- 直线、平面平行的判定及其性质
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(10分)
长方体中,E是BC的中点,M、N分别是AE、
的中点,
.
(1) 求证:平面
(2)求异面直线AE与所成角的余弦值
正确答案
(1)证明:取CD的中点K,连接MK、NK
分别是AE、
、CD的中点
(2)取的中点F,连接EF、AF,则
四边形
是平行四边形
(或其补角)是异面直线AE和
所成的角
在中,易得:
,
,
由余弦定理得:
故:异面直线AE与所成角的余弦值为
。
略
正方体ABCD—A1B1C1D1中E、F分别是AA1、AB的中点,O是B1D1的中点,则EF与OB所成的角是 、直线和平面
所成的角为 .
正确答案
30° 、 30°
略
在正方体ABCD—A1B1C1D1中,E,F分别是面BCC1B1和面CDD1C1的中心,则异面直线A1E和B1F所成角的余弦值为__________.
正确答案
以点D为原点,分别以DA、DC、DD1为x、y、z轴建立空间直角坐标系,设正方体的边长为1,异面直线A1E和B1F所成角为,则
,A1(1,0,1) ,B1(1,1,1) ,∴
,
∴
如图,在正三角形中,
分别为各边的中点,
分别为
的中点,将
沿
折成正四面体
,则四面体中异面直线
与
所成的角的余弦值为 .
正确答案
。
本题考查空间想象能力、考查求异面直线角。在立体几何中找平行线是解决问题的一个重要技巧,这个技巧的一个技巧就是通过三角形的中位线找平行线,如果试题的已知中涉及到多个中点,则找中点是出现平行线的关键技巧。折成的四面体是正四面体,画出立体图形,根据中点找平行线,把所求的异面直线角转化到一个三角形的内角的计算。
解:如图,连接,取
的中点
,连接
,则
∥
,故
即为所求的异面直线角或者其补角。设这个正四面体的棱长为
,在
中,
,
,故
。即异面直线
与
所成的角的余弦值是
。
如图,600的二面角的棱上有两点A,B,直线AC,BD分别在这个二面角的两个半平面内,且都垂直于AB,已知AB=4,AC=6,BD=8,则CD=___________
正确答案
过点作
,使得
,连接
则四边形为平行四边形,所以
而,则
是二面角
的平面角,故
在中,因为
所以
因为,所以
所以面
,则
在中,因为
所以
空间三条直线中,任何两条不共面,且两两互相垂直,另一条直线与这三条直线所成的角均为
,则
.
正确答案
.
在空间取一点分别作三条直线的平行线,然后构造一个正方体如右图所示,则直线OD所OA、OB、OC所成的角相等均为,则
.
如图2-4,已知PA⊥矩形ABCD所在平面,M、N、E分别为AB、PC、PD的中点,当∠PDA为多少度时,MN⊥平面PCD?
图2-4
正确答案
取PD中点E,连结EN,EA,则ENAM,∴EA∥MN.
若要使MN⊥平面PCD,则只需EA⊥平面PCD.
由题意,CD⊥EA,要使EA⊥平面PCD,则只需EA⊥PD.
∵E是PD中点,△PAD是直角三角形,
∴当∠PDA为45°时,EA⊥平面PCD,从而MN⊥平面PCD.
求当∠PDA为多少度时,MN⊥平面PCD,可转化为求当MN⊥平面PCD时,∠PDA为多少度.证明时取PD中点E,则易证明四边形EAMN是平行四边形.从而由MN⊥平面PCD可得到EA⊥平面PCD,从而EA⊥PD,又易得△PAD是直角三角形,从而易得到此时∠PDA的度数.
在正方体中,
是
的中点,
是底面
的中心,
是
上的任意点,则直线与所成的角为
正确答案
或填()
略
在长方体中,
=
,
,点
为棱
的中点,则二面角
的大小为 (结果用反三角函数值表示)
正确答案
略
空间四边形中,平面
平面
,
,
,且
,则
与平面
所成的角是 ____。
正确答案
45°
略
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