- 直线、平面平行的判定及其性质
- 共5998题
如图,多面体ABCDS中,面ABCD为矩形,
,
(1)求证:CD;
(2)求二面角A—SB—D的余弦值.
正确答案
(1)见解析
(2)
解:(1)是矩形,
又
--------5分
(2)设面SBD的一个法向量为
--------9分
又
∴设面DAB的一个法向量为
所以所求的二面角的余弦为
(本小题满分12分)在直三棱柱
ABC—A1B1C1中,CA=CB=CC1=2,
,E、F分别是BA、BC的中点,G是AA1上一点,且
(Ⅰ)确定点G的位置;
(Ⅱ)求直线AC1与平面EFG所成角θ的大小.
正确答案
(Ⅰ)G即是AA1的中点
(Ⅱ)AC1与平面EFG所成角
(Ⅰ)以C为原点,分别以CB、CA、CC1
为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,
则F(1,0,0),E(1,1,0),A(0,2,0),
C1(0,0,2),…………2分
设G(0,2,h),则
…………4分
即是AA1的中点 …………6分
(Ⅱ)设是平面EFG的法向量,
则。
所以平面EFG的一个法向量
…………8分
…………10分
即AC1与平面EFG所成角
…………12分
在三棱锥中,三条棱
、
、
两两互相垂直,且
=
=
,
是
边的中点,则
与平面
所成的角的大小是 ( 用反三角函数表示);
正确答案
在三棱锥中,三条棱
两两互相垂直,且
是
边的中点,设
,则
,
,O点在底面的射影为底面△ABC的中心,
=
,又
,
与平面
所成角的正切是
,所以二面角大小是
.
(15分)在三棱锥P-ABC中,.
(1)求证:平面平面
;
(2)求BC与平面PAB所成角的正弦值;
(3)在棱BC上是否存在点Q使得AQ与PC成的角?若存在,求BQ的长;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)见解析(2)(3)见解析
(1)证明:由题意得:,又
,所以
平面
,所以平面
平面
5分
(2)解:法一、由(1)得平面
,所以
,又
,所以
平面
,所以PB是直线BC在平面PAB内的射影,所以
就是直线BC与平面PAB所成的角,易得
10分
法二、建立空间直角坐标系,利用空间向量求解.
(3)法一、设,则
,
,
又,所以
,所以
即
15分
【考点定位】本题考查空间面面垂直、直线与直线所成的角及异面直线所成的角,考查空间向量的运算,意在考查学生的空间想象能力、逻辑推理能力及运算能力.
正三角形的边长为2,将它沿高
翻折,使点
与点
间的距离为1,此时二面角
大小为 .
正确答案
600
试题分析:如下图所示,依题意知,是正三角形
的高,所以
、
,故
为二面角
的平面角.又
,正三角形
的边长为2,则易知
.即
为正三角形,所以
.即二面角
大小为
.
四棱锥P—ABCD中,PA⊥面ABCD,PA=AB=BC=2,E为PA中点,过E作平行于底面的面EFGH分别与另外三条侧棱交于F,G,H,已知底面ABCD为直角梯形,AD//BC,AB⊥AD,∠BCD=135°
(1)求异面直线AF,BG所成的角的大小;
(2)设面APB与面CPD所成的锐二面角的大小为θ,求cosθ.
正确答案
(1)(2)
由题意可知,AP、AD、AB两两垂直,
可建立空间直角坐标系A—xyz,由平面几
何知识知:AD=4,D(0,4,0),B(2,0,0),
C(2,2,0),P(0,0,2),E(0,0,1),
F(1,0,1),G(1,1,1)…………2分
(1)
…………4分
(2)可证明AD⊥平面APB,∴平面APB的法向量为
设平面CPD的法向量为
…………10分
…………12分
已知正方体中,
的中点,则异面直线
与
所成角的余弦值为
正确答案
如图,由是异面直线
与
所成角,连结
,
则平面
中
设正方体的边长为2,则
(1)证明:;
(2)当点为线段
的中点时,求异面直线
与
所成角的余弦值;
(3)试问E点在何处时,平面与平面
所成二面角的平面角的余弦值为
.
正确答案
(2) (3)当E点为线段的中点时,符合题意
以为坐标原点,直线
分别为
轴,建立空间直角坐标系,设
,则
(1) --------------4分
(2)因为为
的中点,则
,从而
,
所以……… 9分
(3)设平面的法向量
,∴
由 令
,
∴ ---------------12分
易知平面的法向量为
依题意
∴(不合,舍去),
,即当E点为线段的中点时,符合题意
四棱锥P-ABCD的底面ABCD是边长为2的正方形,PA⊥底面ABCD且PA = 4,则PC与底面ABCD所成角的正切值为 .
正确答案
试题分析:因为,所以
是直线
与底面所成的角,
.
(本小题满分12分)
正四棱柱ABCD—A1B1C1D1中,已知AB=2,E,F分别是D1B,AD的中点,
(1)建立适当的坐标系,求出E点的坐标;
(2)证明:EF是异面直线D1B与AD的公垂线;
(3)求二面角D1—BF—C的余弦值.
正确答案
(1)E点坐标为(1,1,1). (2)见解析;(3)二面角D1—BF—C的余弦值为.
(1)以D为原点,DA,DC,DD1所在直线为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系,则易确定A、B、C的坐标分别为A(2,0,0)、B(2,2,0)、C(0,2,0).设D1(0,0,2m)(m>0),则E(1, 1, m).
(2)利用向量垂直的坐标运算证明和
即可.
(3)利用向量法求二面角,首先求出两个面的法向量,再根据法向量的夹角与二面角相等或互补来求二面角的大小.
(1)以D为原点,DA,DC,DD1所在直线为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系,则A、B、C的坐标分别为A(2,0,0)、B(2,2,0)、C(0,2,0).
设D1(0,0,2m)(m>0),则E(1, 1, m).
故E点坐标为(1,1,1). …………………4分
(2)由(I)可知,正四棱柱ABCD—A1B1C1D1是棱长为2的正方体.
又∵FD=1, ∴F(1,0,0),
故EF是AD与D1B的公垂线. …………………8分
(3)设n⊥平面FD1B,n=(x,y,z)
取n0=(2,-1,1), …………………10分
则n0与所成角θ等于二面角D1—FB—C的平面角,
∴二面角D1—BF—C的余弦值为 …………………12分
解法二:(Ⅲ)延长CD交BF延长线于P,作DN⊥BP于N,连ND1,
∵DD1⊥平面ABCD, ∴ND1⊥BP,
∴∠DND1就 是二面角D1—FD—C的平面角. ……10分
在Rt△DFP中,DP=2,FD=1,FP=,
∴二面角D1—BF—C的余弦值为. ……………………12分
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