- 平面与平面垂直的判定与性质
- 共129题
如图,设椭圆的中心为原点O,长轴在x轴上,上顶点为A,左、右焦点分别为F1,F2,线段OF1,OF2的中点分别为B1,B2,且△AB1B2是面积为4的直角三角形。
(1)求该椭圆的离心率和标准方程;
(2)过B1作直线交椭圆于P,Q两点,使PB2⊥QB2,求△PB2Q的面积。
正确答案
(1) ;(2)
解析
(1)
如图,设所求椭圆的标准方程为(a>b>0),右焦点为F2(c,0)。
因△AB1B2是直角三角形,又|AB1|=|AB2|,故∠B1AB2为直角,因此|OA|=|OB2|,得,结合c2=a2-b2得4b2=a2-b2,故a2=5b2,c2=4b2,所以离心率.
在Rt△AB1B2中,OA⊥B1B2,故=·|B1B2|·|OA|=|OB2|·|OA|=·b=b2.
由题设条件得b2=4,从而a2=5b2=20,
因此所求椭圆的标准方程为.
(2)由(1)知B1(-2,0),B2(2,0),由题意,直线PQ的倾斜角不为0,故可设直线PQ的方程为x=my-2.代入椭圆方程得
(m2+5)y2-4my-16=0.(*)
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则y1,y2是上面方程的两根,因此,.
又=(x1-2,y1),=(x2-2,y2),
所以·=(x1-2)(x2-2)+y1y2
=(my1-4)(my2-4)+y1y2
=(m2+1)y1y2-4m(y1+y2)+16
=
=.
由PB2⊥QB2,知·=0,即16m2-64=0,
解得m=±2.
当m=2时,方程(*)化为9y2-8y-16=0,
故,,,
△PB2Q的面积S=|B1B2|·|y1-y2|=.
当m=-2时,同理可得(或由对称性可得)△PB2Q的面积.
综上所述,△PB2Q的面积为.
知识点
如图,在直三棱柱中,,分别是棱上的点(点 不同于点),且为的中点。
求证:(1)平面平面;
(2)直线平面。
正确答案
见解析
解析
(1)∵是直三棱柱,∴平面。
又∵平面,∴。
又∵平面,∴平面。
又∵平面,∴平面平面。
(2)∵,为的中点,∴。
又∵平面,且平面,∴。
又∵平面,,∴平面。
由(1)知,平面,∴∥。
又∵平面平面,∴直线平面
知识点
如图,在四棱锥A—BCDE中,平面平面;,,,。
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面ABC所成的角的正切值。
正确答案
见解析
解析
证明:(1)连接,在直角梯形中,由,,得
由,得,即
又平面平面,从而平面
(2)在直角梯形中,由,得,
又平面平面,所以平面
做,与延长线交于,连接,则平面,所以是直线与平面所成的角
在中,由,得;
在中,由,得;
在中,由,得;
所以,直线与平面所成的角的正切值是
知识点
如图,在四棱锥P-ABCD中,AB∥CD,AB⊥AD,CD=2AB,平面PAD⊥平面ABCD,PA⊥AD.E和F分别是CD和PC的中点。
求证:
(1)PA⊥底面ABCD;
(2)BE∥平面PAD;
(3)平面BEF⊥平面PCD.
正确答案
见解析
解析
(1)因为平面PAD⊥底面ABCD,且PA垂直于这两个平面的交线AD,
所以PA⊥底面ABCD.
(2)因为AB∥CD,CD=2AB,E为CD的中点,
所以AB∥DE,且AB=DE.
所以ABED为平行四边形。
所以BE∥AD.
又因为BE平面PAD,AD平面PAD,
所以BE∥平面PAD.
(3)因为AB⊥AD,而且ABED为平行四边形,
所以BE⊥CD,AD⊥CD.
由(1)知PA⊥底面ABCD,所以PA⊥CD.
所以CD⊥平面PAD.所以CD⊥PD.
因为E和F分别是CD和PC的中点,
所以PD∥EF.所以CD⊥EF.
所以CD⊥平面BEF.
所以平面BEF⊥平面PCD.
知识点
设a,b是两个非零向量,( )
正确答案
解析
由|a+b|=|a|-|b|两边平方可得,|a|2+2a·b+|b|2=|a|2-2|a||b|+|b|2,即a·b=-|a||b|,所以cos〈a,b〉=-1,即a与b反向,根据向量共线定理,知存在实数λ,使得b=λa
知识点
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