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题型:填空题
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填空题

在正方形中,的中点,是侧面内的动点且//平面,则与平面所成角的正切值得取值范围为                 .

正确答案

试题分析:设平面与直线BC交于点G,连接AG、QG,则G为BC的中点

分别取的中点M、N,连接,则

.同理可得

是平面内的相交直线

∴平面

由此结合,可得直线,即点F是线段上上的动点.

设直线与平面所成角为,

运动点F并加以观察,可得:当F与M(或N)重合时,与平面所成角等于,此时所成角达到最小值,满足当F与MN中点重合时,与平面所成角达到最大值,满足,

与平面所成角的正切取值范围为,

故答案为.

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题型:简答题
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简答题

如图,在四棱锥中,底面为菱形,的中点.

(1)若,求证:平面平面

(2)点在线段上,,试确定的值,使平面.

正确答案

(1)详见解析;(2).

试题分析:(1)要证平面平面,需要证明平面,只需证明

均成立;(2)探索性问题,要点在线段上,当平面

需要求出,只需证明,即证明,需证,而∥平面是已知条件,显然成立.

试题解析:(1)连四边形为菱形,

 , 为正三角形,的中点,

 ,                                                 3分

,的中点,

平面平面

平面平面.                                        6分

(2)当时,∥平面

证明:若∥平面,连

可得,,    ,      9分

∥平面,平面,平面平面,

, ,即:.        13分

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题型:简答题
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简答题

如图,正方形所在的平面与正方形所在的平面相互垂直,分别是的中点.

 

(1)求证:面

(2)求直线与平面所成的角正弦值.

正确答案

(1)详见解析;(2).

试题分析:(1)采用思路:线线垂直推出线面垂直,然后推出面面垂直;(2)利用定义法通过添加辅助线确定直线与平面所成的角,然后通过解三角形求解其值.

试题解析:(1)∵为正方形,∴

为正方形,∴,∴.  3分

,∴.

,∴面.        6分

(Ⅱ)作上的射影,连. 7′

,∴面

∴面,∴

与面所成的角.           9分

上的射影,连.

,则.

∴直线与平面所成的角的正弦值为.                   12分

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题型:简答题
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简答题

(本小题13分)如图,棱锥的底面是矩形,⊥平面

(1)求证:⊥平面

(2)求二面角的大小;

(3)求点到平面的距离.

正确答案

(1)见解析;(2);(3)

试题分析:(方法一)证明:(1)在中,

所以为正方形,因此. ∵⊥平面平面

.又∵, ∴⊥平面.                    ……4分               

(2)解:由⊥平面,知在平面内的射影,

,∴,知为二面角的平面角.   

又∵,∴ .                                     ……9分                                                    

(3)∵,∴

到面的距离为

,有,                        

.                                                        ……14分       

(方法二)证明:(Ⅰ)建立如图所示的直角坐标系,

.

中, ,

   ∵

,又∵, ∴⊥平面.          ……4分               

解:(2)由(Ⅰ)得.

设平面的法向量为,则

,∴  故平面的法向量可取为                               

⊥平面,∴为平面的法向量. 

设二面角的大小为,依题意可得

                                                          ……9分                                                     

(3)由(Ⅰ)得

设平面的法向量为

,即,∴

故平面的法向量可取为.                             

,∴到面的距离为.         ……14分

点评:解决空间中的平行、垂直以及距离等问题,有传统方法和向量方法两种方法,用传统方法时,要注意紧扣定理,把符合定理的条件都列出来;用向量方法时,运算量较大,要仔细、快速进行.

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题型:简答题
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简答题

如图,在三棱锥中,侧面与侧面均为等边三角形,中点.

(Ⅰ)证明:平面

(Ⅱ)求二面角的余弦值.

正确答案

(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)二面角的余弦值为

(I)由于侧面SBC为等边三角形,O为BC的中点,所以

只需再取AC的中点M,连接SM,则根据条件易证:,

问题得证.

(II)解决本小题的关键是找出二面角的平面角,具体做法是取中点,连结,由(Ⅰ)知

为二面角的平面角.

(Ⅰ)由题设,连结为等腰直角三角形,

所以,且,又为等腰三角形,

,且,从而.  

所以为直角三角形,

.  所以平面.…………………6分

(Ⅱ)解法一:取中点,连结,由(Ⅰ)知

为二面角的平面角.

平面

所以,又

所以二面角的余弦值为………………13分

解法二:以为坐标原点,射线分别为轴、轴的正半轴,建立如图的空间直角坐标系

   

,则

的中点

等于二面角的平面角.……10分

所以二面角的余弦值为.………12分

下一知识点 : 用向量方法解决线线、线面、面面的夹角问题
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