- 平面与平面垂直的判定与性质
- 共123题
将边长为的正方形
和等腰直角三角形
按图拼为新的几何图形,
中,
,连结
,若
,
为
中点
(1)求与
所成角的大小;
(2)若为
中点,证明:
平面
;
(3)证明:平面平面
正确答案
见解析
解析
(1)解:∵,
,
∴,又
∴面
为等腰直角三角形且
∴
两两垂直
分别以所在直线为
轴,
建立空间直角坐标系如图:
则,
,
∴
∴
∴与
所成角的大小为
……………………………4分
(2) ∵,
为
中点
∴,而
∴
∴与
共线,
面
,
面
∴平面
…………………………………8分
Ⅲ)面
面
∴
∴
又为等腰直角三角形且
为斜边
中点
∴
∴面
又面
∴平面平面
…………………………12分
知识点
如图所示,平面
,点C在以AB
为直径的⊙O上,
,
,点E为线段PB的中点,点M在
上,且
∥
。
(1)求证:平面∥平面PAC;
(2)求证:平面PAC平面
;
(3)设二面角的大小为
,求
的值。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:因为点E为线段PB的中点,点为线段
的中点,
所以 ∥
.………………………1分
因为 平面
,
平面
,
所以 ∥平面PAC.…………………………2分
因为 ∥
,
因为 平面
,
平面
,
所以 ∥平面PAC. ………………………3分
因为 平面
,
平面
,
,
所以 平面∥平面PAC.……………………………5分
(2)证明:因为 点C在以AB为直径的⊙O上,
所以 ,即
.
因为 平面
,
平面
,
所以 .………………………7分
因为 平面
,
平面
,
,
所以 平面
.
因为 平面
,
所以 平面PAC平面
.……………………9分
(3)解:如图,以为原点,
所在的直线为
轴,
所在的直线为
轴,建立空间直角坐标系
。
因为 ,
,
所以 ,
.
延长交
于点
.
因为 ∥
,
所以 .
所以 ,
,
,
.
所以 ,
.
设平面的法向量
.
因为
所以 即
令,则
.
所以 . ……………………12分
同理可求平面的一个法向量n
. …………………13分
所以 .
所以 .………………………14分
知识点
如图,在四棱锥中,底面
是
正方形,其他四个侧面都是等边三角形,
与
的交点为
,
为侧棱
上一点。
(1)当为侧棱
的中
点时,求证:
∥平面
;
(2)求证:平面平面
;
(3)当二面角的大小
为
时,试判断点
在
上的位置,并说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:连接,由条件可得
∥
.
因为平面
,
平面
,
所以∥平面
.----------------------4分
(2)证明:由(1)知,
.
建立如图所示的空间直角坐标系.
设四棱锥的底面边长为2,
则,
,
,
,
,
.
所以,
.
设(
),由已知可求得
.
所以,
.
设平面法向量为
,
则 即
令,得
.
易知是平面
的法向量.
因为,
所以,所以平面
平面
.---------------------9分
(3)解:设(
),由(2)可知,
平面法向量为
.
因为,
所以是平面
的一个法向量.
由已知二面角的大小为
.
所以,
所以,解得
.[
所以点是
的中点.----------------------14分
知识点
如图,直角梯形与等腰直角三角形
所在的平面互相垂直。
,
,
,
。
(1)求证:;
(2)求直线与平面
所成角的正弦值;
(3)线段上是否存在点
,使
平面
?若存在,求出
;若不存在,说明理由,
正确答案
见解析
解析
(1)证明:取中点
,连结
,
。
因为,所以
,
因为四边形为直角梯形,
,
,
所以四边形为正方形,所以
,
所以平面
,
所以,
(2)解:因为平面平面
,且
,
所以平面
,所以
,
由两两垂直,建立如图所示的空间直角坐标系
,
因为三角形为等腰直角三角形,所以
,设
,所以
,
所以 ,平面
的一个法向量为
,
设直线与平面
所成的角为
,
所以,
即直线与平面
所成角的正弦值为
,
(3)解:存在点,且
时,有
平面
,
证明如下:由,
,所以
。
设平面的法向量为
,则有
所以 取
,得
,
因为 ,且
平面
,所以
平面
,
即点满足
时,有
平面
。
知识点
有一个棱长为的正方体,按任意方向正投影,其投影面积的最大值是( ),
正确答案
解析
略
知识点
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