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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,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点,

(1)证明PA∥平面EDB;

(2)求EB与底面ABCD所成的角的正切值。

正确答案

(1)证明:连结AC、AC交BD于O,连结EO,

∵底面ABCD是正方形,

∴点O是AC的中点,

在△PAC中,EO是中位线,

∴PA∥EO,

平面EDB且平面EDB,

所以,PA∥平面EDB。

(2)解:作EF⊥DC交CD于F,连结BF,

设正方形ABCD的边长为a,

∵PD⊥底面ABCD,

∴PD⊥DC,

∴EF∥PD,F为DC的中点,

∴EF⊥底面ABCD,BF为BE在底面ABCD内的射影,

故∠EBF为直线EB与底面ABCD所成的角,

在Rt△BCF中,

∴在Rt△EFB中,

所以EB与底面ABCD所成的角的正切值为

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题型:简答题
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简答题

在多面体ABCDEF中,点O是矩形ABCD的对角线的交点,三角形CDE是等边三角形,棱EF∥BC且EF=BC。

(Ⅰ)证明:FO∥平面CDE;

(Ⅱ)设BC=2,CD=2,OE=,求EC与平面ABCD所成角的正弦值。

正确答案

(Ⅰ)证明:取CD的中点M,连结OM,

在矩形ABCD中,

,则

连结EM,于是四边形EFOM为平行四边形,

∴FO∥EM,

平面CDE,且EM平面CDE,

∴FO∥平面CDE。

(Ⅱ)连结FM,由(Ⅰ)和已知条件,在等边△CDE中,CM=DM,

EM⊥CD,且

因此,平行四边形EFOM为菱形,

过E作EG⊥OM于G,

∵CD⊥EM,CD⊥OM,

∴CD⊥平面EOM,∴CD⊥EG,

因此,EG⊥平面ABCD,所以,∠EGC为EC与底面ABCD所成角,

在△EOM中,,则△EOM为正三角形,

∴点E到平面ABCD的距离为

所以,

即EC与平面CDF所成角的正弦值为

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简答题

如图,四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,A1D⊥平面ABCD,底面ABCD是边长为1的正方形,侧棱AA1=2,

(1)求证:C1D∥平面ABB1A1

(2)求直线BD1与平面A1C1D所成角的正弦值。

正确答案

(1)证明:四棱柱中,

所以平面

ABCD是正方形,所以CD∥AB,

所以CD∥平面

所以,平面平面

所以,平面

(2)解:ABCD是正方形,AD⊥CD,

因为平面ABCD,所以,

如图,以D为原点建立空间直角坐标系D-xyz,

中,由已知可得

所以,

因为平面ABCD,

所以平面

所以平面

所以平面的一个法向量为

n所成的角为β,

所以直线与平面所成角的正弦值为

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简答题

如图,在平行四边形ABCD中,AB=2BC,∠ABC=120°,E为线段AB的中点,将△ADE沿直线DE翻折成△A′DE,使平面A′DE⊥平面BCD,F为线段A′C的中点.

(Ⅰ)求证:BF∥平面A′DE;

(Ⅱ)设M为线段DE的中点,求直线FM与平面A′DE所成角的余弦值.

正确答案

(Ⅰ)证明:取A'D的中点G,连结GF,GE,

由条件易知

所以FC∥BE,FG=BE,

故四边形BEGF为平行四边形,

所以BF∥EG,

因为EG平面A′DE,BF平面A′DE,

所以BF∥平面A′DE。

(Ⅱ)在平行四边形ABCD中,设BC=a,

则AB=CD=2a,AD=AE=EB=a,连结CE,

因为∠ABC=120°,

在△BCE中,可得CE=a,

在△ADE中,可得DE=a,

在△CDE中,因为CD2=CE2+DE2,所以CE⊥DE,

在正三角形A′DE中,M为DE中点,所以A′M⊥DE,

由平面A′DE⊥平面BCD,可知A′M⊥平面BCD,A′M⊥CE,

取A′E的中点N,连结NM,NF,

所以NF⊥DE,NF⊥A′M,

因为DE交A′M于M,所以NF⊥平面A′DE,

则∠FMN为直线FM与平面A′DE所成角,

在Rt△FMN中,

所以直线FM与平面A′DE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,将正方形ABCD沿对角线BD折成直二面角,连接A′C得到三棱锥A′-BCD,A′F垂直BD于F,E为BC的中点,

(Ⅰ)求证:EF∥平面A′CD;

(Ⅱ)求直线A′E与平面BCD所成角的余弦值;

(Ⅲ)二面角B-A′C-D的余弦值.

正确答案

(Ⅰ)根据题意,有平面A′BD⊥平面BCD,A′F⊥BD于F,A′D= A′B,

∴F为BD的中点,

又E为BC的中点,

∴EF∥CD,

∴EF∥平面A′CD。

(Ⅱ)∵平面A′BD⊥平面BCD,A′F⊥BD,

∴A′F⊥平面BCD,

∴∠A′EF为直线A′E与平面BCD所成的角,

设正方形ABCD边长为a,则

∴直线A′E与平面BCD所成角的余弦值为

(Ⅲ)连结FC,有,∴

∴A′B=BC=A′C=A′D=CD=a,

取A′C的中点为M,则BM⊥A′C,DM⊥A′C,

∴∠BMD为二面角B-A′C-D的平面角,

∵△A′BC和△A′DC都为正三角形,

∴二面角B-A′C-D的余弦值为

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