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

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,     

             --------5分

(2)设面SBD的一个法向量为

--------9分

∴设面DAB的一个法向量为

所以所求的二面角的余弦为  

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题型:简答题
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简答题

(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,

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

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题型:填空题
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填空题

在三棱锥中,三条棱两两互相垂直,且边的中点,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.

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题型:简答题
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简答题

(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

,所以,所以         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.

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题型:填空题
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填空题

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.

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题型:简答题
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简答题

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

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题型:填空题
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填空题

已知正方体中,的中点,则异面直线所成角的余弦值为         

正确答案

如图,由是异面直线所成角,连结

平面

 

设正方体的边长为2,则

    

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题型:简答题
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简答题

(1)证明:

(2)当点为线段的中点时,求异面直线所成角的余弦值;

(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

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)因为的中点,则,从而

所以……… 9分

(3)设平面的法向量,∴

 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

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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是边长为2的正方形,PA⊥底面ABCDPA = 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,

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题型:简答题
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简答题

(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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