- 用向量证明线线、线面、面面的垂直、平行关系
- 共1400题
已知直线直线
,a,b异面,
面
,
。求证:
。
正确答案
证明见解析
本试题主要是考查了线面平行的判定,同时考查了线面垂直的定义的运用
证明:过a上一点作直线c,使且
,则
。
a,c确定一平面,
,
面
,那么
,在
内,
。
所以,
。考核线面垂直的定义,线面平行的判定。中难度。
(本小题满分14分)
如图,在四面体PABC中,PA=PB,CA=CB,D、E、F、G分别是PA,AC、CB、BP的中点.
(1)求证:D、E、F、G四点共面;
(2)求证:PC⊥AB;
(3)若△ABC和△PAB都是等腰直角三角形,且AB=2,,求四面体PABC的体积.
正确答案
(1)只需证DG//EF; (2)只需证AB⊥面POC;(3)。
试题分析:(1)依题意DG//AB……1分,
EF∥AB…2分,
所以DG//EF……3分,
DG、EF共面,从而D、E、F、G四点共面……4分。
(2)取AB中点为O,连接PO、CO……5分
因为PA=PB, CA=CB,所以PO⊥AB,CO⊥AB……7分,
因为PO∩CO=D,所以AB⊥面POC……8分
PC面POC,所以AB⊥PC……9分
(3)因为△ABC和PAB是等腰直角三角形,所以…10分,
因为所以OP⊥OC……11分,
又PO⊥AB,且AB∩OC=O,所以PO⊥面ABC……12分
……14分(公式1分,其他1分)
点评:第三问,把三棱锥P-ABC体积的求法转化为求棱锥A-POB和棱锥B-POC的体积之和是解决问题的关键。
矩形中,
⊥面
,
,
上的点,且
⊥面
,
、
交于点
.
(1)求证:⊥
;
(2)求证://面
.
正确答案
(1)略(2)略
(1)由⊥面
,得
,由
⊥面
,得
根据线面垂直的判定定理得证;(2)由已知易证
为
的中位线,根据线面平行的判定定理得证。
如图,四面体被一平面所截,截面
是一个矩形.
求证:平面
.
正确答案
证明见解析
∵截面是一个矩形,∴
,∵
平面
,∴
平面
,
又∵平面
,平面
平面
,∴
,∵
平面
,
∴平面
.
已知a、b、c是平面α内相交于一点O的三条直线,而直线l和α相交,并且和a、b、c三条直线成等角.
求证:l⊥α
正确答案
证法一:分别在a、b、c上取点A、B、C并使AO = BO = CO.设l经过O,在l上取一点P,在△POA、△POB、△POC中,
∵PO公用,AO = BO = CO,∠POA =∠POB=∠POC,
∴△POA≌△POB≌△POC
∴PA = PB = PC.取AB中点D.连结OD、PD,则OD⊥AB,PD⊥AB,
∵
∴ AB⊥平面POD
∵PO平面POD.
∴PO⊥AB.
同理可证 PO⊥BC
∵,
,
∴ PO⊥α,即l⊥α
若l不经过O时,可经过O作∥l.用上述方法证明
⊥α,
∴l⊥α.
证法二:采用反证法
假设l不和α垂直,则l和α斜交于O.
同证法一,得到PA = PB = PC.
过P作于
,则
,O是△ABC的外心.因为O也是△ABC的外心,这样,△ABC有两个外心,这是不可能的.
∴假设l不和α垂直是不成立的.
∴l⊥α
若l不经过O点时,过O作∥l,用上述同样的方法可证
⊥α,
∴l⊥α
评述:(1)证明线面垂直时,一般都采用直接证法(如证法一),有时也采用反证法(如证法二)或同一法.
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