,以
为坐标原点,
为轴正向,建立直角坐标系
,
,
,
,
,
,
,…所以
.………………………4分
(2)取中点
,
,
连结,取
中点
,连结
,
.
,
,
.
,
,
与平面
内两条相交直线
,
垂直.
所以平面
,
与
的夹角记为
,
与平面
所成的角记为
,则
与
互余.
,
.
,所以
,……………8分
(3)由上知为平面SAB的法向量,
。易得
,
同理可求得平面SDA的一个法向量为 ………10分
由题知所求二面角为钝二面角,故二面角D-SA-B的大小为。………12分
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