- 直线、平面平行的判定及其性质
- 共5998题
(本题14分)如图,五面体
中
,
.底面
是正三角形,
.
四边形
是矩形
,
二面角
为直二面角.
(1)在
上运动,当
在何处时,有
∥平面
,并且
说明理由;
(2)当
∥平面
时,求二面角
的
余弦值.
正确答案
(Ⅰ)略 (Ⅱ)
(Ⅰ)当为
中点时,有
∥平面
.…1分
证明:连结连结
,
∵四边形是矩形 ∴
为
中点
∵∥平面
,且
平面
,
平面
∴
∥
, ----
5分
∴为
的中点. --6分
(Ⅱ)建立空间直角坐标系如
图所示,
则,
,
,
,
------------8分
所以
设为平面
的法向量,
则有,
即
令,
可得
平面
的一个
法向量为, ----------------11分
而平面的法向量为
, ---------------------------12
分
所以,
所以二面角的
余弦值
为
--------14分
(本题满分16分)如图,已知点是正方形
所在平面外一点,
平面
,
,点
、
分别在线段
、
上,满足
.
(1)求与平面
所成的角的大小;
(2)求平面PBD与平面ABCD所成角的正切值。
(3)求证:;
正确答案
(1)
(2)
(3)证明见解析
(1)所成角
又,
与平面
所成的角为
(2)
(3)过点作
,交
于
,连接
,则
,
如图,二面角的大小是60°,线段
.
,
与
所成的角为30°.则
与平面
所成的角的正弦值是 .
正确答案
试题分析:点A作平面β的垂线,垂足为C,在β内过C作l的垂线.垂足为D,连结AD,有三垂线定理可知AD⊥l,故∠ADC为二面角的平面角为60°,
又由已知∠ABD=30°,连结CB,则∠ABC为与平面
所成的角
设AD=2,则AC=,CD=1
,AB==4,∴sin∠ABC=
,故填
点评:
在正方体ABCD—A1B1C1D1中,E、F、G分别是AB、A1D1、C1D1的中点
(1)求证:B1G⊥CF;
(2)求二面角F-EC-D的余弦值。
正确答案
(1)略
(2)余弦值为
(1)如图以点为原点,
所在直线分别为
轴,建立空间直角坐标系,设正方体边长为
则有
所以
因为
所以 即
(2)由(1)可知
设平面的法向量为
,平面
的法向量为
则有
所以有 所以
所以可设平面的法向量为
所以
如图,在棱长为2的正方体中,E是BC1的中点.求直线DE与平面ABCD所成角的大小(结果用反三角函数值表示).
正确答案
过E作EF⊥BC,交BC于F,连接DF.
∵ EF⊥平面ABCD,
∴ ∠EDF是直线DE与平面ABCD所成的角.
由题意,得EF=
∵
∵ EF⊥DF, ∴
故直线DE与平面ABCD所成角的大小是
略
如图,在正方体中,异面直线
与
所成的角为_______度;直线
与平面
所成的角为_______度.
正确答案
连接,设
相交于点
,连接
。
因为是正方体
所以
所以是异面直线
与
所成角
因为
所以,即异面直线
与
所成角为
因为是正方体
所以,
面
所以
所以面
,则
是
与面
所成角
设正方体的边长为1,则
所以在中,
,则
,即
与面
所成角为
把正方形ABCD沿对角线AC折起成直二面角,点E、F分别是AD、BC的中点,点O是原正方形的中心,求:
(1)EF的长;
(2)折起后∠EOF的大小.
正确答案
(1)同解析(2)∠EOF=120
如图,以O点为原点建立空间直角坐标系O—xyz,设正方形ABCD边长为a,则A(0,-a,0),B(
a,0,0),C(0,
a,0),D(0,0,
a),E(0,-
a, a),F(
a,
a,0)
∴∠EOF=120°
如图,在长方体中,
,
与
所成角为
,则直线
与平面
所成角的大小为_________.
正确答案
略
(本小题满分12分)
如图,在直三棱柱ABC—A1B1C1中,AC=1,AB=,BC=
,AA1=
。
(I)求证:A1B⊥B1C;
(II)求二面角A1—B1C—B的大小。
正确答案
(I)证明见解析
(II)
解法一:
(I)由AC=1,AB=,BC=
知AC2+AB2=BC2,
所以AC⊥AB。
因为ABC—A1B1C1是直三棱柱,面ABB1A1⊥面ABC,
所以AC⊥面ABB1A1。………………3分
由,知侧面ABB1A1是正方形,连结AB1,
所以A1B⊥AB1。
由三垂线定理得A1B⊥B1C。 ………………6分
(II)作BD⊥B1C,垂足为D,连结A1D。
由(I)知,A1B⊥B1C,则B1C⊥面A1BD,
于是B1C⊥A1D,
则∠A1DB为二面角
A1—B1C—B的平面角。 ………………8分
∴Rt△A1B1C≌Rt△B1BC,
故二面角A1—B1C—B的大小为
………………12分
解法二:
由AC=1,AB=,BC=
知AC2+AB2=BC2,
所以AC⊥AB。
如图建立空间直角坐标系
……………………2分
(I),
………………6分
(II)作,垂足为D,连结A1D。
设
,
所以
等于二面角A1—B1C—B的大小。 …
……………10分
,
故二面角A1—B1C—B的大小为………………12分
(本题满分12分)如图,已知, 四边形
是梯形,
∥
,
,
,
中
点。
(1)求证:∥平面
;
(2)求异面直线与
所成角的余弦值。
正确答案
(1)证明: CE∥面PAB. (6分)
(2) (12分
(1)证明:取PA中点F,连结EF,BF,
∵E为PD中点,∴EF∥AD,且EF=AD,
又BC∥AD,BC=AD,∴EF∥BC,EF=BC,
∴四边形BCEF为平行四边形,∴CE∥BF,
∵CE面PAB, BF
面PAB,∴CE∥面PAB. (6分)
(2)由(1)CE∥BF,
∴∠FBA(或其补角)即为CE与AB所成角,
设PA=AB=,则在Rt
BAF中,AF=
,BF=
,∴cosFBA=
,∴CE与AB所成角的余弦值为
(12分
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