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题型:简答题
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简答题

如图,矩形ABCD和矩形BCEF所在平面互相垂直,G为边BF上一点,∠CGE=90°,,GE=2.

(1)求证:直线AG∥平面DCE;

(2)当AB=时,求直线AE与面ABF所成的角.

正确答案

解:(1)证明:∵矩形ABCD和矩形BCEF

∴AB∥DC,BF∥CE

∴平面ABF∥平面DCE

∵AG⊂平面ABF

∴直线AG∥平面DCE;

(2)∵EF⊥AF,EF⊥AB

∴EF⊥平面ABF

∴∠EAF为直线AE与面ABF所成的角.

设BG=x,则x2+3+4=(x+1)2

∴x=3,∴BF=4,∴

解析

解:(1)证明:∵矩形ABCD和矩形BCEF

∴AB∥DC,BF∥CE

∴平面ABF∥平面DCE

∵AG⊂平面ABF

∴直线AG∥平面DCE;

(2)∵EF⊥AF,EF⊥AB

∴EF⊥平面ABF

∴∠EAF为直线AE与面ABF所成的角.

设BG=x,则x2+3+4=(x+1)2

∴x=3,∴BF=4,∴

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简答题

如图1,在等腰△ABC中,∠A=90°,BC=6,D,E分别是AC,AB上的点,,O为BC的中点.将△ADE沿DE折起,得到如图2所示的四棱锥A′-BCDE,其中

(1)证明:A′O⊥平面BCDE;      

(2)求A′D与平面A′BC所成角的正弦值.

正确答案

解:(1)在图1中,易得

连结OD,OE,在△OCD中,

由余弦定理可得

由翻折不变性可知

∴A‘O2+OD2=A'D2

∴A'O⊥OD.

同理可证A'O⊥OE,

又OD∩OE=O,

∴A'O⊥平面BCDE.

(2)过D作DH⊥BC交OC的延长线于H,连结A'H,

∵A'O⊥平面BCDE,A'O⊂面A'BC,

∴面A'BC⊥面BCDE,

∴DH⊥面A'BC,

∴∠DA'H即为A'D与平面A'BC所成角.

又DH=1,

A'D与平面A'BC所成角的正弦值为

解析

解:(1)在图1中,易得

连结OD,OE,在△OCD中,

由余弦定理可得

由翻折不变性可知

∴A‘O2+OD2=A'D2

∴A'O⊥OD.

同理可证A'O⊥OE,

又OD∩OE=O,

∴A'O⊥平面BCDE.

(2)过D作DH⊥BC交OC的延长线于H,连结A'H,

∵A'O⊥平面BCDE,A'O⊂面A'BC,

∴面A'BC⊥面BCDE,

∴DH⊥面A'BC,

∴∠DA'H即为A'D与平面A'BC所成角.

又DH=1,

A'D与平面A'BC所成角的正弦值为

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简答题

如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,已知∠ABC=90°,AB=a,BC=b,BB1=c,M、N分别是B1C1和AC的中点,求直线MN与底面ABC的夹角的正弦值(或余弦值).

正确答案

解:由题意分别以BA,BC,BB1所在直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,

则平面ABC的一个法向量为=(0,0,c),M(0,,c),N(,0),所以

cos<>=

所以直线MN与底面ABC的夹角的正弦值为

解析

解:由题意分别以BA,BC,BB1所在直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,

则平面ABC的一个法向量为=(0,0,c),M(0,,c),N(,0),所以

cos<>=

所以直线MN与底面ABC的夹角的正弦值为

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简答题

如图,三棱柱ABC-A1B1C1,侧棱与底面垂直,P,Q分别是棱BB1,CC1上的点,AB⊥A1Q,

(1)求证:AC⊥A1P;

(2)若M是△A1PQ的重心,AM⊥面A1PQ,求平面A1PQ与面BCC1B1所成角(锐角)的余弦值.

正确答案

解:(1)由已知AA1⊥AB,又AB⊥A1Q,∵AB⊥面AA1C1C,∴AB⊥AC,

又∵AC⊥AA1,∴AC⊥面AA1B1B,∴AC⊥A1P

(2)以AB为x轴,AC为y轴,AA1为z轴,建立空间直角坐标系A-xyz,

设BP=z1,CQ=z2,则,A(0,0,0)

又M是△A1PQ的重心,可得M

(舍)

∴面A1PQ的法向量为

又面BB1C1C的一个法向量是

∴面A1PQ与面BCC1B1夹角θ的余弦值

解析

解:(1)由已知AA1⊥AB,又AB⊥A1Q,∵AB⊥面AA1C1C,∴AB⊥AC,

又∵AC⊥AA1,∴AC⊥面AA1B1B,∴AC⊥A1P

(2)以AB为x轴,AC为y轴,AA1为z轴,建立空间直角坐标系A-xyz,

设BP=z1,CQ=z2,则,A(0,0,0)

又M是△A1PQ的重心,可得M

(舍)

∴面A1PQ的法向量为

又面BB1C1C的一个法向量是

∴面A1PQ与面BCC1B1夹角θ的余弦值

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简答题

在Rt△AOB中,,斜边AB=4.Rt△AOB以直线AO为轴旋转得到Rt△AOC,且二面角B-AO-C是直二面角.动点D在斜边AB上.

(1)求证:平面COD⊥平面AOB;

(2)当时,求异面直线AO与CD所成角的正切值;

(3)求CD与平面AOB所成最大角的正切值.

正确答案

(1)证明:由题意,CO⊥AO,BO⊥AO,

∴∠BOC是直二面角B-AO-C的平面角,…(2分)

∴CO⊥BO,

又∵AO∩BO=O,∴CO⊥平面AOB,

又CO⊂平面COD,

∴平面COD⊥平面AOB.                …(4分)

(2)解:作DE⊥OB,垂足为E,连结CE,则DE∥AO,

∴∠CDE是异面直线AO与CD所成的角.     …(6分)

在 Rt△COB中,易得CO=BO=2,

∴在Rt△CDE中,

∴异面直线AO与CD所成角的正切值为.                 …(9分)

(3)解:由(1)知,CO⊥平面AOB,∴∠CDO是CD与平面AOB所成的角,且

当OD最小时,∠CDO最大,…(11分)

这时,OD⊥AB,垂足为D,

∴CD与平面AOB所成最大角的正切值为.…(14分)

解析

(1)证明:由题意,CO⊥AO,BO⊥AO,

∴∠BOC是直二面角B-AO-C的平面角,…(2分)

∴CO⊥BO,

又∵AO∩BO=O,∴CO⊥平面AOB,

又CO⊂平面COD,

∴平面COD⊥平面AOB.                …(4分)

(2)解:作DE⊥OB,垂足为E,连结CE,则DE∥AO,

∴∠CDE是异面直线AO与CD所成的角.     …(6分)

在 Rt△COB中,易得CO=BO=2,

∴在Rt△CDE中,

∴异面直线AO与CD所成角的正切值为.                 …(9分)

(3)解:由(1)知,CO⊥平面AOB,∴∠CDO是CD与平面AOB所成的角,且

当OD最小时,∠CDO最大,…(11分)

这时,OD⊥AB,垂足为D,

∴CD与平面AOB所成最大角的正切值为.…(14分)

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