- 平面与平面垂直的判定与性质
- 共746题
如图,DC⊥平面ABC,EB∥DC,AC=BC=EB=2DC=2,P,Q分别为AE,AB的中点.
(Ⅰ)证明:PQ∥平面ACD;
(Ⅱ)证明:平面ADE⊥平面ABE.
正确答案
证明:(Ⅰ)∵P,Q分别为AE,AB的中点,
∴PQ∥BE,
∵EB∥DC,∴PQ∥CD,
PQ⊄平面ACD,CD⊂平面ACD,
∴PQ∥平面ACD;
(Ⅱ)连接PD,CQ.
则PQ∥CD,且PQ=CD,
即有四边形PDCQ为平行四边形,
∴DP∥CQ,
∵CD⊥平面ABC,EB∥DC,
∴EB⊥平面ABC,CQ⊂平面ABC,
∴EB⊥CQ,
又AC=BC,Q为AB的中点,∴CQ⊥AB,∴CQ⊥平面ABE,
∴DP⊥平面ABE,
DP⊂平面ADE,
∴平面ADE⊥平面ABE.
解析
证明:(Ⅰ)∵P,Q分别为AE,AB的中点,
∴PQ∥BE,
∵EB∥DC,∴PQ∥CD,
PQ⊄平面ACD,CD⊂平面ACD,
∴PQ∥平面ACD;
(Ⅱ)连接PD,CQ.
则PQ∥CD,且PQ=CD,
即有四边形PDCQ为平行四边形,
∴DP∥CQ,
∵CD⊥平面ABC,EB∥DC,
∴EB⊥平面ABC,CQ⊂平面ABC,
∴EB⊥CQ,
又AC=BC,Q为AB的中点,∴CQ⊥AB,∴CQ⊥平面ABE,
∴DP⊥平面ABE,
DP⊂平面ADE,
∴平面ADE⊥平面ABE.
如图所示的多面体,它的正视图为直角三角形,侧视图为矩形,俯视图为直角梯形(尺寸如图所示)
(1)求证:AE∥平面DCF;
(2)若M是AE的中点,AB=3,∠CEF=90°,求证:平面AEF⊥平面BMC.
正确答案
(1)证法1:过点E作EG⊥CF交CF于G,连结DG,可得四边形BCGE为矩形,
又四边形ABCD为矩形,所以AD=EG,从而四边形ADGE为平行四边形故AE∥DG
因为AE⊄平面DCF,DG⊂平面DCF,
所以AE∥平面DCF
证法2:(面面平行的性质法)
因为四边形BEFC为梯形,所以BE∥CF.
又因为BE⊄平面DCF,CF⊂平面DCF,
所以BE∥平面DCF.
因为四边形ABCD为矩形,所以AB∥DC.同理可证AB∥平面DCF.
又因为BE和AB是平面ABE内的两相交直线,
所以平面ABE∥平面DCF.
又因为AE⊂平面ABE,所以AE∥平面DCF.
(2)在.∴
.
在RT△CEG中,∠CEG=60°,∴CG=EGtan60°=3,BE=3.∵AB=3,M是AE中点,∴BM⊥AE,由侧视图是矩形,俯视图是直角梯形,
得BC⊥AB,BC⊥BE,∵AB∩BM=B,∴AE⊥平面BCM
又∵AE⊂平面ACE,∴平面ACE⊥平面BCM.
解析
(1)证法1:过点E作EG⊥CF交CF于G,连结DG,可得四边形BCGE为矩形,
又四边形ABCD为矩形,所以AD=EG,从而四边形ADGE为平行四边形故AE∥DG
因为AE⊄平面DCF,DG⊂平面DCF,
所以AE∥平面DCF
证法2:(面面平行的性质法)
因为四边形BEFC为梯形,所以BE∥CF.
又因为BE⊄平面DCF,CF⊂平面DCF,
所以BE∥平面DCF.
因为四边形ABCD为矩形,所以AB∥DC.同理可证AB∥平面DCF.
又因为BE和AB是平面ABE内的两相交直线,
所以平面ABE∥平面DCF.
又因为AE⊂平面ABE,所以AE∥平面DCF.
(2)在.∴
.
在RT△CEG中,∠CEG=60°,∴CG=EGtan60°=3,BE=3.∵AB=3,M是AE中点,∴BM⊥AE,由侧视图是矩形,俯视图是直角梯形,
得BC⊥AB,BC⊥BE,∵AB∩BM=B,∴AE⊥平面BCM
又∵AE⊂平面ACE,∴平面ACE⊥平面BCM.
如图,正方体的棱长为1,B′C∩BC′=O,求:
(1)AO与A′C′所成角;
(2)AO与平面ABCD所成角的正切值;
(3)平面AOB与平面AOC所成角.
正确答案
解:(1)∵A′C′∥AC,∴AO与A′C′所成角就是∠OAC.∵OC⊥OB,AB⊥平面BC′,∴OC⊥OA,
在Rt△AOC中,,
,∴∠OAC=30°.(4分)
(2)如图,作OE⊥BC于E,连接AE,∵平面BC′⊥平面ABCD,∴OE⊥平面ABCD,∠OAE为OA与平面ABCD所成角.
在Rt△OAE中,,
,∴
.(9分)
(3)∵OC⊥OA,OC⊥OB,∴OC⊥平面AOB.又∵OC⊂平面AOC,∴平面AOB⊥平面AOC,即平面AOB与平面AOC所成角为90°.(13分)
解析
解:(1)∵A′C′∥AC,∴AO与A′C′所成角就是∠OAC.∵OC⊥OB,AB⊥平面BC′,∴OC⊥OA,
在Rt△AOC中,,
,∴∠OAC=30°.(4分)
(2)如图,作OE⊥BC于E,连接AE,∵平面BC′⊥平面ABCD,∴OE⊥平面ABCD,∠OAE为OA与平面ABCD所成角.
在Rt△OAE中,,
,∴
.(9分)
(3)∵OC⊥OA,OC⊥OB,∴OC⊥平面AOB.又∵OC⊂平面AOC,∴平面AOB⊥平面AOC,即平面AOB与平面AOC所成角为90°.(13分)
如图,在四面体ABCD中,CB=CD,AD⊥BD,点E,F分别是AB,BD的中点.
求证:
(Ⅰ)直线EF∥平面ACD;
(Ⅱ)平面EFC⊥平面BCD.
正确答案
证明:(1)∵点E,F分别是AB,BD的中点.
∴EF∥AD,
又EF⊄面ACD,AD⊂面ACD,
∴EF∥面ACD;
(2)∵CB=CD,点F是BD的中点.
∴BD⊥CF,
又AD⊥BD,EF∥AD,
∴EF⊥BD,
CF∩EF=F,
∴BD⊥面CEF,
BD⊂面BCD,
∴平面EFC⊥平面BCD.
解析
证明:(1)∵点E,F分别是AB,BD的中点.
∴EF∥AD,
又EF⊄面ACD,AD⊂面ACD,
∴EF∥面ACD;
(2)∵CB=CD,点F是BD的中点.
∴BD⊥CF,
又AD⊥BD,EF∥AD,
∴EF⊥BD,
CF∩EF=F,
∴BD⊥面CEF,
BD⊂面BCD,
∴平面EFC⊥平面BCD.
下面的一组图形为某一四棱锥S-ABCD的侧面与底面.
(1)请画出四棱锥S-ABCD的示意图,是否存在一条侧棱垂直于底面?如果存在,请给出证明;如果不存在,请说明理由;
(2)若SA⊥面ABCD,求证:平面SAC⊥平面SBD,并求点A到平面SBD的距离.
正确答案
解:(1)存在一条侧棱SA⊥平面ABCD,如图所示.
∵在△SAB中,SA⊥AB,在△SAD中,SA⊥AD
又∵AB∩AD=A,∴SA⊥平面ABCD.
(2)⇒BD⊥SA
又BD⊥AC,AC∩SA=A
由线面垂直的判定定理,
BD⊥面SAC,又BD⊂面SBD
由面面垂直的判定定理平面SAC⊥平面SBD
设O为底面中心,则 平面SAC∩平面SBD=SO
过A作AH⊥SO,垂足为H,由面面垂直的性质定理,AH⊥面SBD,
所以AH即为所求,在直角三角形SAO中,SO2=SA2+AO2= =
SA×AO=SO×AH,∴AH==
解析
解:(1)存在一条侧棱SA⊥平面ABCD,如图所示.
∵在△SAB中,SA⊥AB,在△SAD中,SA⊥AD
又∵AB∩AD=A,∴SA⊥平面ABCD.
(2)⇒BD⊥SA
又BD⊥AC,AC∩SA=A
由线面垂直的判定定理,
BD⊥面SAC,又BD⊂面SBD
由面面垂直的判定定理平面SAC⊥平面SBD
设O为底面中心,则 平面SAC∩平面SBD=SO
过A作AH⊥SO,垂足为H,由面面垂直的性质定理,AH⊥面SBD,
所以AH即为所求,在直角三角形SAO中,SO2=SA2+AO2= =
SA×AO=SO×AH,∴AH==
扫码查看完整答案与解析