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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图6所示,平面平面,且四边形为矩形,四边形为直角梯形,

(1)求证平面

(2)求平面与平面所成锐二面角的余弦值;

(3)求直线与平面所成角的余弦值。

正确答案

见解析。

解析

(法一)(1)

中点为,连接

 且

,则 且

四边形为矩形,

,则

平面平面

平面

(2)过点的平行线交的延长线

,连接

四点共面。

四边形为直角梯形,四边形为矩形,

,又

平面

平面平面

为平面与平面所成锐二面角的平面角。

即平面与平面所成锐二面角的余弦值为

(3)

过点,连接

根据(2)知四点共面,

平面

,则

平面

直线与平面所成角为

即直线与平面所成角的余弦值为

(法二)(1)

四边形为直角梯形,四边形为矩形,

平面平面,且

平面平面

平面

为原点,所在直线为轴,所在直线为轴,

所在直线为轴建立如图所示空间直角坐标系。

根据题意我们可得以下点的坐标:

, 则

为平面的一个法向量。

平面

(2)设平面的一个法向量为,则

,  取,得

平面

平面一个法向量为

设平面与平面所成锐二面角的大小为

因此,平面与平面所成锐二面角的余弦值为

(3)根据(2)知平面一个法向量为

,  

设直线与平面所成角为,则

因此,直线与平面所成角的余弦值为

知识点

直线与平面平行的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质线面角和二面角的求法
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题型: 单选题
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单选题 · 5 分

已知平面和直线,给出条件:①;②;③;④;⑤.由这五个条件中的两个同时成立能推导出的是(    )

A①④

B①⑤

C②⑤

D③⑤

正确答案

D

解析

知识点

直线与平面平行的判定与性质平面与平面平行的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在四棱锥中,底面为矩形,平面中点,上一点。

(1)求证:平面

(2)当为何值时,二面角.

正确答案

见解析

解析

(1)因为平面平面,所以.

因为是矩形,所以.

因为,所以平面.

因为平面,所以.

因为中点,所以.

因为,所以平面.…………………6分

(2)解:因为平面

所以以为坐标原点,所在直线为轴建立空间直角坐标系,设,则.

所以.

设平面的法向量为

  所以

,得

所以.

平面的法向量为.

所以.

所以.

所以当时,二面角. …………………14分

知识点

平面与平面垂直的判定与性质
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题型:填空题
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填空题 · 4 分

棱长为1的正方体及其内部一动点,集合,则集合构成的几何体表面积为           .

正确答案

解析

知识点

平面与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,正方形与梯形所在的平面互相垂直,的中点。

(1)求证:∥平面

(2)求证:平面平面

(3)求平面与平面所成锐二面角的余弦值。

正确答案

见解析。

解析

(1)证明:取中点,连结,在△中,

分别为的中点,所以,且

,由已知,所以

,且,所以四边形为平行四边形,

所以

又因为平面,且平面

所以∥平面

(2)证明:在正方形中,,又因为

平面平面,且平面平面

所以平面,所以

在直角梯形中,,可得

在△中,,所以

所以平面

又因为平面,所以平面平面

(3)(方法一)延长交于,在平面

内过,连结,由平面平面

,平面平面=

,于是

平面,所以

于是就是平面与平面所成锐二面角的

平面角。

,得.

,于是有.

中,.

所以平面与平面所成锐二面角的余弦值为,………14分

(方法二)

由(2)知平面,且

为原点,所在直线分别为轴,建立空间直角坐标系,易得  .平面的一个法向量为.设为平面的一个法向量,因为所以,令,得

所以为平面的一个法向量, ……12分

设平面与平面所成锐二面角为

,所以平面与平面所成锐二面角的余弦值为

知识点

直线与平面平行的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质线面角和二面角的求法
下一知识点 : 直线、平面垂直的综合应用
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