- 直线、平面平行的判定及其性质
- 共5998题
正四棱锥的侧棱长与底面边长都是1,则侧棱与底面所成的角为______.
正确答案
45°
解析
解:如图,四棱锥P-ABCD中,过P作PO⊥平面ABCD于O,连接AO,
则AO是AP在底面ABCD上的射影.∴∠PAO即为所求线面角,
∵AO=,PA=1,
∴cos∠PAO==
.∴∠PAO=45°,即所求线面角为45°.
故答案为45°.
如图,四边形ABCD为矩形,BC上平面ABE,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.
(1)求证:AE⊥BE;
(2)设点M为线段AB的中点,点N为线段CE的中点.求证:MN∥平面DAE.
(3)若AB=10,AE=6,BC=6,求CE与平面ABCD所成角的正弦值.
正确答案
证明:(1)由题意得:
∴AE⊥BE
(2)设BE中点为P,连接MP,NP,
NP∥BC⇒NP∥AD,MP∥AE,
NP,MP相交,AD,AE相交,
所以平面MNP∥平面ADE
所以MN∥平面ADE
解:(3)过E作G垂直AB,连接GC
易得EG⊥平面ABCD
则∠EGC为EC与平面ABCD所成的角
∵AB=10,AE=6,BC=6,
∴
解析
证明:(1)由题意得:
∴AE⊥BE
(2)设BE中点为P,连接MP,NP,
NP∥BC⇒NP∥AD,MP∥AE,
NP,MP相交,AD,AE相交,
所以平面MNP∥平面ADE
所以MN∥平面ADE
解:(3)过E作G垂直AB,连接GC
易得EG⊥平面ABCD
则∠EGC为EC与平面ABCD所成的角
∵AB=10,AE=6,BC=6,
∴
[理]如图所示,四棱锥P-ABCD中,AB⊥AD,AD⊥DC,PA⊥底面ABCD,PA=AD=DC=
AB=1,M为PC的中点,N点在AB上且AN=
NB.
(1)证明:MN∥平面PAD;
(2)求直线MN与平面PCB所成的角.
正确答案
解:(1)证明:过M作ME∥CD交PD于E,连接AE.
∵AN=NB,
∴AN=AB=
DC=EM.
又EM∥DC∥AB,∴EM∥AN,且EM=AN
∴AEMN为平行四边形,
∴MN∥AE,又AE⊂平面PAD,MN⊄平面PAD,
∴MN∥平面PAD.
(2)过N点作NQ∥AP交BP于点Q,NF⊥CB交CB于点F,
连接QF,过N点作NH⊥QF交QF于H,连接MH.
易知QN⊥平面ABCD,∴QN⊥BC,而NF⊥BC,
∴BC⊥平面QNF,
∴BC⊥NH,而NH⊥QF,∴NH⊥平面PBC,
∴∠NMH为直线MN与平面PCB所成的角.
通过计算可得MN=AE=,QN=
,NF=
,
∴NH==
=
,
∴sin∠NMH==
,∴∠NMH=60°.
∴直线MN与平面PCB所成的角为60°.
解析
解:(1)证明:过M作ME∥CD交PD于E,连接AE.
∵AN=NB,
∴AN=AB=
DC=EM.
又EM∥DC∥AB,∴EM∥AN,且EM=AN
∴AEMN为平行四边形,
∴MN∥AE,又AE⊂平面PAD,MN⊄平面PAD,
∴MN∥平面PAD.
(2)过N点作NQ∥AP交BP于点Q,NF⊥CB交CB于点F,
连接QF,过N点作NH⊥QF交QF于H,连接MH.
易知QN⊥平面ABCD,∴QN⊥BC,而NF⊥BC,
∴BC⊥平面QNF,
∴BC⊥NH,而NH⊥QF,∴NH⊥平面PBC,
∴∠NMH为直线MN与平面PCB所成的角.
通过计算可得MN=AE=,QN=
,NF=
,
∴NH==
=
,
∴sin∠NMH==
,∴∠NMH=60°.
∴直线MN与平面PCB所成的角为60°.
如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,AB=5,AA1=4,点D是AB的中点,E为CB1与BC1的交点.
(1)求证:DE∥平面ACC1A1;
(2)求直线BC1与平面DB1C所成角的正弦值.
正确答案
(1)证明:∵E为CB1与BC1的交点,∴E为BC1的中点,
又点D是AB的中点,即DE为三角形ABC1的中位线,
∴DE∥AC1,
又DE⊄平面ACC1A1,
∴DE∥平面AC C1 A1,
(2)解:直三棱柱ABC-A1B1C1,底面三边长AC=3,BC=4,AB=5,
∵AC2+BC2=AB2,
∴AC⊥BC,而由条件知,AC⊥C1C,且BC⊥C1C=C,
以CA.CB.CC1分别为x,y,z轴建立如图所示空间直角坐标系,
∵AC=3,BC=4,AA1=4,
∴,
.
设平面DB1C的法向量=(x0,y0,z0),
则由,
令x0=4,则y0=-3,z0=3,
∴=(4,-3,3),
又直线BC1与平面DB1C所成角θ的正弦值即直线BC1与平面DB1C的法向量夹角的余弦值,
∴,
∴直线BC1与平面DB1C所成角的正弦值为.
解析
(1)证明:∵E为CB1与BC1的交点,∴E为BC1的中点,
又点D是AB的中点,即DE为三角形ABC1的中位线,
∴DE∥AC1,
又DE⊄平面ACC1A1,
∴DE∥平面AC C1 A1,
(2)解:直三棱柱ABC-A1B1C1,底面三边长AC=3,BC=4,AB=5,
∵AC2+BC2=AB2,
∴AC⊥BC,而由条件知,AC⊥C1C,且BC⊥C1C=C,
以CA.CB.CC1分别为x,y,z轴建立如图所示空间直角坐标系,
∵AC=3,BC=4,AA1=4,
∴,
.
设平面DB1C的法向量=(x0,y0,z0),
则由,
令x0=4,则y0=-3,z0=3,
∴=(4,-3,3),
又直线BC1与平面DB1C所成角θ的正弦值即直线BC1与平面DB1C的法向量夹角的余弦值,
∴,
∴直线BC1与平面DB1C所成角的正弦值为.
已知正三棱锥中,侧面和底面所成的角为,则侧棱和底面所成角的余弦值为______.
正确答案
解析
解:设正三棱锥为P-ABC,
作正棱锥P-ABC的高PO,作PE垂直于AB,连接OE,则∠PEO为45°,
∴PO=OE,O为底面的中心,
∴CO=AO=BO=2OE,
∴AO=2PO,
∴PA=PO
∴该正三棱锥的侧棱与底面所成角的余弦值为:.
故答案为:.
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,AD⊥PD,BC=1,PC=2
,PD=CD=2.
(1)求异面直线PA与BC所成角的正切值;
(2)证明:平面PDC⊥平面ABCD;
(3)求直线PB与平面ABCD所成角的正弦值.
正确答案
(1)解:如图,在四棱锥P-ABCD中,
因为底面ABCD是矩形,所以AD=BC,且AD∥BC,
又因为AD⊥PD,
故∠PAD为异面直线PA与BC所成角,
在Rt△PDA中,=2,
所以异面直线PA与BC所成角的正切值为2.
(2)证明:由于底面ABCD是矩形,故AD⊥DC,
由于AD⊥PD,CD∩PD=D,
因此AD⊥平面PDC,而AD⊂平面ABCD,所以平面PDC⊥平面ABCD.
(3)解:在平面PDC中,过点P作PE⊥CD于E,连接EB.
由于平面PDC⊥平面ABCD,
而直线CD是平面PDC与平面ABCD的交线,
故PE⊥平面ABCD.
由此得∠PBE为直线PB与平面ABCD所成角,
在△PDC中,
由于PD=CD=2,PC=2,可得∠PCD=30°,
在Rt△PEC中,PE=PCsin30°=.
由AD∥BC,AD⊥平面PDC,得BC⊥平面PDC,
因此BC⊥PC.
在Rt△PCB中,PB==
.
在Rt△PEB中,sin∠PBE==
.
所以直线PB与平面ABCD所成角的正弦值为.
解析
(1)解:如图,在四棱锥P-ABCD中,
因为底面ABCD是矩形,所以AD=BC,且AD∥BC,
又因为AD⊥PD,
故∠PAD为异面直线PA与BC所成角,
在Rt△PDA中,=2,
所以异面直线PA与BC所成角的正切值为2.
(2)证明:由于底面ABCD是矩形,故AD⊥DC,
由于AD⊥PD,CD∩PD=D,
因此AD⊥平面PDC,而AD⊂平面ABCD,所以平面PDC⊥平面ABCD.
(3)解:在平面PDC中,过点P作PE⊥CD于E,连接EB.
由于平面PDC⊥平面ABCD,
而直线CD是平面PDC与平面ABCD的交线,
故PE⊥平面ABCD.
由此得∠PBE为直线PB与平面ABCD所成角,
在△PDC中,
由于PD=CD=2,PC=2,可得∠PCD=30°,
在Rt△PEC中,PE=PCsin30°=.
由AD∥BC,AD⊥平面PDC,得BC⊥平面PDC,
因此BC⊥PC.
在Rt△PCB中,PB==
.
在Rt△PEB中,sin∠PBE==
.
所以直线PB与平面ABCD所成角的正弦值为.
如图,平面ABCD⊥平面ABEF,ABCD是正方形.ABEF是矩形,G是线段EF的中点,且B点在平面ACG内的射影在CG上.
(1)求证:AG上平面BCG;
(2)求直线BE与平面ACG所成角的正弦值.
正确答案
(1)证明:设B点在平面AGC内的射影为H,则H在CG上,
由BH⊥平面AGC,知BH⊥AG,
∵ABCD为正方形,∴BC⊥AB,又平面ABCD⊥平面ABEF,
∴BC⊥平面ABEF,又AG⊂平面ABEF,
∴BC⊥AG,又BH、BC⊂平面BCG,
∴AG⊥平面BCG;
(2)解:延长AG、BE交于K,连HK,
因为BH⊥面ACG,所以∠KHB即为直线BE与平面ACG所成角.
由(1)知,⊥平面,故AG⊥BG,
∵AF=BE=AB,BG=
AB,
∴BH==
=
AB.
∴sin∠KHB==
.
∴直线BE与平面ACG所成角为arcsin.
解析
(1)证明:设B点在平面AGC内的射影为H,则H在CG上,
由BH⊥平面AGC,知BH⊥AG,
∵ABCD为正方形,∴BC⊥AB,又平面ABCD⊥平面ABEF,
∴BC⊥平面ABEF,又AG⊂平面ABEF,
∴BC⊥AG,又BH、BC⊂平面BCG,
∴AG⊥平面BCG;
(2)解:延长AG、BE交于K,连HK,
因为BH⊥面ACG,所以∠KHB即为直线BE与平面ACG所成角.
由(1)知,⊥平面,故AG⊥BG,
∵AF=BE=AB,BG=
AB,
∴BH==
=
AB.
∴sin∠KHB==
.
∴直线BE与平面ACG所成角为arcsin.
平面α的斜线l与它在这个平面上射影l′的方向向量分别为=(1,0,1),
=(0,1,1),则斜线l与平面α所成的角为( )
正确答案
解析
解:l与α所成的角为a与b所成的角(或其补角),
∵cos<>=
=
,且<
>
∴<a,b>=60°.
故答案为:60°.
设P是△ABC所在平面α外一点,H是P在α内的射影,且PA,PB,PC与α所成的角相等,则H是△ABC的( )
正确答案
解析
解:∵PA,PB,PC与α所成的角相等,H是P在α内的射影,
∴HA=HB=HC
∴H为三角形的外心.
故选:B.
等腰直角三角形ABC的斜边AB在平面α内,若AC与α所成角为30°,则斜边上的中线CM与α所成的角为______.
正确答案
45°
解析
解:设AC=a,因为三角形ABC等腰直角三角形,所以AB=,
因为CM是斜边上的中线,
所以CM=.
过点C作CO⊥α,交α于点O,连接OA,OM,所以OC⊥OA,OC⊥OM,
所以AC与α所成角为∠CAO并且等于30°,MC与α所成角为∠CMO.
因为在△ACO中,AC=a,∠CAO=30°,OC⊥OA,
所以OC=.
又因为在△COM中有OC⊥OM,CM=,
所以sin∠CMO=,
所以∠CMO=45°.
故答案为:45°.
扫码查看完整答案与解析