- 用向量方法解决线线、线面、面面的夹角问题
- 共2973题
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,点M在A上,且AM=AB,点P在平面ABCD上,且动点P到直线A1D1的距离的平方与P到点M的距离的平方差为1,在平面直角坐标系xAy中,动点P的轨迹方程是 .
正确答案
【思路分析】过P点作PQ⊥AD于Q,再过Q作QH⊥A1D1于H,连PH,利用三垂线定理可证PH⊥A1D1. 设P(x,y),
∵|PH|2 - |PH|2 = 1,∴x2 +1- [(x)2+y2]=1,化简得
.
【命题分析】以空间图形为载体,考查直线与平面的位置关系以及轨迹方程的求法.
如图,为60°的二面角,等腰直角三角形MPN的直角顶点P在l上,M∈α,N∈β,且MP与β所成的角等于NP与α所成的角.
(1)求证: MN分别与α、β所成角相等;
(2)求MN与β所成角.
正确答案
(1) 证明略(2) MN与β所成角为30°
作NA⊥α于A,MB⊥β于B,连接AP、PB、BN、AM,再作AC⊥l于C,BD⊥l于D,连接NC、MD.
∵NA⊥α,MB⊥β,∴∠MPB、∠NPA分别是MP与β所成角及NP与α所成角,∠MNB,∠NMA分别是MN与β,α所成角,∴∠MPB=∠NPA.
在Rt△MPB与Rt△NPA中,PM=PN,∠MPB=∠NPA,∴△MPB≌△NPA,∴MB=NA.
在Rt△MNB与Rt△NMA中,MB=NA,MN是公共边,∴△MNB≌△NMA,∴∠MNB=∠NMA,即(1)结论成立.
(2)解:设∠MNB=θ,MN=a,则PB=PN=a,MB=NA=
asinθ,NB=
acosθ,∵MB⊥β,BD⊥l,∴MD⊥l,∴∠MDB是二面角α—l—β的平面角,
∴∠MDB=60°,同理∠NCA=60°,
∴BD=AC=asinθ,CN=DM=
asinθ,
∵MB⊥β,MP⊥PN,∴BP⊥PN
∵∠BPN=90°,∠DPB=∠CNP,∴△BPD∽△PNC,∴
整理得,16sin4θ-16sin2θ+3=0
解得sin2θ=,sinθ=
,
当sinθ=时,CN=
asinθ=
a>PN不合理,舍去.
∴sinθ=,∴MN与β所成角为30°.
正确答案
略
如图,△ABC是等腰直角三角形, AC=BC=a,P是△ABC所在平面外一点,PA=PB=PC=a. (1)求证:平面PAB⊥平面ABC;(2)求PC与△ABC所在平面所成的角.
正确答案
解: (1)证明:取AB的中点O,连结PO、CO,∵PA=PB,∴PO⊥AB,△ABC是直角三角形,∠ACB=90°,∴OA=OB=OC ∵PA=PB=PC,PO为公共边,∴△POA≌△POB≌POC
∴∠POA=∠POB=∠POC=90°,∴PO⊥CO,∴PO⊥面ABC,PO面PAB,∴面PAB⊥面ABC
(2)解:由PO⊥面ABC可知∠PCO是PC与平面ABC所成的角,∵PO=a,OC=
a,
sinPCO=PO∶PC=,∴∠PCO=60°∴PC与面ABC成60°的角。
略
若一条直线与一个正四棱柱各个面所成的角都为,则
=_____.
正确答案
60°
略
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