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题型:简答题
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简答题

已知斜三棱柱ABC-A1B1C1的底面为正三角形,侧面A1ACC1为菱形,∠A1AC=60°,且平面A1ACC1⊥平面ABC,M是C1C的中点.

(1)求证:A1C⊥BM;

(2)求二面角B-A1A-C的正切值.

正确答案

(1)证明:取AC中点P,则BP⊥AC

∵平面A1ACC1⊥平面ABC,平面A1ACC1∩平面ABC=AC,

∴BP⊥平面A1ACC1

∵A1C⊂平面A1ACC1,∴A1C⊥BP

∵A1C⊥AC1,AC1∥PM

∴A1C⊥PM

∵BP∩PM=P

∴A1C⊥面BPM

∵BM⊂面BPM

∴A1C⊥BM;

(2)解:作PQ⊥A1A于Q,连接BQ

∵BP⊥平面A1ACC1,∴A1A⊥BP

∵BP∩PQ=P,∴A1A⊥面BPQ

∵BQ⊂面BPQ,∴A1A⊥BQ

∴∠BQP为二面角B-A1A-C的平面角

斜三棱柱ABC-A1B1C1的底面为正三角形,侧面A1ACC1为菱形,∠A1AC=60°,设AC=2,则BP=,PQ=

∴tan∠BQP==2.

解析

(1)证明:取AC中点P,则BP⊥AC

∵平面A1ACC1⊥平面ABC,平面A1ACC1∩平面ABC=AC,

∴BP⊥平面A1ACC1

∵A1C⊂平面A1ACC1,∴A1C⊥BP

∵A1C⊥AC1,AC1∥PM

∴A1C⊥PM

∵BP∩PM=P

∴A1C⊥面BPM

∵BM⊂面BPM

∴A1C⊥BM;

(2)解:作PQ⊥A1A于Q,连接BQ

∵BP⊥平面A1ACC1,∴A1A⊥BP

∵BP∩PQ=P,∴A1A⊥面BPQ

∵BQ⊂面BPQ,∴A1A⊥BQ

∴∠BQP为二面角B-A1A-C的平面角

斜三棱柱ABC-A1B1C1的底面为正三角形,侧面A1ACC1为菱形,∠A1AC=60°,设AC=2,则BP=,PQ=

∴tan∠BQP==2.

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题型:简答题
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简答题

如图:在直三棱柱ABC-DEF中,AB=2,,AB⊥AC,

(1)证明:AB⊥DC,

(2)求二面角A-DC-B的余弦值.

正确答案

解:(1)在直三棱柱ABC-DEF中,则AD⊥AB,

又∵AB⊥AC,AD∩AC=A.

∴AB⊥平面ACFD,

∴AB⊥CD.

(2)由(1)可得:四边形ACFD为正方形,

连接对角线AF、CD相较于点M,则AM⊥CD.

又∵AB⊥平面ACFD,根据三垂线定理可得CD⊥BM.

∴∠AMB是二面角A-DC-B的平面角.

∵AM=,∴==..

∴在Rt△ABM中,==

故二面角A-DC-B的余弦值为

解析

解:(1)在直三棱柱ABC-DEF中,则AD⊥AB,

又∵AB⊥AC,AD∩AC=A.

∴AB⊥平面ACFD,

∴AB⊥CD.

(2)由(1)可得:四边形ACFD为正方形,

连接对角线AF、CD相较于点M,则AM⊥CD.

又∵AB⊥平面ACFD,根据三垂线定理可得CD⊥BM.

∴∠AMB是二面角A-DC-B的平面角.

∵AM=,∴==..

∴在Rt△ABM中,==

故二面角A-DC-B的余弦值为

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题型:简答题
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简答题

如图,在底面是矩形的四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,PA=AB=2,BC=4.E是PD的中点,

(1)求二面角E-AC-D的余弦值;

(2)求CD与平面ACE所成角的正弦值;

(3)求VD-ACE

正确答案

解:(1)连接AC、EC,取AD中点O,连接EO,则EO∥PA,

∵PA⊥平面ABCD,

∴EO⊥平面ABCD.

过O作OF⊥AC交AC于F,连接EF,

则∠EFO就是二面角E-AC-D所成平面角.

由PA=2,则EO=1.

在Rt△ADC中,AD×CD=AC×h解得h=

因为O是AD的中点,所以OF=

而EO=1,由勾股定理可得EO=

则cos

(2)延长AE,过D作DG垂直AE于G,连接CG,

又∵CD⊥AE,∴AE⊥平面CDG,

过D作DH垂直CG于H,则AE⊥DH,

∴DH⊥平面AGC,即DH⊥平面AEC,

∴CD在平面ACE内的射影是CH,∠DCH是直线与平面所成的角.

∵DG=AD•sin∠DAG=AD•sin∠OAE=AD.=,CD=2

∴CG=

∴sin∠DCG=

(3)VD-ACE==

解析

解:(1)连接AC、EC,取AD中点O,连接EO,则EO∥PA,

∵PA⊥平面ABCD,

∴EO⊥平面ABCD.

过O作OF⊥AC交AC于F,连接EF,

则∠EFO就是二面角E-AC-D所成平面角.

由PA=2,则EO=1.

在Rt△ADC中,AD×CD=AC×h解得h=

因为O是AD的中点,所以OF=

而EO=1,由勾股定理可得EO=

则cos

(2)延长AE,过D作DG垂直AE于G,连接CG,

又∵CD⊥AE,∴AE⊥平面CDG,

过D作DH垂直CG于H,则AE⊥DH,

∴DH⊥平面AGC,即DH⊥平面AEC,

∴CD在平面ACE内的射影是CH,∠DCH是直线与平面所成的角.

∵DG=AD•sin∠DAG=AD•sin∠OAE=AD.=,CD=2

∴CG=

∴sin∠DCG=

(3)VD-ACE==

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题型:简答题
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简答题

在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为DD1的中点.

(1)求二面角B1-AC-E的大小;

(2)求点B到平面AEC的距离.

正确答案

解:(1)取AC的中点O,连接EO,B1O,B1E,则EO⊥AC,B1O⊥AC,

∴∠B1OE是二面角B1-AC-E的平面角,

∵EO=,B1O=,B1E=

∴cos∠B1OE==0,

∴∠B1OE=90°,即二面角B1-AC-E的平面角是90°;

(2)设点B到平面AEC的距离为h,则

∵S△AEC==,S△ABC=

∴由等体积可得,•S△ABC•ED=S△AEC•h,即

∴h=

解析

解:(1)取AC的中点O,连接EO,B1O,B1E,则EO⊥AC,B1O⊥AC,

∴∠B1OE是二面角B1-AC-E的平面角,

∵EO=,B1O=,B1E=

∴cos∠B1OE==0,

∴∠B1OE=90°,即二面角B1-AC-E的平面角是90°;

(2)设点B到平面AEC的距离为h,则

∵S△AEC==,S△ABC=

∴由等体积可得,•S△ABC•ED=S△AEC•h,即

∴h=

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题型: 单选题
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单选题

把正三角形ABC沿高AD折成二面角B-AD-C后,BC=AB,则二面角B-AD-C为(  )

A30°

B45°

C60°

D90°

正确答案

C

解析

解:∵AD⊥BC,∴沿AD折成二面角B-AD-C后,AD⊥BD,AD⊥CD

故∠BDC即为二面角B-AD-C的平面角

又∵BD=CD=BC=AB,

∴∠BDC=60°

故选C.

百度题库 > 高考 > 数学 > 二面角的平面角及求法

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