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题型:简答题
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简答题

如图,在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是A1A,B1B的中点.

(1)求直线D1N与平面A1ABB1所成角的大小;

(2)求直线CM与D1N所成角的正弦值;

(3)(理科做)求点N到平面D1MB的距离.

正确答案

(1)以DA为x轴,以DC为y轴,以DD1为z轴,建立空间直角坐标系,

∵正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,M,N分别是A1A,B1B的中点,

∴D1(0,0,2),N(2,2,1),A(2,0,0),D(0,0,0)

=(2,2,-1),

设直线D1N与平面A1ABB1所成角为θ,

∵平面A1ABB1的一个法向量=(2,0,0),

∴sinθ=|cos<>|=||=

∴直线D1N与平面A1ABB1所成角的大小为arcsin

(2)∵C(0,2,0),M(2,0,1),

=(2,-2,1),

设直线CM与D1N所成角的为α,

=(2,2,-1),

∴cosθ=|cos<>|=||=

∴sinθ==

直线CM与D1N所成角的正弦值为

(3)∵M(2,0,1),B(2,2,0),D1(0,0,2),N(2,2,1),

=(2,0,-1),=(2,2,-2),=(2,2,-1),

设平面D1MB的法向量=(x,y,z),

=0,=0,

,∴=(1,1,2),

∴点N到平面D1MB的距离d===

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题型:简答题
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简答题

(理)如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=3,沿对角线BD将△BCD折起,使点C移到点C',且C'在平面ABD的射影O恰好在AB上.

(1)求证:BC'⊥面ADC';

(2)求二面角A-BC'-D的大小;

(3)求直线AB和平面BC'D所成的角.

正确答案

(理)(1)∵DA⊂平面ABD,

AB是BC‘在平面ABD内的射影,

DA⊥AB,

∴DA⊥BC’,BC‘⊥DC’,

∴BC‘⊥平面ADC’.…(4分)

(2)∵BC'⊥平面ADC',

∴∠DC'A是二面角A-BC'-D的平面角…(6分)

∵BC‘⊥平面ABC’,

∴DA⊥BC‘,DA⊥AB,

∴DA⊥面ABC',

∴DA⊥AC’.…(7分)

在Rt△AC'D中,sin∠DC'A===

所以,二面角A-BC'-D的大小为arcsin.…(8分)

(3)作AM⊥DC'于M,连接BM,

∵BC‘⊥面ADC’,

∴面ADC‘⊥面BDC’,

∵AM⊥DC‘,

∴AM⊥面BC'D,

∴∠ABM是AB与平面BC'D所成的角,…(10分)

在Rt△DAC'中,AM•DC'=AD•AC',

∴AM===,…(11分)

在Rt△ABM中sin∠ABM===

所以,AB与平面BC'D所成的角为arcsin.…(12分)

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题型:填空题
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填空题

如果平面的一条斜线和它在这个平面上的射影的方向向量分别是=(1,0,1),=(0,1,1),那么这条斜线与平面所成的角是______.

正确答案

由题意,这条斜线与平面所成的角就是两方向向量的夹角.

=(1,0,1),=(0,1,1),

∴cos<>===

∴<>=60°

∴这条斜线与平面所成的角是60°

故答案为:60°

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题型:填空题
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填空题

如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,已知AB=1,D在棱BB1上,且BD=1,若AD与平面AA1CC1所成的角为a,则sina=______.

正确答案

如图所示,过B作BF⊥AC,过B1作B1E⊥A1C1,连接EF,过D作DG⊥EF,连接AG,

在正三棱柱中,有B1E⊥面AA1C1C,BF⊥面AA1C1C,

故DG⊥面AA1C1C,

∴∠DAG=α,可求得DG=BF=

AD==

故sinα==     

故答案为

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题型:简答题
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简答题

如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AC⊥BC,AB⊥BB1,AC=BC=BB1,D为AB的中点,且CD⊥DA1

(1)求证:BC1∥平面DCA1

(2)求BC1与平面ABB1A1所成角的大小.

正确答案

证明:(1)如图一,连接AC1与A1C交于点K,连接DK.

在△ABC1中,D、K为中点,∴DK∥BC1、(4分)

又DK⊂平面DCA1,BC1⊄平面DCA1,∴BC1∥平面DCA1、(6分)

图一         图二        图三

(2)证明:(方法一)如图二,∵AC=BC,D为AB的中点,∴CD⊥AB、

又CD⊥DA1,AB∩DA1=D,∴CD⊥平面ABB1A1、(8分)

取A1B1的中点E,又D为AB的中点,∴DE、BB1、CC1平行且相等,

∴DCC1E是平行四边形,∴C1E、CD平行且相等.

又CD⊥平面ABB1A1,∴C1E⊥平面ABB1A1,∴∠EBC1即所求角、(10分)

由前面证明知CD⊥平面ABB1A1,∴CD⊥BB1

又AB⊥BB1,AB∩CD=D,∴BB1⊥平面ABC,∴此三棱柱为直棱柱.

设AC=BC=BB1=2,∴BC1=2,EC1=,∠EBC1=30°、(12分)

(方法二)如图三,∵AC=BC,D为AB的中点,∴CD⊥AB、

又CD⊥DA1,AB∩DA1=D,∴CD⊥平面ABB1A1、(8分)

取DA1的中点F,则KF∥CD,∴KF⊥平面ABB1A1

∴∠KDF即BC1与平面ABB1A1所成的角.(10分)

由前面证明知CD⊥平面ABB1A1,∴CD⊥BB1

又AB⊥BB1,AB∩CD=D,∴BB1⊥平面ABC,∴此三棱柱为直棱柱.

设AC=BC=BB1=2,∴KF=,DK=,∴∠KDF=30°、(12分)

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