- 异面直线及其所成的角
- 共54题
如图,几何体中,为边长为的正方形,为直角梯形,,,,,。
(1)求异面直线和所成角的大小;
(2)求几何体的体积。
正确答案
见解析
解析
(1)解法一:在的延长线上延长至点使得,连接.
由题意得,,,平面,
∴平面,∴,同理可证面.
∵ ,,
∴为平行四边形,
∴.
则(或其补角)为异面直线和
所成的角.
由平面几何知识及勾股定理可以得
在中,由余弦定理得
。
∵ 异面直线的夹角范围为,
∴ 异面直线和所成的角为,
解法二:
同解法一得所在直线相互垂直,故以为原点,所在直线
分别为轴建立如图所示的空间直角坐标系,
可得,
∴ ,
得.
设向量夹角为,则
。
∵ 异面直线的夹角范围为,
∴ 异面直线和所成的角为,
(2)
如图,连结,过作的垂线,垂足为,则平面,且
∵
.
∴ 几何体的体积为
知识点
在长方体中,,分别是所在棱的中点,点是棱上的动点,联结,如图所示。
(1)求异面直线所成角的大小(用反三角函数值表示);
(2)求以为顶点的三棱锥的体积。
正确答案
(1)(2)2
解析
联结,在长方体中,有.
又是直角三角形的一个锐角,
∴就是异面直线所成的角.
由,可算得.
∴,即异面直线所成角的大小为.
(2)由题意可知,点到底面的距离与棱的长相等。
∴。
∵,
∴
知识点
把正方形ABCD沿对角线BD折成直二面角,对于下面结论:①AC⊥BD;②CD⊥平面ABC;③AB与BC成600角;④AB与平面BCD成450角。则其中正确的结论的序号为
正确答案
解析
略
知识点
如图,四棱锥的底面是正方形,平面,,
(1)求证:;
(2)求异面直线与所成的角的大小.
正确答案
见解析
解析
(1)∵⊥平面
平面
∴CD⊥SD
又四边形ABCD是正方形,∴CD⊥AD
∴CD⊥平面SDA
平面
∴SA⊥CD.
(2)∵‖CD
∴或其补角是异面直线与所成角
由(1),BA⊥平面SDA,∴△SAB是直角三角形.
故异面直线SB与CD所成角的大小为.
知识点
如图,在直三棱柱中, , ,,点是的中点.四面体的体积是,求异面直线与所成的角。
正确答案
(或)
解析
直三棱柱中
所以为异面直线与所成的角(或其补角)
直三棱柱中
得
由点是的中点得
直三棱柱中
中
所以(或)
所以异面直线与所成的角为(或)
知识点
已知函数是上的奇函数,且的图象关于直线对称,当时,,则 .
正确答案
-1
解析
略
知识点
四棱锥P-ABCD的底面是边长为1的正方形,PD⊥底面ABCD,点E在棱PB上。
(1)求证:平面AEC⊥平面PDB
(2)当PD=且E为PB的中点时,求AE与平面PDB所成角的大小。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:∵AC,BD是正方形ABCD的对角线
∴AC⊥BD
∵PD⊥底面ABCD,AC面ABCD
∴PD⊥AC
∵PD∩BD=P
∴AC⊥面PDB
又∵AC面ACE
∴面ACE面PDB
(2)设AC与BD交于一点O,连接EO
由上题知:AC⊥面PDB
∴EO是斜线AE在平面PDB内的射影,AO⊥EO
即为AE与平面PDB所成的角
在中,E、O分别是PD、BD的中点
∴
在边长为1的正方形ABCD中,AO==
∴是等腰直角三角形
∴,即AE与平面PDB所成角为
知识点
已知正方体的棱长为.
(1)求异面直线与所成角的大小;
(2)求四棱锥的体积.
正确答案
(1)(2)
解析
(1)因为 ,
直线与所成的角就是异面直线与所成角.
又为等边三角形,
异面直线与所成角的大小为.
(2)四棱锥的体积
知识点
如图,在直三棱柱中,,,,点分别在棱上,且。
(1)求三棱锥的体积;
(2)求异面直线与所成的角的大小。
正确答案
(1)(2)
解析
(1)
(2)连接,由条件知,所以就是异面直线与所成的角。
在中,,所以,
所以异面直线与所成的角为。
知识点
如图,正方形ADEF所在平面和等腰梯形所在平面ABCD垂直,已知BC=2AD=4,,
(1)
(2)求异面直线BE与AF所成的角;
(3)求该几何体的表面积。
正确答案
见解析。
解析
知识点
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