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题型:简答题
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简答题

如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1=4,AB=2,M是AC的中点,点N在AA1上,

(Ⅰ)求BC1与侧面ACC1A1所成角的大小;

(Ⅱ)求二面角C1-BM-C的正切值;

(Ⅲ)证明MN⊥BC1

正确答案

解:(Ⅰ)在正三棱柱ABC-A1B1C1中,CC1⊥平面ABC

∴CC1⊥BM

又M是正△ABC的AC边的中点,

∴BM⊥AC∵CC1∩AC=C

∴BM⊥平面ACC1A1(3分)

∴∠BC1M为BC1与侧面ACC1A1所成角

∴sin∠BC1M=(5分)

所以BC1与侧面ACC1A1所成角为

(Ⅱ)由已知得CC1⊥底面ABC,又CM⊥BM,

∴C1M⊥BM

∴∠C1MC为二面角C1-BM-C的平面角,

∴tan∠C1MC=4(9分)

(Ⅲ)证明:依题意得

∵MN2+C1M2=C1N2∴MN⊥C1M(11分)

又由(Ⅰ)中BM⊥平面ACC1A1知BM⊥MN,且C1M∩BM=M,

∴MN⊥平面BC1M∴MN⊥BC1(14分)

解析

解:(Ⅰ)在正三棱柱ABC-A1B1C1中,CC1⊥平面ABC

∴CC1⊥BM

又M是正△ABC的AC边的中点,

∴BM⊥AC∵CC1∩AC=C

∴BM⊥平面ACC1A1(3分)

∴∠BC1M为BC1与侧面ACC1A1所成角

∴sin∠BC1M=(5分)

所以BC1与侧面ACC1A1所成角为

(Ⅱ)由已知得CC1⊥底面ABC,又CM⊥BM,

∴C1M⊥BM

∴∠C1MC为二面角C1-BM-C的平面角,

∴tan∠C1MC=4(9分)

(Ⅲ)证明:依题意得

∵MN2+C1M2=C1N2∴MN⊥C1M(11分)

又由(Ⅰ)中BM⊥平面ACC1A1知BM⊥MN,且C1M∩BM=M,

∴MN⊥平面BC1M∴MN⊥BC1(14分)

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题型:简答题
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简答题

如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,AB⊥AD,AC⊥CD,∠ABC=60°,PA=AB=BC,E是PC的中点.

(1)求异面直线CD和PB所成角大小;

(2)求直线CD和平面ABE所成角大小.

正确答案

解:由题意,分别以AB,AD,AP为x轴,y轴,z轴.设PA=a,则

P(0,0,a),B(a,0,0),

(1)设异面直线CD和PB所成角为α

∴异面直线CD和PB所成角为

(2)设直线CD和平面ABE所成角为β

PA=AB=BC,∠ABC=60°,故PA=AC,E是PC的中点,故AE⊥PC,

PA⊥底面ABCD,∴CD⊥PA.

又CD⊥AC,PA∩AC=A,故CD⊥面PAC,AE⊆面PAC,故CD⊥AE.

从而AE⊥面PCD,故AE⊥PD.易知BA⊥PD,故PD⊥面ABE.

,∴

∴直线CD和平面ABE所成角为

解析

解:由题意,分别以AB,AD,AP为x轴,y轴,z轴.设PA=a,则

P(0,0,a),B(a,0,0),

(1)设异面直线CD和PB所成角为α

∴异面直线CD和PB所成角为

(2)设直线CD和平面ABE所成角为β

PA=AB=BC,∠ABC=60°,故PA=AC,E是PC的中点,故AE⊥PC,

PA⊥底面ABCD,∴CD⊥PA.

又CD⊥AC,PA∩AC=A,故CD⊥面PAC,AE⊆面PAC,故CD⊥AE.

从而AE⊥面PCD,故AE⊥PD.易知BA⊥PD,故PD⊥面ABE.

,∴

∴直线CD和平面ABE所成角为

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题型:填空题
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填空题

已知空间四形OABC的各边和对角线的长均为1,则OA与平面ABC所成角的余弦值的大小是______

正确答案

解析

解:由题意可得多面体OABC为正四面体,

设点O在平面ABC内的射影为D,则D是等边△ABC的中心,∠OAD为OA与平面ABC所成角.

∵正四面体的棱长为1,∴AD=

Rt△AOD中,cos∠OAD=

故答案为:

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题型: 单选题
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单选题

如果0直角三角形的斜边与平面α平行,两条直角边所在直线与平面α所成的角分别为θ1和θ2,则(  )

Asin2θ1+sin2θ2≥1

Bsin2θ1+sin2θ2≤1

Csin2θ1+sin2θ2>1

Dsin2θ1+sin2θ2<1

正确答案

B

解析

解:∵直角三角形的斜边与平面α平行,

两条直角边所在直线与平面α所成的角分别为θ1和θ2

则θ12≤90°(当且仅当三角形所在平面与α垂直时取等)

则sin2θ1+sin2θ2≤1(当且仅当三角形所在平面与α垂直时取等)

故选B

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题型:简答题
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简答题

在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别为DD1和BB1的中点.

(1)求证:四边形AEC1F为平行四边形;

(2)求直线AA1与平面AEC1F所成角的正弦值.

正确答案

解:(1)取CC1的中点H,连接BH,EH,

在正方形BCC1B1中,BF∥HC1,BF=HC1,可得BFC1H为平行四边形,

即有BH∥FC1,BH=FC1

又AB∥EH,AB=EH,可得四边形ABHE为平行四边形,

即有AE∥BH,AE=BH,

则AE=FC1,AE∥FC1,可得四边形AEC1F为平行四边形;

(2)设A1到平面AEC1F的距离为d,

直线AA1与平面AEC1F所成角θ的正弦值为

=,可得d•S△AEF=a•

即为d•=a•a2,即有d==a,

即有直线AA1与平面AEC1F所成角的正弦值为

解析

解:(1)取CC1的中点H,连接BH,EH,

在正方形BCC1B1中,BF∥HC1,BF=HC1,可得BFC1H为平行四边形,

即有BH∥FC1,BH=FC1

又AB∥EH,AB=EH,可得四边形ABHE为平行四边形,

即有AE∥BH,AE=BH,

则AE=FC1,AE∥FC1,可得四边形AEC1F为平行四边形;

(2)设A1到平面AEC1F的距离为d,

直线AA1与平面AEC1F所成角θ的正弦值为

=,可得d•S△AEF=a•

即为d•=a•a2,即有d==a,

即有直线AA1与平面AEC1F所成角的正弦值为

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