- 平面与平面垂直的判定与性质
- 共129题
如图1,在梯形中,
∥
,
,
将四边形沿
折起,使平面
垂直平面
,如图2,连结
.设
是
上的动点.
(1)若为
中点,求证:
∥平面
;
(2)若,求三棱锥
的体积.
正确答案
见解析。
解析
(1)取中点
,连接
, --------------------1分
∵ 分别是
的中点,
∥
且
--------------------2分
又∥
且
∥
且
四边形
为平行四边形. --------------------4分
∥
,又
平面
平面
∥平面
-----------6分
(2). -----------------8分
平面
平面
且交于
平面
是
点到平面
的距离,
又 ------------10分
. -----------------12分
知识点
把三阶行列式中第1行第3列元素的代数余子式记为
,则关于
的不等式
的解集为 .
正确答案
解析
略
知识点
如图5,在边长为3的等边三角形ABC中,E,F,P分别为AB,AC,BC边上的点,且满足AE=FC=CP=1,将沿EF折起到
的位置,如图6,使平面
平面FEBP,连结
,
,
(1)求证:PF; (2)若Q为
中点,求证:PQ//
正确答案
见解析。
解析
知识点
如图6,已知四棱锥P-ABCD中,
,PA⊥平面ABCD。
(1)求PC与平面PAB所成角的正切值;
(2)求证:平面PAC⊥平面PCD.
正确答案
见解析。
解析
(1)解法一:∵PA⊥平面ABCD,BC 平面ABCD ∴BC ⊥PA
又∵BC⊥AB,PA∩AB=A ∴BC⊥平面PAB
又∵BC平面PBC,∴平面PBC⊥平面PAB
在平面PAB内过点A作AE⊥PB于E,则AE⊥平面PBC,
∴AE的长为点A到与平面PAC的距离
在Rt△PAB
解法二:∵PA⊥平面ABCD,AD 平面ABCD ∴AD⊥PA
又∵DA⊥AB,PA∩AB=A ∴AD⊥平面PAB
∵BC⊥AB ∴BC∥AD ∴BC⊥平面PAB ∴BC⊥PB
在Rt△PAB
设点A到平面PBC的距离为h,则由,得
(2)证法一:
过点C作CE∥AB交AD于点E,
∵DA⊥AB ∴DA⊥EC,且AE =BC =1
∵AD =2,∴E为AD的中点,∴EC为AD的垂直平分线,
∴CD=AC,∵△ABC为等腰直角三角形,∴∠BAC=450
∴∠DAC =∠ADC=450,∴∠DCA=900,即DC⊥AC,
又∵PA⊥平面ABCD,CD平面ABCD ∴CD⊥PA
且PA∩AC=A,
∴CD⊥平面PAC,∵CD面PDC。
∴平面PAC⊥平面PCD
证法二:∵PA⊥平面ABCD,CD平面ABCD ∴CD⊥PA,
又
,即AC⊥DC,
又∵PA⊥平面ABCD,CD平面ABCD ∴CD⊥PA,且PA∩AC=A
∴CD⊥平面PAC,∵CD面PDC,
∴平面PAC⊥平面PCD.
知识点
如图,圆O与离心率为的椭圆T:
(a>b>0)相切于点M(0,1)。
(1)求椭圆T与圆O的方程;
(2)过点M引两条互相垂直的两直线l1、l2与两曲线分别交于点A、C与点B、D(均不重合)。
①若P为椭圆上任一点,记点P到两直线的距离分别为d1、d2,求的最大值;
②若,求l1与l2的方程。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意知:,b=1。
又a2=b2+c2,所以a2=c2+1,
联立,解得a=2,c=
所以椭圆C的方程为,圆O的方程x2+y2=1;
(2)①设P(x0,y0)因为l1⊥l2,则,
因为,所以
=
,
因为﹣1≤y0≤1,所以当时,
取得最大值为
,此时点
。
②设l1的方程为y=kx+1,
由,得:(k2+1)x2+2kx=0,由xA≠0,所以
,
代入y=kx+1得:。
所以。
由,得(4k2+1)x2+8kx=0,由xC≠0,所以
,
代入y=kx+1得:。
所以。
把A,C中的k置换成可得
,
所以,
,
由,
得
=,
整理得:,即3k4﹣4k2﹣4=0,解得
。
所以l1的方程为,l2的方程为
或l1的方程为,l2的方程为
。
知识点
如图1,在直角梯形中,
,
,
.将
沿
折起,使平面
平面
,得到几何体
,如图2所示.
(1) 求证:平面
(2) 求几何体
的体积。
正确答案
见解析。
解析
解:(1)在图1中,可得,从而
,故
取中点
连结
,则
,又面
面
,
面面
,
面
,从而
平面
,
∴
又,
,
∴平面
另解:在图1中,可得,从而
,故
∵面ACD面
,面ACD
面
,
面
,从而
平面
(2) 由(1)可知为三棱锥
的高.
,
所以
由等积性可知几何体的体积为
知识点
如图,在四棱锥中,平面
平面
,且
,
,四边形
满足
,
,
。
为侧棱
的中点,
为侧棱
上的任意一点。
(1)若为
的中点,求证:
平面
;
(2)求证:平面平面
;
(3)是否存在点,使得直线
与平面
垂直?若存在,
写出证明过程并求出线段的长;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)因为分别为侧棱
的中点,
所以 。
因为,所以
。
而平面
,
平面
,
所以平面
, ………………………………………4分
(2)因为平面平面
,
平面平面
,且
,
平面
.
所以平面
,又
平面
,所以
。
又因为,
,所以
平面
,
而平面
,
所以平面平面
,……………………………………………………8分
(3)存在点,使得直线
与平面
垂直。
在棱上显然存在点
,使得
.
由已知,,
,
,
。
由平面几何知识可得 。
由(2)知,平面
,所以
,
因为,所以
平面
。
而平面
,所以
。
又因为,所以
平面
.
在中,
,
可求得,。
可见直线与平面
能够垂直,此时线段
的长为
,……………14分
知识点
已知复数,则
。
正确答案
2
解析
略
知识点
如图,在四棱锥中,底面
是
正方形,其他四个侧面都是等边三角形,
与
的交点为
,
为侧棱
上一点。
(1)当为侧棱
的中
点时,求证:
∥平面
;
(2)求证:平面平面
。
正确答案
见解析
解析
(1)连接,由条件可得
∥
.
因为平面
,
平面
,
所以∥平面
.-----------------------7分
(2)证明:由已知可得,,
是
中点,
所以,
又因为四边形是正方形,所以
.
因为,所以
.
又因为,所以平面
平面
.-----------14分
知识点
如图,已知四棱锥的底面ABCD为正方形,
平面ABCD,E、F分别是BC,PC的中点,
,
。
(1)求三棱锥的体积;
(2)求异面直线与
所成角的大小。
正确答案
(1)(2)
解析
解析:(1),
,
(2),
即为异面直线
与
所成角,
,
,
,即异同直线
与
所成角的大小为
。
知识点
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