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题型:简答题
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简答题

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.

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题型:简答题
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简答题

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.

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题型:简答题
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简答题

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) 

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简答题

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.

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简答题

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==          

                                                                     

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