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题型:简答题
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简答题

如图,在底面是直角梯形的四棱锥S-ABCD中,∠ABC=90°,SA⊥面ABCD,SA=AB=BC=1,AD=

(1)求四棱锥S-ABCD的体积;

(2)求证:面SAB⊥面SBC;

(3)求SC与底面ABCD所成角的正切值。

正确答案

解:(1)

(2)∵SA⊥面ABCD,BC面ABCD,

∴SA⊥BC,

又∵AB⊥BC,SA∩AB=A,

∴BC⊥面SAB,

又BC面SBC,

∴面SAB⊥面SBC。

(3)连结AC,则∠SCA就是SC与底面ABCD所成的角,

在三角形SCA中,SA=1,AC=

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题型:填空题
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填空题

在长方体ABCD-A1B1C1D1中,则下列四个命题:

①P在直线BC1上运动时,三棱锥A-D1PC体积不变;

②P在直线BC1上运动时,直线AP与平面ACD1所成角不变;

③P在直线BC1上运动时,二面角P-AD1-C的大小不变;

④M在平面A1B1C1D1上到点D和C1的距离相等的点,则M点的轨迹是直线A1D1

其中真命题的序号是______.

正确答案

①∵BC1∥平面AD1,∴BC1∥上任意一点到平面AD1C的距离相等,所以体积不变,正确.

②P在直线BC1上运动时,直线AB与平面ACD1所成角和直线AC1与平面ACD1所成角不相等,所以不正确.

③当P在直线BC1上运动时,AP的轨迹是平面PAD1,即二面角P-AD1-C的大小不受影响,所以正确.

④∵M是平面A1B1C1D1上到点D和C1距离相等的点,∴M点的轨迹是一条与直线DC1平行的直线,而DD1=D1C1,所以正确.

故答案为:①③④

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题型:简答题
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简答题

在图(1)所示的长方形ABCD中,AD=2AB=2,E、F分别为AD、BC的中点,M、N两点分别在AF和CE上运动,且AM=EN=a(0<a<).把长方形ABCD沿EF折成大小为θ的二面角A-EF-C,如图(2)所示,其中θ∈(0,]

(1)当θ=45°时,求三棱柱BCF-ADE的体积;

(2)求证:不论θ怎么变化,直线MN总与平面BCF平行;

(3)当θ=900且a=.时,求异面直线MN与AC所成角的余弦值.

正确答案

(1)依题意得EF⊥DE,EF⊥AE,∴EF⊥平面ADE,∠DEA=θ.

由θ=45°得,S△ADE=DE•EAsin45°=

∴VBCF-ADE=S△ADE•EF=

(2)证法一:过点M作MM1⊥BF交BF于M1

过点N作NN1⊥CF交BF于N1,连接M1N1

∵MM1∥AB,NN1∥EF∴MM1∥NN1

又∵===,∴MM1=NN1

∴四边形MNN1M1为平行四边形,

∴MN∥N1M1,又MN⊄面BCF,N1M1⊂面BCF,∴MN∥面BCF.

证法二:过点M作MG⊥EF交EF于G,连接NG,则==,∴NG∥CF.

又NG⊄面BCF,CF⊂面BCF,∴NG∥面BCF,

同理可证得MG∥面BCF,又MG∩NG=G,∴平面MNG∥平面BCF,

∵MN⊂平面MNG,∴MN∥面BCF.

(3)证法一:取CF的中点为Q,连接MQ、NQ,则MQ∥AC,

∴∠NMQ或其补角为异面直线MN与AC所成的角,

∵θ=900且a=.∴NQ=,MQ==∴MN=,--

--

∴cos∠NMQ==

即MN与AC所成角的余弦值为

证法二:∵θ=900且a=

分别以FE、FB、FC所在直线为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系.A(1,1,0),C(0,0,1),M(,0),N(,0,),得=(-1,-1,1),=(0,-),

∴cos<>==

所以与AC所成角的余弦值为

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题型:简答题
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简答题

如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=AC=AA1=2,∠ABC=45°.

(1)求直三棱柱ABC-A1B1C1的体积;

(2)若D是AC的中点,求异面直线BD与A1C所成的角.

正确答案

(1)∵AB=AC=2,∠ABC=45°,∴∠BAC=90°,∴S△ABC=×2×2=2.

又AA1=2,∴直三棱柱ABC-A1B1C1的体积V=S△ABC×AA1=2×2=4.

∴直三棱柱ABC-A1B1C1的体积为4.

(2)取AA1的中点M,连接DM,BM,

∵D是AC的中点,∴DM∥A1C,

∴∠BDM是异面直线BD与A1C所成的角.

在△BDM中,BD=BM=,MD=,cos∠BDM==.即∠BDM=arccos

∴异面直线BD与A1C所成的角为arccos

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题型:简答题
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简答题

如图,已知等腰△ABC的底边BC=3,顶角A为120°,D是BC边上一点,且BD=1,把△ADC沿AD折起,使得平面CAD⊥平面ABD,连接BC形成三棱锥C-ABD。

(1)①求证:AC⊥平面ABD;

②求三棱锥C-ABD的体积;

(2)求AC与平面BCD所成角的正弦值。

正确答案

解:(1)①由已知得,∠B=∠C=30°,AB=AC

在△ABD中,由BD=1,得

在△ACD中,∵AC2+AD2=4=CD2

∴AC⊥AD

平面ADC⊥平面ABD,

∴AC⊥平面ABD。

②∵AC⊥平面ABD

(2)由BD=1,得CD=2

在平面内作等腰△ABC底边上的高线AE,点E为垂足,

在三棱锥C-ABD中,连接CE,作AH⊥CE于点H,

∵BD⊥AC,BD⊥AE,

∴BD⊥平面ACE

∵AH平面ACE,

∴BD⊥AH,

∴AH⊥平面BCD,

∴∠ACH是直线AC与平面BCD所成的角

在Rt△ACE中,得

 ∴

即直线AC与平面BCE所成的角的正弦值为

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