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题型: 单选题
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单选题

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AA1C1C所成的角为α,则α=(  )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

解:如图作DE⊥面AA1C1C于E,连接AE,

∵正三棱柱ABC-A1B1C1中已知AB=1,D在棱BB1上,且BD=1,

∴AD=,DE

∴sinα==

α=arcsin

故选D.

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题型: 单选题
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单选题

已知二面角α-l-β的大小为50°,P为空间中任意一点,则过点P且与平面α,β所成的角都是25°的直线的条数为(  )

A2

B3

C4

D5

正确答案

B

解析

解:首先给出下面两个结论

①两条平行线与同一个平面所成的角相等.

②与二面角的两个面成等角的直线在二面角的平分面上.

图1.

(1)如图1,过二面角α-l-β内任一点作棱l的垂面AOB,交棱于点O,与两半平面于OA,OB,则∠AOB为二面角α-l-β的平面角,∠AOB=50°

设OP1为∠AOB的平分线,则∠P1OA=∠P1OB=25°,与平面α,β所成的角都是25°,此时过P且与OP1平行的直线符合要求,有一条.当OP1以O为轴心,在二面角α-l-β的平分面上转动时,OP1与两平面夹角变小,不再会出现25°情形. 

图2.

(2)如图2,设OP2为∠AOB的补角∠AOB′的角平分线,则∠P2OA=∠P2OB=65°,与平面α,β所成的角都是65°.当OP2以O为轴心,在二面角α-l-β′的平分面上转动时,OP2与两平面夹角变小,对称地在图中OP2两侧会出现25°情形,有两条.此时过P且与OP2平行的直线符合要求,有两条.

综上所述,直线的条数共有三条.

故选B.

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题型:简答题
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简答题

(2013秋•龙海市校级期末)如图,P是平面ABCD外一点,四 边形ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AB=2,BC=4,E是PD的中点,(1)求证平面PDC⊥平面PAD;

(2)求二面角E-AC-D所成平面角的余弦值.

正确答案

证明:(1)∵四边形ABCD是矩形

∴CD⊥AD

∵PA⊥平面ABCD

∴CD⊥PA

∵AD与PA是相交直线

∴CD⊥面PAD

∵CD⊂面PAD

∴面PDC⊥面PAD

(2)设H为AD的中点,连EH,则EH∥PA,由PA⊥平面ABCD知EH⊥面ACD

过H作HO⊥AC于O,连EO则EO⊥AC∴∠EOH即为所求

在Rt△EHO中   而后OH=∴OE=

∴∴

解析

证明:(1)∵四边形ABCD是矩形

∴CD⊥AD

∵PA⊥平面ABCD

∴CD⊥PA

∵AD与PA是相交直线

∴CD⊥面PAD

∵CD⊂面PAD

∴面PDC⊥面PAD

(2)设H为AD的中点,连EH,则EH∥PA,由PA⊥平面ABCD知EH⊥面ACD

过H作HO⊥AC于O,连EO则EO⊥AC∴∠EOH即为所求

在Rt△EHO中   而后OH=∴OE=

∴∴

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题型: 单选题
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单选题

把边长为6的正三角形ABC沿高AD折成60°的二面角,则点A到BC的距离是(  )

A6

B

C

D

正确答案

D

解析

解:如图,由题意知∠BDC即为二面角的平面角,大小为60°,由边长为6的正三角形ABC,D是中点,故△BDC为正三角形,

由题意知,AD⊥底面BDC,过D作DE垂直于BC于E,由上证明知,E是BC的中点,连接AE,

由AD⊥底面BDC,知AD⊥BC,由作图知DE⊥BC,又AD∩DE=D

故BC⊥面ADE,故BC⊥AE,即AE即为点A到BC的距离

由题意边长为6的正三角形ABC,故AD=

在正三角形BDC中,边长为3,所以BC边上的高DE=

在直角三角形ADE中,可得AE==

故选D

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题型:简答题
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简答题

如图,棱长为1的正四面体ABCD中,E、F分别是棱AD、CD的中点,O是点A在平面BCD内的射影.

(Ⅰ)求直线EF与直线BC所成角的大小;

(Ⅱ)求点O到平面ACD的距离;

(Ⅲ)求二面角E-BE-F的大小.

正确答案

解:(Ⅰ)因为E、F分别是棱AD、CD的中点,

所以EF∥AC.

所以∠BCA是EF与BC所成角.

∵正四面体ABCD,∴△ABC为正三角形,

所以∠BCA=60°.

即EF与BC所成角的大小是60°.

(II)如图,连接AO,AF,

因为F是CD的中点,

且△ACD,△BCD均为正三角形,

所以BF⊥CD,AF⊥CD.

因为BF∩AF=F,

所以CD⊥面AFB.

因为CD⊂在ACD,

所以面AFB⊥面ACD.

因为ABCD是正四面体,且O是点A在面BCD内的射影,

所以点O必在正三角形BCD的中线BF上,

在面ABF中,过O做OG⊥AF,垂足为G,

所以OG⊥在ACD.

即OG的长为点O到面ACD的距离.

因为正四面体ABCD的棱长为1,

在△ABF中,容易求出AF=BF=,OF=,AO=

因为利用相似比易求出OG=

所以点O到平面ACD的距离是

(Ⅲ)连接OD,设OD的中点为K,连EK,

则EK∥AO.

因为AO⊥面BCD,

所以EK⊥面BCD.

在平在BCD内,过点K作KN∥CD,KN交BF

于M,交BC于N,

因为BF⊥CD,

所以KN⊥BF.

连接EM,

所以EM⊥BF.

所以∠NME是所求二面角的平面角.

因为EK=CH=

MK=ED=AD=

所以

所以

所以所求二面角的大小为

解析

解:(Ⅰ)因为E、F分别是棱AD、CD的中点,

所以EF∥AC.

所以∠BCA是EF与BC所成角.

∵正四面体ABCD,∴△ABC为正三角形,

所以∠BCA=60°.

即EF与BC所成角的大小是60°.

(II)如图,连接AO,AF,

因为F是CD的中点,

且△ACD,△BCD均为正三角形,

所以BF⊥CD,AF⊥CD.

因为BF∩AF=F,

所以CD⊥面AFB.

因为CD⊂在ACD,

所以面AFB⊥面ACD.

因为ABCD是正四面体,且O是点A在面BCD内的射影,

所以点O必在正三角形BCD的中线BF上,

在面ABF中,过O做OG⊥AF,垂足为G,

所以OG⊥在ACD.

即OG的长为点O到面ACD的距离.

因为正四面体ABCD的棱长为1,

在△ABF中,容易求出AF=BF=,OF=,AO=

因为利用相似比易求出OG=

所以点O到平面ACD的距离是

(Ⅲ)连接OD,设OD的中点为K,连EK,

则EK∥AO.

因为AO⊥面BCD,

所以EK⊥面BCD.

在平在BCD内,过点K作KN∥CD,KN交BF

于M,交BC于N,

因为BF⊥CD,

所以KN⊥BF.

连接EM,

所以EM⊥BF.

所以∠NME是所求二面角的平面角.

因为EK=CH=

MK=ED=AD=

所以

所以

所以所求二面角的大小为

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