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题型:简答题
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简答题

(本小题10分)如图已知在三棱柱ABC——A1B1C1中,AA1⊥面ABC,AC=BC,M、N、P、Q分别是AA1、BB1、AB、B1C1的中点.

 

(1) 求证:面PCC1⊥面MNQ;

(2) 求证:PC1∥面MNQ。

正确答案

见解析。

本试题主要是考查了面面垂直的运用以及线面平行的证明综合运用。

(1)因为AC=BC, P是AB的中点      ∴AB⊥PC  ∵AA1⊥面ABC,CC1∥AA1

CC1⊥面ABC而AB在平面ABC内,由此推理得到MN⊥面PCC1即可。

(2)连PB1与MN相交于K,连KQ,∵MN∥PB,N为BB1的中点,∴K为PB1的中点.

又∵Q是C1B1的中点    ∴PC1∥KQ,则由线面平行 的判定定理得到结论。

证明:(1)∵AC=BC, P是AB的中点      ∴AB⊥PC  ∵AA1⊥面ABC,CC1∥AA1

∴CC1⊥面ABC而AB在平面ABC内       ∴CC1⊥AB, ∵CC1∩PC=C   ∴AB⊥面PCC1;      

又∵M、N分别是AA1、BB1的中点,四边形AA1B1B是平行四边形,MN∥AB,∴MN⊥面PCC1   

∵MN在平面MNQ内,∴面PCC1⊥面MNQ; 

(2)连PB1与MN相交于K,连KQ,∵MN∥PB,N为BB1的中点,∴K为PB1的中点.

又∵Q是C1B1的中点    ∴PC1∥KQ 而KQ平面MNQ,PC1平面MNQ  ∴PC1∥面MNQ.

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简答题

(本小题8分)已知三棱锥A—BCD及其三视图如图所示.

(1)求三棱锥A—BCD的体积与点D到平面ABC的距离;

(2)求二面角 B-AC-D的正弦值.

正确答案

(1) ;(2)二面角 B-AC-D的正弦值是

考查线面平行、线线垂直的判定定理以及体积的求解.涉及到的知识点比较多,知识性技巧性都很强,属于中档题

(1)利用三视图可知△ABC为直角三角形,∠DBC为直角,AD⊥面DBC,DB=BC=1,AD=2,则DE的长为点D到面ABC的距离,以及三棱锥的体积可得。

(2)作DF⊥AC于点F,连结EF,

∵DE⊥面ABC   ∴DE⊥AC    ∴AC⊥面DEF   ∴AC⊥EF

∴∠DFE是二面角 B-AC-D的平面角从而解三角形可知。

(1)

由三视图可得△ABC为直角三角形,∠DBC为直角,AD⊥面DBC,DB=BC=1,AD=2…………….2分

作DE⊥AB于点E

∵AD⊥面DBC,∴AD⊥BC

∵∠DBC为直角  ∴BC⊥面ADB

∴BC⊥DE

∴DE⊥面ABC………3分

∴DE的长为点D到面ABC的距离

∵DB=1,AD=2      ∴DE=   ∴点D到平面ABC的距离为………4分

,∴………5分

(2) 作DF⊥AC于点F,连结EF,

∵DE⊥面ABC   ∴DE⊥AC    ∴AC⊥面DEF   ∴AC⊥EF

∴∠DFE是二面角 B-AC-D的平面角………7分

∵DB="BC=1" ∴DC=  ∴DF=

∴sin∠DFE=

∴二面角 B-AC-D的正弦值是………8分

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简答题

(本小题满分14分)

如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,已知,M为A1B与AB的交点,N为棱B1C1的中点

(1)  求证:MN∥平面AACC

(2)  若AC=AA1,求证:MN⊥平面A1BC

正确答案

见解析。

本试题主要是考查了线面平行的证明与线面垂直的证明的综合运用。

(1)线面平行的证明关键是证明线线平行,结合判定定理得到结论。

(2)对于线面垂直的判定,我们可以利用线线垂直,如果一个平面内的一条直线垂直于某个平面内的任意两条相交直线,则线面垂直的定理得到。

⑴连接,因为的交点,所以的中点,又为棱的中点.所以,………………………4分

又因为平面平面

所以∥平面. …………………………6分

⑵ 因为,所以四边形是正方形,

所以,又因为是直三棱柱,

所以平面

因为平面,所以

又因为,所以

因为,所以平面

所以,又平面,………………………………………………8分

因为,所以, ………………………………10分

,所以平面.……………………………………………14分

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简答题

第(1)小题满分6分,第(2)小题满分8分.

如图:在正方体中,的中点,是线段上一点,且.

(1)  求证:

(2)  若平面平面,求的值.[

正确答案

(1)见解析;(2).

本试题主要考查了立体几何中的线面垂直和面面垂直的运用。

解:(1)不妨设正方体的棱长为1,如图建立空间直角坐标系,

-------------------2分

于是:-------------------4分

因为,所以------------5分

故:-------------------6分

(2)由(1)可知的法向量取 -----------------8分

,则-------------------10分

又设平面CDE的法向量为

 --------12分

因为,所以-------------------14分

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简答题

如图,在斜三棱柱中,点分别是的中点,平面.已知

(Ⅰ)证明:平面

(Ⅱ)求异面直线所成的角;

(Ⅲ)求与平面所成角的正弦值.

正确答案

(1)见解析;(2);(3).

本试题主要考查了立体几何中的线面平行和异面直线所称的角,以及线面角的求解的综合运用,考查了空间想象能力‘

解法一:(Ⅰ)证明:∵点分别是的中点,

 ,又∵平面平面

平面.···························· 4分

(Ⅱ)∵平面,∴,又∵,且

平面,∴.··················· 6分

又∵, ∴四边形为菱形,

,且平面,

,即异面直线所成的角为.············· 8分

(Ⅲ) 设点到平面的距离为,∵

.·················· 10分

又∵在△中,,∴

,∴与平面所成角的正弦值.·········· 12分

解法二:如图建系

,   .……………2分

(Ⅰ)∵,∴,,即

又∵平面平面,∴平面.······· 6分

(Ⅱ)∵,∴,即∴

∴异面直线所成的角为.···················· 8分

(Ⅲ)设与平面所成角为,∵

设平面的一个法向量是

不妨令,可得,····················· 10分

,∴与平面所成角的正弦值. 12分

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