- 平面与平面垂直的判定与性质
- 共746题
(2012秋•南安市校级期中)圆锥PO如图1所示,图2是它的正(主)视图.已知圆O的直径为AB,C是圆周上异于A、B的一点,D为AC的中点.
(Ⅰ) 求该圆锥的侧面积S;
(Ⅱ) 求证:平面PAC⊥平面POD;
(Ⅲ) 若∠CAB=60°,求三棱锥A-PBC的体积.
正确答案
(Ⅰ)解:由正(主)视图可知圆锥的高,圆O的直径为AB=2,故半径r=1.
∴圆锥的母线长,
∴圆锥的侧面积. …(4分)
(Ⅱ)证明:连接OC,
∵OA=OC,D为AC的中点,∴OD⊥AC.
∵PO⊥圆O,AC⊂圆O,∴PO⊥AC.
∵OD∩PO=O,∴AC⊥平面POD.
又AC⊂平面PAC,∴平面PAC⊥平面POD…(8分)
(Ⅲ)解:∵AB是直径,∴∠ACB=90°,又∠CAB=60°,∴
∵PO=
∴三棱锥A-PBC的体积为=
…(12分)
解析
(Ⅰ)解:由正(主)视图可知圆锥的高,圆O的直径为AB=2,故半径r=1.
∴圆锥的母线长,
∴圆锥的侧面积. …(4分)
(Ⅱ)证明:连接OC,
∵OA=OC,D为AC的中点,∴OD⊥AC.
∵PO⊥圆O,AC⊂圆O,∴PO⊥AC.
∵OD∩PO=O,∴AC⊥平面POD.
又AC⊂平面PAC,∴平面PAC⊥平面POD…(8分)
(Ⅲ)解:∵AB是直径,∴∠ACB=90°,又∠CAB=60°,∴
∵PO=
∴三棱锥A-PBC的体积为=
…(12分)
如图,矩形ABCD满足AB=3,AD=2,E,F分别是AB,DC上的点,且EF∥AD,AE=1.将四边形AEFD沿EF折起,形成了三棱柱ABE-DCF,若折起后的CD=.
求证:
(1)CF⊥平面AEFD;
(2)平面AEC⊥平面DFB.
正确答案
证明:(1)由题意,△DFC中,DF=1,CF=2,CD=.
∴DF2+CF2=CD2,
∴CF⊥DF,
∵CF⊥EF,DF∩CF=F,
∴CF⊥平面AEFD;
(2)∵EB=EF=2,
∴BEFC是正方形,
∴EC⊥BF,
∵DF⊥EF,DF⊥CF,EF∩CF=F,
∴DF⊥平面EFC,
∴DF⊥EC,
∵BF∩DF=F,
∴EC⊥平面DFB.
∵EC⊂平面AEC,
∴平面AEC⊥平面DFB.
解析
证明:(1)由题意,△DFC中,DF=1,CF=2,CD=.
∴DF2+CF2=CD2,
∴CF⊥DF,
∵CF⊥EF,DF∩CF=F,
∴CF⊥平面AEFD;
(2)∵EB=EF=2,
∴BEFC是正方形,
∴EC⊥BF,
∵DF⊥EF,DF⊥CF,EF∩CF=F,
∴DF⊥平面EFC,
∴DF⊥EC,
∵BF∩DF=F,
∴EC⊥平面DFB.
∵EC⊂平面AEC,
∴平面AEC⊥平面DFB.
如图,ABCD是正方形,O是该正方形的中心,P是平面ABCD外一点,PO⊥底面ABCD,E是PC的中点.求证:
(1)PA∥平面BDE;
(2)平面EBD⊥平面PAC;
(3)若PA=AB=4,求四棱锥P-ABCD的全面积.
正确答案
(1)证明:如图所示,连接OE,∵O是正方形ABCD的中心,∴OC=OA,
∵E是PC的中点.∴CE=EP.
∴OE∥AP,
∵PA⊄平面BDE,OE⊂平面BDE,
∴PA∥平面BDE;
(2)证明:∵PO⊥底面ABCD,∴PO⊥BD.
由正方形可得:BD⊥AC,
又PO∩AC=O,∴BD⊥平面PAC.
而BD⊂BED,∴平面BED⊥平面PAC.
(3)∵PO⊥底面ABCD,OA=OB,∴PA==PB,同理,PB=PC=PD.
∵PA=AB,∴△PAB是等边三角形,且△PAB≌△PBC≌△PCD≌△PDA.
而=16,
=4
.
∴四棱锥P-ABCD的全面积=S正方形ABCD+4S△PAB=16+16.
解析
(1)证明:如图所示,连接OE,∵O是正方形ABCD的中心,∴OC=OA,
∵E是PC的中点.∴CE=EP.
∴OE∥AP,
∵PA⊄平面BDE,OE⊂平面BDE,
∴PA∥平面BDE;
(2)证明:∵PO⊥底面ABCD,∴PO⊥BD.
由正方形可得:BD⊥AC,
又PO∩AC=O,∴BD⊥平面PAC.
而BD⊂BED,∴平面BED⊥平面PAC.
(3)∵PO⊥底面ABCD,OA=OB,∴PA==PB,同理,PB=PC=PD.
∵PA=AB,∴△PAB是等边三角形,且△PAB≌△PBC≌△PCD≌△PDA.
而=16,
=4
.
∴四棱锥P-ABCD的全面积=S正方形ABCD+4S△PAB=16+16.
如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AD=AA1=2,AB=4,E为AB的中点.
(Ⅰ)求证:平面DD1E⊥平面CD1E;
(Ⅱ)求直线BC与平面CD1E所成角的正弦值.
正确答案
解析
(Ⅰ)证明:在矩形ABCD中,E为AB的中点,AD=2,AB=4,
∴DE=CE=2,
∵CD=4,∴CE⊥DE,
∵D1D⊥面ABCD,∴D1D⊥CE,
∴CE⊥面D1DE,
又CE⊂面CED1,
∴平面DD1E⊥平面CD1E;
(Ⅱ)过B作BH⊥面CED1,垂足为H,连接CH,
则∠BCH为直线BC与平面CD1E所成角.
∵CE⊥面D1DE,∴CE⊥D1E,
在直角△D1DE中,D1E=2,
由VB-CD1E=VD1-BCE,
则S△CD1E•BH=
S△BCE•D1D,
即×
×2
•BH=
×4×2,解得BH=
,
故直线BC与平面CD1E所成角的正弦值为=
.
如图,在四棱锥A-BCDE中,底面BCDE是直角梯形,∠BED=90°,BE∥CD,AB=6,BC=5,
,侧面ABE⊥底面BCDE,∠BAE=90°.
(1)求证:平面ADE⊥平面ABE;
(2)过点D作面α∥平面ABC,分别于BE,AE交于点F,G,求△DFG的面积.
正确答案
证明:(1)因为侧面ABE⊥底面BCDE,
侧面ABE∩底面BCDE=BE,
DE⊂底面BCDE,
DE⊥BE,
所以DE⊥平面ABE,
所以AB⊥DE,
又因为AB⊥AE,
所以AB⊥平面ADE,
所以平面ADE⊥平面ABE;7
(2)因为平面α∥平面ABC,
所以DF∥BC,同理FG∥AB9
所以四边形BCDF为平行四边形.
所以DF=BC=5,CD=BF,
因为,所以
所以11
由(1)易证:FG⊥平面ADE,
所以FG⊥DG,
所以DG=3
所以△DFG的面积S=6.14
解析
证明:(1)因为侧面ABE⊥底面BCDE,
侧面ABE∩底面BCDE=BE,
DE⊂底面BCDE,
DE⊥BE,
所以DE⊥平面ABE,
所以AB⊥DE,
又因为AB⊥AE,
所以AB⊥平面ADE,
所以平面ADE⊥平面ABE;7
(2)因为平面α∥平面ABC,
所以DF∥BC,同理FG∥AB9
所以四边形BCDF为平行四边形.
所以DF=BC=5,CD=BF,
因为,所以
所以11
由(1)易证:FG⊥平面ADE,
所以FG⊥DG,
所以DG=3
所以△DFG的面积S=6.14
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