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题型:简答题
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简答题

如图,在边长为4的菱形ABCD中,∠DAB=60°,点E,F分别在边CD,CB上,点E与点C,点D不重合,EF⊥AC,EF∩AC=O,沿EF将△CEF折起到△PEF的位置,使得平面PEF⊥平面ABFED

(1)求证:BD⊥平面POA

(2)设AO∩BD=H,当O为CH中点时,若点Q满足=,求直线OQ与平面PBD所成角的正弦值.

正确答案

(1)证明:在菱形ABCD中,∵BD⊥AC,∴BD⊥AO,

∵EF⊥AC,∴PO⊥EF.

∵平面PEF⊥平面ABFED,平面PEF∩平面ABFED=EF,且PO⊂平面PEF,

∴PO⊥平面ABFED,

∵BD⊂平面ABFED,∴PO⊥BD,

∵AO∩PO=O,∴BD⊥平面POA.

(2)由(1)可知:AC⊥BD,

∵∠DAB=60°,BC=4,∴BH=2,CH=2

∵O为CH的中点,∴PO=

如图,以O为坐标原点,建立空间直角坐标系O-xyz.

则O(0,0,0),A(3,0,0),

B(,2,0),D(,-2,0),P(0,0,).

=(,2,-),=(0,-4,0).

=,得Q为AP的中点.

∴Q(,0,).∴=(,0,).

设平面PBD的法向量为=(x,y,z),

,取x=1,得y=0,z=1.

=(1,0,1).

设直线OQ与平面PBD所成的角为θ.

则sinθ=|cos<>|===

因此直线OQ与平面PBD所成的角的正弦值为

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题型:简答题
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简答题

如图,已知矩形ABCD所在平面外一点P,PA⊥平面ABCD,E、F分别是AB,PC的中点.

(1)求证:EF∥平面PAD;

(2)求证:EF⊥CD;

(3)若∠PDA=45°,求EF与平面ABCD所成的角的大小.

正确答案

(1)取PD中点Q,连AQ、QF,则AE∥QF

∴四边形AEFQ为平行四边形

∴EF∥AQ

又∵AQ在平面PAD内,EF不在平面PAD内

∴EF∥面PAD;

(2)证明∵CD⊥AD,CD⊥PA,PA∩AD=A

PA在平面PAD内,AD在平面PAD内

∴CD⊥面PAD

又∵AQ在平面PAD同

∴CD⊥AQ

∵EF∥AQ

∴CD⊥EF;

(3)解∵∠PDA=45°

∴△PAD为等腰直角三角形

∴AQ⊥PD

∴∠QAD=45°

即AQ与平面ABCD所成角为45°

又∵AQ∥EF

∴EF与平面ABCD所成角45°.

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题型:简答题
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简答题

如图,四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,侧棱A1A⊥底面ABCD,AB∥DC,AB⊥AD,AD=CD=1,

AA1=AB=2,E为棱AA1的中点.

(Ⅰ)证明B1C1⊥CE;

(Ⅱ)求二面角B1-CE-C1的正弦值.

(Ⅲ)设点M在线段C1E上,且直线AM与平面ADD1A1所成角的正弦值为,求线段AM的长.

正确答案

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题型:填空题
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填空题

已知∠AOB=90°,C为空间中一点,且∠AOC=∠BOC=60°,则直线OC与平面AOB 所成角的正弦值为(    )。

正确答案

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题型:简答题
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简答题

下面的一组图形为侧棱SA垂直于底面ABCD的某一四棱锥S-ABCD的侧面与底面,画出四棱锥S-ABCD的空间图形并研究

(I)求直线SC与平面SAD所成的角的大小;

(Ⅱ)求二面角B-SC-D的大小;

(Ⅲ)求此四棱锥S-ABCD外接球半径与内切球半径之和.

正确答案

(I)如图所示,由题意,SA=AB=a,SA⊥AB,SA⊥AD,且AB、AD是面ABCD内的交线,∴SA⊥底面ABCDSA⊥平面ABCD,底面ABCD是矩形,

则CD⊥平面SAD,∴∠DSC为直线SC与平面SAD所成的角,

∵CD=a,SD=a

∴tan∠DSC=

∴直线SC与平面SAD所成的角为arctan

(II)作BE⊥SC,垂足为E,连接DE,则DE⊥SC,

∴∠BED为二面角B-SC-D的平面角

∵BC=a,SB=a,∴SC=a

∴BE==a

在△BED中,cos∠BED==-

∴∠BED=120°;

(III)SC为S-ABCD外接于球的直径,SC=a,∴半径为a

设内切球半径为r,则•(a2×2+a•a×2)r=×a2×a

∴r=(-1)a

∴四棱锥S-ABCD外接球半径与内切球半径之和为a+(-1)a.

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