- 直线、平面平行的判定及其性质
- 共5998题
如图,l1、l2是互相垂直的异面直线,MN是它们的公垂线段.点A、B在l1上,C在l2上,AM=MB=MN.
(Ⅰ)证明AC⊥NB;
(Ⅱ)若∠ACB=60°,求NB与平面ABC所成角的余弦值.
正确答案
解:(Ⅰ)由已知l2⊥MN,l2⊥l1,MN∩l1=M,可得l2⊥平面ABN.
由已知MN⊥l1,AM=MB=MN,
可知AN=NB且AN⊥NB.
又AN为AC在平面ABN内的射影.
∴AC⊥NB
(Ⅱ)∵AM=MB=MN,MN是它们的公垂线段,
由中垂线的性质可得AN=BN,
∴Rt△CAN≌Rt△CNB,
∴AC=BC,又已知∠ACB=60°,
因此△ABC为正三角形.
∵Rt△ANB≌Rt△CNB,
∴NC=NA=NB,因此N在平面ABC内的射影H是正三角形ABC的中心,
连接BH,∠NBH为NB与平面ABC所成的角.
在Rt△NHB中,cos∠NBH==
=
.
解析
解:(Ⅰ)由已知l2⊥MN,l2⊥l1,MN∩l1=M,可得l2⊥平面ABN.
由已知MN⊥l1,AM=MB=MN,
可知AN=NB且AN⊥NB.
又AN为AC在平面ABN内的射影.
∴AC⊥NB
(Ⅱ)∵AM=MB=MN,MN是它们的公垂线段,
由中垂线的性质可得AN=BN,
∴Rt△CAN≌Rt△CNB,
∴AC=BC,又已知∠ACB=60°,
因此△ABC为正三角形.
∵Rt△ANB≌Rt△CNB,
∴NC=NA=NB,因此N在平面ABC内的射影H是正三角形ABC的中心,
连接BH,∠NBH为NB与平面ABC所成的角.
在Rt△NHB中,cos∠NBH==
=
.
(2015秋•南宁月考)如图,已知矩形ABCD所在平面外一点P,PA⊥平面ABCD,E,F分别是AB,PC的中点,AB=
AD=1.
(1)求证:EF∥平面PAD
(2)若∠PDA=,求直线AC与平面PCD所成角的正弦值.
正确答案
(1)证明:取PD中点M,连结AM,FM,
∵MF∥CD,MF=CD,AE∥CD,AE=
CD,
∴MF∥AE,MF=AE,
∴四边形AEFM为平行四边形
所以AM∥EF,AM⊂平面PAD,
∴EF∥平面PAD
(2)解:连结AM,CM,由条件知AM⊥PD,CD⊥平面PAD,
∴CD⊥AM,PD∩CD=D
所以AM⊥平面PCD,
∴∠ACM就是直线AC与平面PCD所成的角
经计算得AM=,
∴sin∠ACM=.
解析
(1)证明:取PD中点M,连结AM,FM,
∵MF∥CD,MF=CD,AE∥CD,AE=
CD,
∴MF∥AE,MF=AE,
∴四边形AEFM为平行四边形
所以AM∥EF,AM⊂平面PAD,
∴EF∥平面PAD
(2)解:连结AM,CM,由条件知AM⊥PD,CD⊥平面PAD,
∴CD⊥AM,PD∩CD=D
所以AM⊥平面PCD,
∴∠ACM就是直线AC与平面PCD所成的角
经计算得AM=,
∴sin∠ACM=.
在正三棱柱ABC-A1B1C1中,已知AB=1,点D在棱BB1上,且BD=1,则AD与平面AA1CC1所成角的正切值为( )
正确答案
解析
解:如图所示,过B作BF⊥AC,过B1作B1E⊥A1C1,连接EF,过D作DG⊥EF,连接AG,
在正三棱柱中,有B1E⊥AA1C1C,BF⊥面AA1C1C,
故DG⊥面AA1C1C,
∴∠DAG=α,可求得DG=BF=,
AG=,
故tanα=
故选D.
正方体ABCD-A1B1C1D1中,O为侧面BCC1B1的中心,则AO与平面ABCD所成的角的正弦值为( )
正确答案
解析
解:取BC中点E,连接OE,AE,则OE⊥平面ABCD,
∴∠OAE为AO与平面ABCD所成的角,
设正方体的棱长为2,则OE=1,AE=,OA=
,
∴AO与平面ABCD所成的角的正弦值为=
.
故选:D.
如图长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=AA1=1,BC=
,M是AD的中点,N是B1C1中点.
(1)求证:NA1∥CM;
(2)求证:平面A1MCN⊥平面A1BD1;
(3)求直线A1B和平面A1MCN所成角.
正确答案
证明:(1)以D为原点,建立空间直角坐标系D-xyz,则B(
,1,0),A(
,0,1),D1(0,0,1),C(0,1,0),M(
,0,0),N(
,1,1),
∴=(
,-1,0),
=(
,-1,0),
∴=
,
∴NA1∥CM;
(2)∵=(
,1,-1),
=(0,1,1),
=(
,-1,0),
∴•
=0+1-1=0,
•
=0,
∴D1B⊥MN,D1B⊥CM,
又MN∩CM=M,
∴D1B⊥平面A1MCN,又D1B⊂平面A1BD1,
∴平面A1MCN⊥平面A1BD1.
(3)由(2)得B到平面A1MCN的距离为d==1,A1B=
,
∴直线A1B和平面A1MCN所成角的正弦值为=
,
∴直线A1B和平面A1MCN所成角为.
解析
证明:(1)以D为原点,建立空间直角坐标系D-xyz,则B(
,1,0),A(
,0,1),D1(0,0,1),C(0,1,0),M(
,0,0),N(
,1,1),
∴=(
,-1,0),
=(
,-1,0),
∴=
,
∴NA1∥CM;
(2)∵=(
,1,-1),
=(0,1,1),
=(
,-1,0),
∴•
=0+1-1=0,
•
=0,
∴D1B⊥MN,D1B⊥CM,
又MN∩CM=M,
∴D1B⊥平面A1MCN,又D1B⊂平面A1BD1,
∴平面A1MCN⊥平面A1BD1.
(3)由(2)得B到平面A1MCN的距离为d==1,A1B=
,
∴直线A1B和平面A1MCN所成角的正弦值为=
,
∴直线A1B和平面A1MCN所成角为.
如图,矩形ABCD中,AB=2,BC=4,将△ABD沿对角线BD折起到A‘BD,使点A'在平面BCD内的射影点O恰好落在BC边上,则异面直线A′B与CD所成角的大小为______;A'D与平面A'BC所成的角的大小为______.
正确答案
90°
30°
解析
解:由于A‘O⊥平面ABCD
∴A'O⊥DC
又∵BC⊥DC,BC∩A'O=O
∴DC⊥平面A'BC
DC⊥A'B
即异面直线A′B与CD所成角的大小为90°
(2)由(1)中DC⊥平面A'BC
即∠DA′C即为A'D与平面A'BC所成的角
在△DA′C中,
∵DC=2,A′D=4,A′C=2
∴∠DA′C=30°
故答案为:90°,30°
如图,长方体ABCD-A1B1C1D1中,AA1=1,D1C与面ABCD所成的角为30°,D1A与BC所成的角为45°,则D1B与面BCC1B1所成角的正弦值为______.
正确答案
解析
解:∵长方体ABCD-A1B1C1D1中,AA1=1,D1C与面ABCD所成的角为30°,D1A与BC所成的角为45°,
∴DC=,AD=1
∴BD1=,D1C1=
,
∵直线BD1与平面BCC1B1所成角为∠D1BC1,
∴直线BD1与平面BCC1B1所成角的正弦值sin∠D1BC1==
=
.
故答案为:.
如图,已知六棱锥P-ABCDEF的底面是正六边形,PA⊥平面ABC,PA=2AB则下列结论正确的是( )
正确答案
解析
解:∵AD与PB在平面的射影AB不垂直,
所以A不成立,又,平面PAB⊥平面PAE,
所以平面PAB⊥平面PBC也不成立;BC∥AD∥平面PAD,
∴直线BC∥平面PAE也不成立.
在Rt△PAD中,PA=AD=2AB,∴∠PDA=45°,
故选D.
如图,直线l是平面α的斜线,AB⊥α,B为垂足,如果θ=45°,∠AOC=60°,则∠BOC=( )
正确答案
解析
解:作AC⊥OC,垂直为C
∵AB⊥α,根据三垂线定理可得,OC⊥BC
在Rt△OAB,cos∠AOB==
,
Rt△AOC中,
Rt△OCB中,
∴cos∠AOB•cos∠BOC==cos∠AOC
∴
∴∠BOC=45°
故选A.
在空间中,若射线OA、OB、OC两两所成角都为,且OA=2,OB=1,则直线AB与平面OBC所成角的正弦值为______.
正确答案
解析
解:由∠AOB=60°、OA=2OB=2得AB⊥OB,AB=
不妨取OC=2,由∠COB=60°,得CB⊥OB,BC=
∵CB∩AB=B
∴OB⊥平面ABC
∵OB⊂平面OBC
∴平面OBC⊥平面ABC
过A作AD⊥BC
∴AD⊥平面OBC
∴∠ABC即为AB与面OBC所成的角
∵OA=OC=2,∠AOC=60°,∴AC=2
在△ABC中,AB=BC=,AC=2
由余弦定理,cos∠ABC=
∴sin∠ABC=
故答案为:
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