- 用向量证明线线、线面、面面的垂直、平行关系
- 共1400题
如图所示,已知点P在正方体ABCD—A′B′C′D′的对角线
BD′上,∠PDA=60°.
(1)求DP与CC′所成角的大小;
(2)求DP与平面AA′D′D所成角的大小.
正确答案
(1) DP与CC′所成的角为45°(2) DP与平面AA′D′D所成的角为30°
如图所示,以D为原点,DA为单位长度建立空间直角坐标系D—xyz.
则=(1,0,0),
=(0,0,1).
连接BD,B′D′.
在平面BB′D′D中,
延长DP交B′D′于H.
设="(m,m,1)" (m>0),由已知〈
,
〉=60°,
由·
=|
||
|cos〈
,
〉,
可得2m=.
解得m=,所以
=(
,
,1).
(1)因为cos〈,
〉=
=
,
所以〈,
〉=45°,
即DP与CC′所成的角为45°.
(2)平面AA′D′D的一个法向量是=(0,1,0).
因为cos〈,
〉=
=
,
所以〈,
〉=60°,
可得DP与平面AA′D′D所成的角为30°.
如图,四棱锥中,
面
,底面
为矩形,
分别是
的中点,
,
(1)求证:面
;
(2)求证:面
;
(3)求四棱锥的表面积。
正确答案
(1)取PD中点E,连结AE,NE
∵NE∥CD,AM∥CD,∴EN∥AM,又EN=AM=,所以AMNE为平行四边形
∴AE∥MN,平面PAD,MN
平面PAD,故
面
;
(2)∵CD⊥AD,CD⊥PA,AD∩PA=A,∴CD⊥平面PAD
∵AE平面PAD,∴AE⊥CD又∵AE⊥PD且PD∩CD=D,∴AE⊥平面PCD
∵AE∥MN,∴MN⊥平面PCD
(3)
略
.在平面直角坐标系中,方程
表示过点
且平行于
轴的直线。类比以上结论有:在空间直角坐标系
中,方程
表示 。
正确答案
过点且平行于
平面的平面
略
已知=(3λ,6,λ+6),
=(λ+1,3,2λ)为两平行平面的法向量,则λ=______.
正确答案
∵=(3λ,6,λ+6),
=(λ+1,3,2λ)为两平行平面的法向量,∴
∥
.
∴存在实数k,使得=k
,
∴,解得
,
故答案为2
已知棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F、M分别是A1C1、A1D和B1A上任一点,求证:平面A1EF∥平面B1MC.
正确答案
见解析
如图建立空间直角坐标系,
则=(-1,1,0),
=(-1,0,-1)
=(1,0,1),
=(0,-1,-1)
设,
,
(
、
、
,且均不为0)
设、
分别是平面A1EF与平面B1MC的法向量,
由
可得
即
解得:=(1,1,-1)
由
可得
即
解得=(-1,1,-1),所以
=-
,
∥
,
所以平面A1EF∥平面B1MC.
注:如果求证的是两个平面垂直,也可以求出两个平面的法向量后,利用⊥
来证明.
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