• 直线、平面平行的判定及其性质
  • 共5998题
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题型:填空题
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填空题

如果正四棱锥的对角线和侧面所形成的角为30°,底面边长为a,则它的体积是______

正确答案

解析

解:作图如右图,

取AB的中点E,连结OE、SE,

作OF⊥SE于点F,连结BF,

∵SO⊥AB,OE⊥AB,

∴AB⊥平面SOE,

又∵OF⊂平面SOE,

∴AB⊥OF,

又∵OF⊥SE,

∴OF⊥平面SAB,

则∠FBO=30°,

∴OF=OB=a=a,

在Rt△FOE中,又∵OE=

故∠SEO=45°,

故SO=OE=

故其体积为V=×a2×=

故答案为:

1
题型:简答题
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简答题

如图,在多面体ABCDEF中,底面ABCD是边长为2的菱形,∠BAD=60°,四边形BDEF是矩形,平面BDEF⊥平面ABCD,BF=3,G和H分别是CE和CF的中点.

(Ⅰ)求证:平面BDGH∥平面AEF;

(Ⅱ)求CF与平面BDEF所成角的正弦值.

正确答案

(Ⅰ)证明:在△CEF中,因为G,H分别是CE,CF的中点,

所以GH∥EF,

又因为GH⊄平面AEF,EF⊂平面AEF,

所以GH∥平面AEF.

设AC∩BD=0,连接OH,

在△ACF中,因为OA=OC,CH=HF,

所以OH∥AF,

又因为OH⊄平面AEF,AF⊂平面AEF,

所以OH∥平面AEF.

又因为OH∩GH=H,OH,GH⊂平面BDGH,

所以平面BDGH∥平面AEF;

(Ⅱ)解:连接OF,则

因为底面ABCD是边长为2的菱形,∠BAD=60°,

所以AC⊥BD,OC=,BD=1,

因为四边形BDEF是矩形,BF=3,

所以OF=

所以CF=

因为AC⊥BD,AC⊥FB,FB∩BD=B,

所以OC⊥平面BDEF

所以CF与平面BDEF所成角的正弦值为=

解析

(Ⅰ)证明:在△CEF中,因为G,H分别是CE,CF的中点,

所以GH∥EF,

又因为GH⊄平面AEF,EF⊂平面AEF,

所以GH∥平面AEF.

设AC∩BD=0,连接OH,

在△ACF中,因为OA=OC,CH=HF,

所以OH∥AF,

又因为OH⊄平面AEF,AF⊂平面AEF,

所以OH∥平面AEF.

又因为OH∩GH=H,OH,GH⊂平面BDGH,

所以平面BDGH∥平面AEF;

(Ⅱ)解:连接OF,则

因为底面ABCD是边长为2的菱形,∠BAD=60°,

所以AC⊥BD,OC=,BD=1,

因为四边形BDEF是矩形,BF=3,

所以OF=

所以CF=

因为AC⊥BD,AC⊥FB,FB∩BD=B,

所以OC⊥平面BDEF

所以CF与平面BDEF所成角的正弦值为=

1
题型: 单选题
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单选题

正方体ABCD-A1B1C1D1中,过两条棱的平面中,与直线AD1成30°角的平面的个数是(  )

A8

B6

C4

D2

正确答案

C

解析

解:如图,

正方体ABCD-A1B1C1D1中,由正方体的性质知,AD1与上下底面成45°角;

AD1与前后面成45°角;AD1在左侧面内,AD1和右侧面平行;

AD1与过A1B1和DC的平面垂直,AD1在过AB与D1C1的平面内;

设AB1∩A1B=E,则AE⊥平面A1BCD1,连结D1E,则∠AD1E为AD1与平面A1BCD1所成的角,

在Rt△AED1中,由AD1=2AE,得∠AD1E=30°;

同理求得,AD1与平面DBB1D1所成的角AD1F=30°;

AD1与平面ACC1A1所成的角D1AH=30°;

AD1与平面AB1C1D所成的角D1AG=30°.

∴正方体ABCD-A1B1C1D1中,过两条棱的平面中,与直线AD1成30°角的平面是:

平面A1BCD1、平面DBB1D1、平面ACC1A1、平面AB1C1D共4个.

故选:C.

1
题型:填空题
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填空题

在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,若点P为△BCD的重心,则D1P与平面ADD1A1所成角的大小为______

正确答案

arctan

解析

解:过P作PE⊥AD交AD于E点,

因为平面ABCD⊥平面ADD1A1,所以直线PE⊥平面ADD1A1,所以∠ED1P为D1P与平面ADD1A1所成角;

因为P为三角形BCD的重心,则P分B到CD中点的连线为2:1

因为PE⊥AD,CD⊥AD,所以PE∥CD,所以E点分AD长度为2:1,即AE=2ED

延长EP交BC于F,记BD于PE的交点为G

因为EF∥CD,且BP为中线,所以有FP=PG=CD.

设立方体棱长为3,则有ED=1,PE=2,∴D1E=

在△ED1P中,tan∠ED1P===

∴D1P与平面ADD1A1所成角的大小为arctan

故答案为:arctan

1
题型:填空题
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填空题

正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=4,AA1=2,D为A1B1的中点,则AD与平面ACC1A1所成角等于 ______

正确答案

解析

解:在平面A1B1C1内过点D作DF⊥A1C1于F,连接AF,

∵三棱柱是正三棱柱知DF⊥平面AA1C1C,

∴∠DAF即为AD与平面ACC1A1所成的角,

AB=4,AA1=2,D为A1B1的中点,

在Rt△AFD中可求得AD=2,DF=,所以∠DAF=

故答案为:

1
题型:填空题
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填空题

在正方体ABCD-A1B1C1D1中,直线AC1与平面ABCD所成的角为θ,则sinθ=______

正确答案

解析

解:设正方体的棱长为1,则AC1=

∵C1C⊥平面ABCD

∴∠C1AC为直线AC1与平面ABCD所成的角,即θ

∴sinθ===

故答案为:

1
题型:简答题
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简答题

如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是菱形,∠BAD=60°,AB=2,PA=1,PA⊥平面ABCD,点E是PC的中点,F是AB的中点.

(1)求证:BE∥平面PDF;

(2)求直线BE与平面PAD所成角的正弦值.

正确答案

证明:(1)取PD的中点为M,连接ME,MF,

∵E是PC的中点,

∴ME是△PCD的中位线.

∴ME∥CD,ME=CD.

又∵F是AB的中点,且由于ABCD是菱形,

∴AB∥CD,AB=CD,

∴ME∥FB,且ME=FB.

∴四边形MEBF是平行四边形,

∴BE∥MF.

∵BE⊄平面PDF,MF⊂平面PDF,

∴BE∥平面PDF.

解:(2)由(1)得BE∥MF,

∴直线BE与平面PAD所成角就是直线MF与平面PAD所成角.

过F做FH⊥AD,垂足为H,连MH

∵PA⊥平面ABCD

∴面PAD⊥平面ABCD

又∵面PAD∩平面ABCD=AD,FH⊥AD

∴FH⊥面PAD

∴∠FMH是直线MF与平面PAD所成的线面角

又底面ABCD是菱形,∠BAD=60°,AB=2,F是AB的中点

∴DF=,FH=

又∵PH=,PD=

∴PH⊥DF

∴MF=,sin∠FMH==

∴直线BE与平面PAD所成的线面角的正弦值为

解析

证明:(1)取PD的中点为M,连接ME,MF,

∵E是PC的中点,

∴ME是△PCD的中位线.

∴ME∥CD,ME=CD.

又∵F是AB的中点,且由于ABCD是菱形,

∴AB∥CD,AB=CD,

∴ME∥FB,且ME=FB.

∴四边形MEBF是平行四边形,

∴BE∥MF.

∵BE⊄平面PDF,MF⊂平面PDF,

∴BE∥平面PDF.

解:(2)由(1)得BE∥MF,

∴直线BE与平面PAD所成角就是直线MF与平面PAD所成角.

过F做FH⊥AD,垂足为H,连MH

∵PA⊥平面ABCD

∴面PAD⊥平面ABCD

又∵面PAD∩平面ABCD=AD,FH⊥AD

∴FH⊥面PAD

∴∠FMH是直线MF与平面PAD所成的线面角

又底面ABCD是菱形,∠BAD=60°,AB=2,F是AB的中点

∴DF=,FH=

又∵PH=,PD=

∴PH⊥DF

∴MF=,sin∠FMH==

∴直线BE与平面PAD所成的线面角的正弦值为

1
题型:填空题
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填空题

在正方体ABCD-A1B1C1D1中,直线AD1与平面ABCD所成的角的大小为______

正确答案

45°

解析

解:∵正方体ABCD-A1B1C1D1中,

∴D1D⊥平面ABCD,

∴直线AD是直线AD1在平面ABCD内的射影,

∴∠D1AD=α,就是直线AD1平面ABCD所成角,

在直角三角形AD1AD中,

AD1=D1D,

∴∠AD1AD=45°

故答案为:45°

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题型:简答题
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简答题

如图,在三棱锥P-ABC中,AB=AC=4,D、E、F分别为PA、PC、BC的中点,BE=3,平面PBC⊥平面ABC,BE⊥DF.

(Ⅰ)求证:BE⊥平面PAF;

(Ⅱ)求直线AB与平面PAF所成的角.

正确答案

(Ⅰ)证明:连结AF,

∵AB=AC,F为BC的中点,

∴AF⊥BC,…(1分)

又平面PBC⊥平面ABC,且平面PBC∩平面ABC=BC,

∴AF⊥平面PBC.…(2分)

又∵BE⊂平面PBC,

∴AF⊥BE.…(5分)

又∵BE⊥DF,DF∩AF=F,

∴BE⊥平面PAF.…(5分)

(Ⅱ)解:设BE∩PF=H,连AH,由(Ⅰ)可知AH为AB在平面PAF上的射影,

∴∠HAB为直线AB与平面PAF所成的角.…(  7分)

∵E、F分别为PC、BC的中点,

∴H为△PBC的重心,又BE=3,

∴BH=…(  9 分)

在Rt△ABH中,…(  10 分)

∴AB与平面PAF所成的角为30°.…(12分)

解析

(Ⅰ)证明:连结AF,

∵AB=AC,F为BC的中点,

∴AF⊥BC,…(1分)

又平面PBC⊥平面ABC,且平面PBC∩平面ABC=BC,

∴AF⊥平面PBC.…(2分)

又∵BE⊂平面PBC,

∴AF⊥BE.…(5分)

又∵BE⊥DF,DF∩AF=F,

∴BE⊥平面PAF.…(5分)

(Ⅱ)解:设BE∩PF=H,连AH,由(Ⅰ)可知AH为AB在平面PAF上的射影,

∴∠HAB为直线AB与平面PAF所成的角.…(  7分)

∵E、F分别为PC、BC的中点,

∴H为△PBC的重心,又BE=3,

∴BH=…(  9 分)

在Rt△ABH中,…(  10 分)

∴AB与平面PAF所成的角为30°.…(12分)

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题型:填空题
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填空题

四棱锥P-ABCD的底面ABCD是正方形,且顶点P在底面ABCD的射影为底面的中心,若|AB|=a,棱锥体积为,则侧棱AP与底面ABCD所成的角是______

正确答案

解析

解:设P到底面的距离为h,则

∵|AB|=a,棱锥体积为

=

∴h=a,

设侧棱AP与底面ABCD所成的角为α,则tanα==

∴α=

故答案为:

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