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题型:简答题
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简答题

已知棱台ABCD-A1B1C1D1及其三视图尺寸如图所示,P、Q分别为B′B,CB的中点.

(1)填写棱台各顶点字母,并证明:PQ∥平面AA′D′D;

(2)求BC与平面A′ADD′所成的角的正切值.

正确答案

解:(1)字母如图所示

…(2分)

∵梯形AA′D′D、AA′B′B、A′B′C′D′、ABCD均为直角梯形

且A′B′=DC=AB=8,2D′C′=A′B′=DC

连接B′C,PD,则PQ∥B′C,A′B′CD为矩形

∴B′C∥A′D

∴PQ∥A′D

又∵PQ⊄平面AA′D′D,A′D⊂平面AA′D′D

∴PQ∥平面AA′D′D…(6分)

(2)取AB中点M,连接DM,则DM∥BC

∴BC与平面AA′D′D所成角等于DM与平面AA′D′D所成角

∵MA⊥面AA′D′D,

∴DM在平面AA′D′D的射影为DA

∴∠MDA为直线DM与磁面AA′D′D所成的角. …(9分)

∵AM=DC=8,AD=10

∴tan∠MDA=

即BC与平面AA′D′D所成的角的正切为…(12分)

解析

解:(1)字母如图所示

…(2分)

∵梯形AA′D′D、AA′B′B、A′B′C′D′、ABCD均为直角梯形

且A′B′=DC=AB=8,2D′C′=A′B′=DC

连接B′C,PD,则PQ∥B′C,A′B′CD为矩形

∴B′C∥A′D

∴PQ∥A′D

又∵PQ⊄平面AA′D′D,A′D⊂平面AA′D′D

∴PQ∥平面AA′D′D…(6分)

(2)取AB中点M,连接DM,则DM∥BC

∴BC与平面AA′D′D所成角等于DM与平面AA′D′D所成角

∵MA⊥面AA′D′D,

∴DM在平面AA′D′D的射影为DA

∴∠MDA为直线DM与磁面AA′D′D所成的角. …(9分)

∵AM=DC=8,AD=10

∴tan∠MDA=

即BC与平面AA′D′D所成的角的正切为…(12分)

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题型: 单选题
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单选题

如图,已知二面角α-l-β为60°,点A∈α,AC⊥l,C为垂足,点B∈β,BD⊥l,D为垂足,且AC=2,CD=3,DB=1,则AB的长度为(  )

A4

B2

C3

D

正确答案

B

解析

解:∵=++

2=(++2=+++2+2+2=4+9+1+2•2•1•cos120°=12

∴AB的长度为2

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

如图,ABCD是边长为2的正方形,ED⊥平面ABCD,ED=1,EF∥BD且EF=BD

(1)求证:BF∥平面ACE;

(2)求二面角B-AF-C的大小;

(3)求点F到平面ACE的距离.

正确答案

(1)证明:记AC与BD的交点为O,则DO=BO=BD,连接EO,

∵EF∥BD且EF=BD,

∴EF∥BO且EF=BO,则四边形EFBO是平行四边形,

∴BF∥EO,

又∵EO⊂面ACE,BF⊄面ACE,

∴BF∥平面ACE; 

(2)解:∵ABCD为正方形,∴BO⊥AC,

∵EF∥BD且EF=BD,

∴EFOD为平行四边形,

∴ED∥OF,OF⊥面ABCD,

∴OF⊥BO,

∵AC∩OF=O,

∴BO⊥面ACF,

过点O作OG⊥AF于点G,连接GB,则∠OGB为二面角B-AF-C的平面角.

在Rt△FOA中,可求得OG==

∵OB=

∴tan∠OGB=

∴∠OGB=

∴二面角B-AF-C的大小为

(3)解:点F到平面ACE的距离等于点B到平面ACE的距离,也等于点D到平面ACE的距离,

该距离就是Rt△EDO斜边上的高,即

解析

(1)证明:记AC与BD的交点为O,则DO=BO=BD,连接EO,

∵EF∥BD且EF=BD,

∴EF∥BO且EF=BO,则四边形EFBO是平行四边形,

∴BF∥EO,

又∵EO⊂面ACE,BF⊄面ACE,

∴BF∥平面ACE; 

(2)解:∵ABCD为正方形,∴BO⊥AC,

∵EF∥BD且EF=BD,

∴EFOD为平行四边形,

∴ED∥OF,OF⊥面ABCD,

∴OF⊥BO,

∵AC∩OF=O,

∴BO⊥面ACF,

过点O作OG⊥AF于点G,连接GB,则∠OGB为二面角B-AF-C的平面角.

在Rt△FOA中,可求得OG==

∵OB=

∴tan∠OGB=

∴∠OGB=

∴二面角B-AF-C的大小为

(3)解:点F到平面ACE的距离等于点B到平面ACE的距离,也等于点D到平面ACE的距离,

该距离就是Rt△EDO斜边上的高,即

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题型:简答题
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简答题

四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,侧面SBC⊥底面ABCD,且∠ABC=45°AB=2,BC=2,SA=SB=

(1)求证:SA⊥BC;

(2)求直线SD与平面SAB所成角的正弦值.

正确答案

证明:(1)由侧面SBC⊥底面ABCD,交线BC,过S作SO⊥BC于0,连OA,得SO⊥底面ABCD.(2分)

∵SA=SB,

∴Rt△SOA≌Rt△SOB,得OA=OB,又∠ABC=45°,

故△AOB为等腰直角三角形,OA⊥OB.(4分)

如图,以O为原点,OA为x轴,OB为y轴,OS为z轴,建立空间直角坐标系O-xyz,

(6分)

故SA⊥BC.(7分)

解:(2)

设n=(x,y,z)为平面SAB的一个法向量,

取x=l,得(10分)

设直线,SD与平面SAB所成的角为θ,

故直线SD与平面SAB所成角的正弦值为(14分)

解析

证明:(1)由侧面SBC⊥底面ABCD,交线BC,过S作SO⊥BC于0,连OA,得SO⊥底面ABCD.(2分)

∵SA=SB,

∴Rt△SOA≌Rt△SOB,得OA=OB,又∠ABC=45°,

故△AOB为等腰直角三角形,OA⊥OB.(4分)

如图,以O为原点,OA为x轴,OB为y轴,OS为z轴,建立空间直角坐标系O-xyz,

(6分)

故SA⊥BC.(7分)

解:(2)

设n=(x,y,z)为平面SAB的一个法向量,

取x=l,得(10分)

设直线,SD与平面SAB所成的角为θ,

故直线SD与平面SAB所成角的正弦值为(14分)

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题型:简答题
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简答题

如图所示,AB⊥平面BCD,DC⊥CB,AD与平面BCD所成的角为30°,且AB=BC.求AD与平面ABC所成角的大小.

正确答案

解:∵AB⊥平面BCD,CD⊂平面BCD,

∴AB⊥CD,且∠DAB是AD与平面BCD所成的角,

∴∠DAB=30°

∵BC⊥CD,AB∩BC=B,

∴CD⊥平面ABC,

∴∠DAC是AD与平面ABC所成的角.

在Rt△ABC中,AB=BC

由勾股定理得AC=AB

在Rt△ABD中,

∵∠DAB=30°

∴AD=2AB

∴在Rt△ACD中,∠ACD=90°

cos∠DAC==

∴∠DAC=45°,

∴AD与平面ABC所成的角是45°.

解析

解:∵AB⊥平面BCD,CD⊂平面BCD,

∴AB⊥CD,且∠DAB是AD与平面BCD所成的角,

∴∠DAB=30°

∵BC⊥CD,AB∩BC=B,

∴CD⊥平面ABC,

∴∠DAC是AD与平面ABC所成的角.

在Rt△ABC中,AB=BC

由勾股定理得AC=AB

在Rt△ABD中,

∵∠DAB=30°

∴AD=2AB

∴在Rt△ACD中,∠ACD=90°

cos∠DAC==

∴∠DAC=45°,

∴AD与平面ABC所成的角是45°.

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