- 用向量方法解决线线、线面、面面的夹角问题
- 共2973题
如图所示,四棱锥P﹣ABCD的底面为直角梯形,∠ADC=∠DCB=90°,AD=1,BC=3,PC=CD=2,PC⊥底面ABCD,E为AB的中点.
(1)求证:平面PDE⊥平面PAC;
(2)求直线PC与平面PDE所成角的正弦值;
(3)求点B到平面PDE的距离.
正确答案
解:(1)设AC与DE交点为G,延长DE交CB的延长线于点F,则△DAE≌△FBE,
∴BF=AD=1,
∴CF=4,
∴ ,
又∵,
∴∠F=∠ACD,
又∵∠ACD+∠ACF=90°,
∴∠F+∠ACF=90°,
∴∠CGF=90°,
∴AC⊥DE
又∵PC⊥底面ABCD,
∴PC⊥DE,
∴DE⊥平面PAC,
∵DE平面PDE,
∴平面PDE⊥平面PAC
(2)连接PG,过点C作CH⊥PG于H点,
又由(1)知平面PDE⊥平面PAC,且PG是交线,
根据面面垂直的性质,得CH⊥平面PDE,
∴∠CPG即为直线PC与平面PDE所成角
在Rt△DCA中,CG==
在Rt△PCG中,tan∠CPG==
∴sinα=,即直线PC与平面PDE所成角的正弦值为
(3)由于 ,
所以可知点B到平面PDE的距离等于点C到平面PDE的距离的,即
.
在Rt△PCG中,,
从而点B到平面PDE的距离等于 .
如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,侧面SBC⊥底面ABCD,已知∠ABC=45°,AB=2,BC=2,SA=SB=
。
(1)证明:SA⊥BC;
(2)求直线SD与平面SAB所成角的大小。
正确答案
解:(1)作,垂足为
,连结
,
由侧面底面ABCD,
得底面ABCD
因为,
所以,
又,
故为等腰直角三角形,
,
由三垂线定理,得;
(2)由(1)知,依题设
,
故,
由,
,
,
得,
的面积
连结,得
的面积
设D到平面的距离为h,
由于,
得,
解得
设SD与平面所成角为α,则
所以,直线SD与平面所成的角为
。
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
证明:(1)S梯形ABCD=(AD+BC)·AB=
(
+1)×1=
V S-ABCD=×
×1=
(2)∵SA⊥面ABCD ∴SA⊥BC
又AB⊥BC ∴BC⊥平面SAB
∴平面SAB⊥平面SBC
(3)连接AC
∵SA⊥面ABCD
∴∠SCA为SC与底面ABCD所成的角
在Rt△ABC中,AC==
Rt△SAC中,tan∠SCA==
=
如图,三棱锥P-ABC中,PB⊥底面ABC于B,∠BCA=90°,PB=BC=CA=4,点E,点F分别是PC,AP的中点.
(1)求证:侧面PAC⊥侧面PBC;
(2)求异面直线AE与BF所成的角;
(3)求二面角A-BE-F的平面角.
正确答案
(1)∵PB⊥平面ABC,
∴平面PBC⊥平面ABC,
又∵AC⊥BC,∴AC⊥平面PBC
∴侧面PAC⊥侧面PBC.(4分)
(2)以BP所在直线为z轴,CB所在直线y轴,建立空间直角坐标系,
由条件可得:
(3)平面EFB的法向量=(0,1,1)
平面ABE的法向量为=(1,1,1)
cos<,
>=
,
∴二面角A-BE-F的平面角为arccos.(4分)
在三棱锥中,
,
,
平面
平面
,
为
的中点.
(1)证明:;
(2)求所成角的大小.
正确答案
解:(1)取,
平面
,又
以为坐标原点,
为
轴,
为
轴,
为
轴建立空间直角坐标系,
则,
所以,
故,即
(2)由(1)知,
,
得则得平面
则,
所以
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