- 立体几何与空间向量
- 共3353题
记不等式组表示的平面区域为M.
(1)画出平面区域M,并求平面区域M的面积;
(2)若点为平面区域M中任意一点,求直线
的图象经过一、二、四象限的概率。
正确答案
见解析。
解析
(1)如图,△ABC的内部及其各条边就表示平面区域M,
其中、
、
,(3分)
∴平面区域M的面积为(5分)
(2)要使直线的图象经过一、二、四象限,则
,(6分)
又点的区域为M,故使直线
的图象经过一、二、四象限的点
的区域为第二象限的阴影部分 (8分)
故所求的概率为 (10分)
知识点
如图,在四棱锥中,侧棱
底面
,底面
为矩形,
,
为
的上一点,且
,
为PC的中点。
(1)求证:平面AEC;
(2)求二面角的余弦值。
正确答案
见解析。
解析
建立如图所示空间直角坐标系,设
,则
,
,
,
(2分)
(1)设平面AEC的一个法向量为,∵
,
∴由
得,令
,得
(4分)
又 ∴
,(5分)
,
平面AEC∴
平面AEC (7分)
(2)由(1)知平面AEC的一个法向量为,
又为平面ACD的法向量,(8分)
而,(11分)
故二面角的余弦值为
(12分)
知识点
已知角的终边与单位圆
交于
,则
等于( )
正确答案
解析
知识点
正方形与梯形
所在平面互相垂直,
,
,点
在线段
上且不与
重合。
(1)当点M是EC中点时,求证:BM//平面ADEF;
(2)当平面BDM与平面ABF所成锐二面角的余弦值为时,求三棱锥
的体积。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)以分别为
轴建立空间直角坐标系
则
的一个法向量
,
。即
--------------------4分
(2)依题意设,设面
的法向量
则,
令,则
,面
的法向量
,解得
---------------------10分
为EC的中点,
,
到面
的距离
------------------------------------------12分
知识点
如图,四棱锥中,
⊥底面
,底面
为梯形,
,
,且
,点
是棱
上的动点。
(1)当∥平面
时,确定点
在棱
上的位置;
(2)在(1)的条件下,求二面角的余弦值。
正确答案
(1)PE=2EB(2)
解析
(1)在梯形中,由
,
,得
,
∴,又
,故
为等腰直角三角形.
∴.
连接,交
于点
,则
∥平面
,又平面
,∴
.
在中,
,
即时,
∥平面
.………………6分
(2)方法一:在等腰直角中,取
中点
,连结
,则
,∵平面
⊥平面
,且平面
平面
=
,∴
平面
。
在平面内,过
作
直线
于
,连结
,由
、
,得
平面
,故
,∴
就是二面角
的平面角。
在中,设
,则
,
,
,
,
由,
可知:
∽
,∴
,
代入解得:。
在中,
,∴
,
。
∴二面角的余弦值为
.………………12分
方法二:以为原点,
所在直线分别为
轴、
轴,如图建立空间直角坐标系。
设,则
,
,
,
,
。
设为平面
的一个法向量,则
,
,∴
,解得
,∴
。
设为平面
的一个法向量,则
,
,
又,
,∴
,解得
∴。
∴二面角的余弦值为
.………………12分
知识点
已知直角三角形ABC,其三边分为a,b,c,(a>b>c)。分别以三角形的a边,b边,c边所在直线为轴,其余各边旋转一周形成的曲面围成三个几何体,其表面积和体积分别为S1,S2,S3和V1,V2,V3.则它们的关系为 ( )
正确答案
解析
则选B
知识点
已知圆C:,点
,Q是圆上一动点,AQ的垂直平分线交CQ于点M,设点M的轨迹为E。
(1)求E的方程;
(2)设P为直线x = 4上不同于点(4,0)的任意一点,D,F分别为曲线E与x轴的左,右两交点,若直线DP与曲线E相交于异于D的点N,证明ΔNPF为钝角三角形。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意得
∴轨迹E是以A,C为焦点,长轴长为4的椭圆………………2分
既轨迹E的方程为…………………………4分
(2)由(1)知D(-2,0),F(2,0),设P(4,t)(t0),N(xN,yN)
则直线DP的方程为………………………6分
由得
∵直线DP与椭圆相交于异于D的点N
∴
由得
………………8分
∴
∴…………………10分
又N,F,P三点不共线,∴为钝角∴
为钝角三角形…………12分
知识点
在中,内角
所对边长分别为
,
,
。
(1)求的最大值;
(2)求函数的值域。
正确答案
见解析
解析
解析:(1) ,
即
………2分
又 所以
,即
的最大值为16 ………4分
当且仅当b=c=4,时取得最大值…………………………5分
(2)结合(1)得,, 所以
,
又0<<
所
以0<
………………………………7分
………………8分
因0<,所以
<
,
………9分
当 即
时,
……………10分
当 即
时,
……………11分
所以,函数的值域为[0,1] ………………12分
知识点
已知的三个内角
所对的边分别为
,若△
的面积
,则
的值是 。
正确答案
4
解析
得
得
。
知识点
若一个四棱锥的三视图如图所示,其中正视图与侧视图都是边长为2的等边三角形,则该四棱锥的四条侧棱长之和等于_____________
正确答案
解析
由三视图可知该四棱锥的四个侧面是底边长为2,高为2的全等的等腰三角形,所以每条侧棱长都等于,所以四条侧棱长之和为
,
知识点
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为直角梯形,AD//BC,∠ADC=90°,平面PAD⊥底面ABCD,Q为AD的中点,M是棱PC上的点,PA=PD=2,BC=AD=1,CD=
。
(1)求证:平面PQB⊥平面PAD;
(2)若二面角M-BQ-C为30°,设PM=tMC,试确定t的值
正确答案
见解析
解析
(1)由题意:
经化简变形得:
变形得:
所以是以1为首项,
为公比的等比数列。
可求得:
(2) 由(1)可求得
得
,
得
,
即 ,
所以:n=7或n=8时最大,
知识点
如图,直角梯形ABCD中,AD⊥AB, AB//DC , AB=4,AD=DC=2,设点N是DC边的中点,点是梯形
内或边界上的一个动点,则
的最大值是
正确答案
解析
经计算可知:
再根据向量数量积的定义可知M在C点时数量积最大
知识点
若某几何体的三视图 (单位:cm).如图所示,则此几何体的表面积是 cm。
正确答案
解析
知识点
已知△ABC的角A,B,C的对边依次为a,b,c,若满足
,
(1)求∠C大小;
(2)若c=2,且△ABC为锐角三角形,求a2+b2取值范围。
正确答案
见解析
解析
(1)
(2)
知识点
如图,在四棱锥中,
底面
,
,
,
,
,
是
的中点。
(1)证明:;
(2)证明:平面
;
(3)求二面角的正切值。
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:在四棱锥中,因
底面
,
平面
,故
。
,
平面
。
而平面
,
……………(4分)
(2)证明:由,
,可得
。
是
的中点,
。
由(1)知,,且
,所以
平面
。
而平面
,
。
底面
在底面
内的射影是
,
,
。
又,综上得
平面
………………(8分)
(3)解法一:过点作
,垂足为
,连结
,则(2)知,
平面
,
在平面
内的射影是
,则
。
因此是二面角
的平面角。
由已知,得,设
,
可得。
在中,
,
,
则。
在中,
。
所以二面角的正切值为
…………………(12分)
解法二:由题设底面
,
平面
,则平面
平面
,交线为
。
过点作
,垂足为
,故
平面
,过点
作
,垂足为
,连结
,故
,因此
是二面角
的平面角。
由已知,可得,设
,
可得。
,
。
于是,。
在中,
。
所以二面角的正切值是
。
知识点
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