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题型:简答题
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简答题

如图,四棱锥P-ABCD的侧面PAD垂直于底面ABCD,∠ADC=∠BCD=90°,PA=PD=AD=2BC=2,CD,M在棱PC上,N是AD的中点,二面角M-BN-C为30°。

(1)求的值;

(2)求直线PB与平面BMN所成角的大小。

正确答案

解:(1)作ME∥CD,ME∩PD=E

∵∠ADC=∠BCD=90°,AD=2BC=2,N是AD的中点,

∴BN⊥AD,

又平面PAD⊥平面ABCD,

∴BN⊥平面PAD,

∴BN⊥NE,∠DNE为二面角M-BN-C的平面角,∠DNE=30°

∵PA=PD=AD,

∴∠PDN=60°,

∴∠DEN=90°,

∴DE=DP

∴CM=CP,

=3。

(2)连结BE,由(1)的解答可知PE⊥平面BMN,则∠PBE为直线PB与平面BMN所成的角

连结PN,则PN⊥平面ABCD,从而PN⊥BN,

∴PB===

所以直线PB与平面MBN所成的角为

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简答题

如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,SA⊥底面ABCD,AB=2,AD=1,,E在棱SD上, 

 (Ⅰ) 当SE=3ED时,求证:SD⊥平面AEC;  

(Ⅱ) 当二面角S-AC-E的大小为时,求直线AE与平面CDE所成角的正弦值.

正确答案

解:在中,∵AB=2,AD=1,∠BAD=120°,       

 ∴CA⊥AD 又SA⊥平面ABCD,

∴以A为坐标原点,AC,AD,AS所在直线为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,

, ,        

     

 (1)  ∵SE=3ED∴          

  ∵      

 ∴SD⊥平面AEC   

(2)  ∵AC⊥平面SAD,SA⊥底面ABCD,          

∴AC⊥AE,AC⊥SA          

为二面角S-AC-E的平面角,即=,

此时E为SD的中点  

设平面CDE的法向量为

计算可得         

即直线AE与平面CDE所成角的正弦值为

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简答题

如图,已知两个正四棱锥P-ABCD与Q-ABCD的高分别为1和2,AB=4,

(Ⅰ)证明PQ⊥平面ABCD;

(Ⅱ)求异面直线AQ与PB所成的角;

(Ⅲ)求点P到平面QAD的距离。

正确答案

解:(Ⅰ)连结AC、BD,设AC∩BD=O,

由P-ABCD与Q-ABCD都是正四棱锥,

所以PO⊥平面ABCD,QO⊥平面ABCD,

从而P、O、Q三点在一条直线上,

所以PQ⊥平面ABCD;

(Ⅱ)由题设知,ABCD是正方形,所以AC⊥BD,

由(Ⅰ),PQ⊥平面ABCD,

故可以分别以直线CA、DB、QP为x轴,y轴,z轴

建立空间直角坐标系(如右图),

由题设条件,相关各点的坐标分别是P(0,0,1),

Q(0,0,-2),

所以

于是

从而异面直线AQ与PB所成的角是

(Ⅲ)由(Ⅱ),

点D的坐标是(0,,0),

是平面QAD的一个法向量,

取x=1,得, 

所以点P到平面QAD的距离

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简答题

四面体ABCD中,△ABC是正三角形,△BCD是等腰直角三角形,其中BD=DC=,二面角A-BC-D的平面角的余弦值为-

(1)求点A到平面BCD的距离;

(2)设G的BC中点,H为△ACD内的动点(含边界),且GH∥平面ABD,求直线AH与平面BCD所成角的正弦值的取值范围。

正确答案

解:(1)传统法或建立空间直角坐标系法得点A到平面BCD的距离为

(2)法一:用传统法求得≤tan∠AMO≤1 ,

∴得≤sin∠AMO≤

法二:建立空间直角坐标系法。

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简答题

如图,在直三棱柱中,的中点,且,  

(1)当时,求证:;  

(2)当为何值时,直线与平面所成的角的正弦值为,并求此时二面角的余弦值。

正确答案

解:(1 )设,如图建系,则,,

                     

(2)设的法向量

设直线与平面所成角为

,  

,

设面的法向量

    

设面的法向量

    的大小为    

二面角的余弦值为  

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百度题库 > 高考 > 数学 > 用向量方法解决线线、线面、面面的夹角问题

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