- 用向量证明线线、线面、面面的垂直、平行关系
- 共1400题
已知PA垂直于正方形ABCD所在平面,连接PB、PC、PD、AC、BD,则下列垂直关系中正确的序号是 .
①平面平面PBC ②平面
平面PAD ③平面
平面PCD
正确答案
①②
试题分析:易证平面
, 则平面
平面
; 又
∥
, 故
平面
, 则平面
平面
, 因此①②正确.
如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为直角梯形,垂直于底面ABCD,PA=AD=AB=2BC=2,M,N分别为PC,PB的中点.
(Ⅰ)求证:PB⊥DM;
(Ⅱ)求点B到平面PAC的距离.
正确答案
(Ⅰ)参考解析;(Ⅱ)
试题分析:(Ⅰ)要证PB⊥DM垂直,通过证明PB线⊥平面ANMD垂直得到.由于PA=AB,PA⊥AB,N是PB的中点,所以可得AN⊥PB.又因为直线AD⊥平面PAB所以可得AD⊥PB.从而可得直线PB垂直平面ANMD.即可得结论.
(Ⅱ)由于平面PAC⊥平面ABC.所以点B到平面PAC的距离,通过作BH⊥AC,垂足为H,所以可得BH⊥平面PAC,即线段BH的长为所求的结论.
试题解析:(1)因为N是PB的中点,PA=AB,
所以AN⊥PB,因为AD⊥面PAB,所以AD⊥PB,又因为AD∩AN=A,MN∥BC∥AD
从而PB⊥平面ADMN,因为平面ADMN,
所以PB⊥DM. 6分
(2)连接AC,过B作BH⊥AC,因为⊥底面
,
BH面ABCD
PA⊥BH AC⊥BH,PA∩AC=A
所以BH是点B到平面PAC的距离.
在直角三角形ABC中,BH= 12分
如图,长方体中,
,点E是AB的中点.
(1)证明:平面
;
(2)证明:;
(3)求二面角的正切值.
正确答案
(1)详见解析;(2)详见解析;(3)
试题分析:(1)证明直线和平面平行,一般方法有两种:①利用直线和平面平行的判定定理(在平面内找一条直线与之平行),②利用面面平行的性质(如果两个平面平行,则一个平面内的直线和另一个平面平行),连接,交
与点
,连接
,可证
∥
,从而
平面
,(2)证明直线和直线垂直,可先证明直线和平面垂直,由
,从而
面
,所以
,(3) 求二面角的平面角,可以利用几何法,先找到二面角的平面角,然后借助平面图形去计算,∵
,所以
,进而可证
,
就是
的平面角,二面角也可以利用空间向量法,建立适当的空间直角坐标系,把相关点的坐标表示出来,计算两个半平面的法向量,进而求法向量的夹角,然后得二面角的余弦值.
试题解析:(1)证明:连结AD1交A1D于O,连结EO,则O为AD1的中点,又因为E是AB的中点,
所以OE∥BD1. 又∵平面A1DE BD1
平面A1DE ∴BD1∥平面A1DE 4分
(2)证明:由题可知:四边形ADD1A1是正方形∴A1D⊥AD1 又∵AB⊥平面ADD1A1,A1D平面ADD1A1
∴AB⊥AD1 又∵AB平面AD1E,AD1
平面A D1E AB
AD1=A,∴A1D⊥平面AD1E 又∵D1E
平面AD1E ∴A1D⊥D1E 8分
(3)解:在△CED中,CD=2,,
,CD2=CE2+DE2 ∴CE⊥DE,又∵D1D⊥平面ABCD CE
平面ABCD ∴CE⊥D1D,又∵
平面D1DE DE
平面D1DE D1D
DE=D[,∴CE⊥平面D1DE 又∵D1E⊥平面D1DE,∴CE⊥D1E.,∴∠D1ED是二面角D1―ED―D的一个平面角,在△D1ED中,∠D1DE=90°,D1D="1," DE=
,∴
∴二面角D1―ED―D的正切值是
12分
设是两条直线,
是两个平面,则下列命题成立的是 ;
正确答案
(1)(4)
略
(本题10分)
如图,,求证:直线
在同一个平面内。
正确答案
证明:
…………4分
…………8分
……………………10分
略
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