- 立体几何与空间向量
- 共2637题
如图所示,平面⊥平面
,
为正方形,
,且
分别是线段
的中点。
(1)求证://平面
;
(2)求三棱锥的体积。
正确答案
见解析。
解析
(1)
证明:分别是线段PA、PD的中点,
…………2分
又∵ABCD为正方形,∴BC//AD,∴BC//EF。 …………4分
又平面EFG,EF
平面EFG,∴BC//平面EFG …………6分
(2)∵平面PAD⊥平面ABCD,CD⊥AD,∴CD⊥平面PAD,即GD⊥平面AEF。 ……8分
又∵EF//AD,PA⊥AD,∴EF⊥AE。 …………10分
又
…………12分
知识点
如图,四边形与
都是边长为a的正方形,点E是
的中点,
(1) 求证:;
(2) 求证:平面
(3) 求体积与
的比值。
正确答案
见解析。
解析
(1)
设BD交AC于M,连结ME.
∵ABCD为正方形,所以M为AC中点,
又∵E为的中点 ∴ME为
的中位线
∴又∵
∴. …………………4分
(2)∵ABCD为正方形 ∴
∵.
又
∵
∴. …………………8分
(3)(要有计算过程) …………………12分
知识点
如图,四棱锥中,
,
,侧面
为等边三角形,
.
(1)证明:平面平面
;
(2)求点到平面SDC的距离.
正确答案
见解析
解析
(1)如图取中点,连结
、
,依题意四边形
为矩形,
,
侧面SAB为等边三角形,
则
且,而
满足
,
为直角三角形,即
,
平面
,
平面
平面
(2) 由(1)可知平面
,则
,
,
平面
,
,
由题意可知四边形为梯形,且
为高,所以
设点到平面
的距离为
,由于
,则有
,
,因此点
到平面
的距离为
.
知识点
如图,在四棱锥中,底面
为正方形,
平面
,已知
,
为线段
的中点。
(1)求证:平面
;
(2)求四棱锥的体积。
正确答案
见解析
解析
证明:(1) 连结和
交于
,连结
为正方形,
为
中点,
为
中点,
,
平面
,
平面
平面
,
(2) 作于
平面
,
平面
,
,
为正方形,
,
平面
,
平面
,
,
,
平面
平面
,
平面
,
,
,
,
四棱锥
的体积
知识点
已知ABC是边长为3的等边三角形,点D、E分别是边AB、AC上的点,且满足==.将ADE沿DE折起到1ADE的位置,并使得平面A1DE⊥平面BCED.
(1)求证:A1D⊥EC;
(2)求三棱锥E-A1CD的高。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)因为等边△的边长为3,且
,
所以,
. 在△
中,
,
由余弦定理得.
因为,
所以. ………………………3分
折叠后有
,
因为平面平面
, 又平面
平面
,
平面
,
,所以
平面
故A1D⊥EC.…………6分
(2)法一:由(2)的证明,可知,
平面
.
以为坐标原点,以
射线
、
、
分别为
轴、
轴、
轴的正半轴,建立空间直角坐标系
如图 , 作
于点
,连结
、
,设
, 则
,
,
,
所以,
,
,
所以
因为平面
, 所以平面
的一个法向量为
…8分
设直线
与平面
所成的角为
,
所以,
①若则
…
…9分
②若则
令
因为函数在
上单调递增,所以
即
所以
故所求的最大值为 (此时点P与C重合)…………12分
法二:如图,作于点
,连结
、
,
由(1)有平面
,而
平面
,
所以,又
, 所以
平面
所以是直线
与平面
所成的角 , ………………………8分
设
,则
,
,DH=BD-BH=2-
所以A1H=
所以在△
中,tan
=
①若x=0,则tan=
…………
…9分
②若则tan
=
令
因为函数在
上单调递增,所以
所以tan的最大值为
(此时点P与C重合)…………12分
知识点
如图,将边长为2的正方形沿对角线
对折,使得平面
平面
,点
是
中点,点
满足:
,且
。
(1)求证:平面
;
(2)求证:平面
;
(3)求三棱锥的体积。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)在正方形中,
,
∵平面平面
,交线是
,
∴平面
,∵
,∴
平面
,
(2)
分别取、
的中点是
,连结
,
则,
,
又,
,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵,∴
,
又平面
,∴
平面
;
(3)∵,
平面
,
∴。
知识点
在直四棱柱中,底面ABCD是边长为4的正方形,
,点E、M分别为
的中点,过点
、
、
三点的平面ABMN与棱
相交于点N
(1)求证:平面
(2)求三棱锥的体积
正确答案
见解析
解析
解析:
(1)(方法1 )证明:取A1B1的中点F,连EF,C1F
∵E为A1B中点∴EF∥ BB1
又∵M为CC1中点 ∴EF∥ C1M
∴四边形EFC1M为平行四边形 ∴EM∥FC1
而EM平面A1B1C1D1,FC1
平面A1B1C1D1
∴EM∥平面A1B1C1D1
(方法2 )可以证明.
(2) 由(1)可得EM//A1N,又MN//A1E
.
.
.
知识点
如图,在三棱柱中,侧面
底面
,
,
,
,
为
中点。
(1)证明:平面
;
(2)若是线段
上一点,且满足
,求
的长度。
正确答案
见解析。
解析
(1)
,且
为
中点,
,又
侧面
底面
,交线为
,
,
平面
. (6分)
(2),因此
,即
,又在
中,
,
,
可得
,则
的长度为
. (12分)
知识点
已知三棱锥中,
,
,
,
,
,则关于该三棱锥的下列叙述正确的为 ( )
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,PA⊥平面ABCD,ABCD是矩形,AB = 1,,点F是PB的中点,点E在边BC上移动。
(1)若,求证:
;
(2)若二面角的大小为
,则CE为何值时,三棱锥
的体积为
.
正确答案
见解析
解析
(1)证明:,
为PB中点,
∴ 1分
又⊥平面
,∴
2分
又是矩形,∴
3分
∴,而
4分
∴,∴
5分
而,∴
6分
(2)由(1)知:且
7分
∴为二面角
的一个平面角,则
=60° 8分
∴ 9分
∴,解得
11分
即时,三棱锥
的体积为
12分
知识点
如图,菱形的边长为6,
,
,将菱形
沿对角线
折起,得到三棱锥 ,点
是棱
的中点,
。
(1)求证:;
(2)求三棱锥的体积。
正确答案
见解析
解析
(1) 证明:由题意,,
因为,所以
,
,
又因为菱形,所以
,
因为,所以
平面
,
因为平面
,所以平面
平面
,
(2)解:三棱锥的体积等于三棱锥
的体积,
由(1)知,平面
,
所以为三棱锥
的高,
的面积为
,
所求体积等于,
知识点
如图,多面体ABCDEFG中,四边形ABCD,CDEF都是边长为2的正方形,DE⊥平面ABCD,AG⊥平面ABCD,且AG=1。
(1)若P是BC的中点,证明AP∥平面BFG;
(2)求四面体ABEG的体积。
正确答案
见解析。
解析
(1)取BF中点Q,连PQ、GQ,则PQ∥CF,且PQ=CF=AG=1,
∵CDEF是正方形,DE⊥平面ABCD,
∴ CF⊥平面ABCD,
∴PQ⊥平面ABCD,
又AG⊥平面ABCD,
∴PQ∥AG,APQG为矩形,
∴AP∥GQ
∵QG平面BFG,AP
平面BFG,
∴AP∥平面BFG
(2)∵AG⊥平面ABCD,∴AG⊥AD,
又ABCD是矩形,∴AB⊥AD
从而AD⊥平面ABG
又DE⊥平面ABCD,∴AG∥DE
∴
知识点
如图,在底面为直角梯形的四棱锥中
,
,
,
,
。
(1)求证:;
(2)当时,求此四棱锥的表面积。
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:由题意知 则
(4分)
(2)
∴
.
.(6分)
过D作DH⊥BC于点H,连结PH,则同理可证明,
并且.
(8分)
易得
.
.(11分)
故此四棱锥的表面积
(12分)
知识点
如图,菱形的边长为6,
,
,将菱形
沿对角线
折起,得到三棱锥 ,点
是棱
的中点,
。
(1)求证:;
(2)求三棱锥的体积。
正确答案
见解析
解析
解析:(1) 证明:由题意,,
因为,所以
,
。…3分
又因为菱形,所以
。
因为,所以
平面
,
因为平面
,所以平面
平面
。 ……………6分
(2)解:三棱锥的体积等于三棱锥
的体积。
由(1)知,平面
,
所以为三棱锥
的高。
的面积为
,
所求体积等于。 ……………12分
知识点
如图,在直三棱柱中,
,三棱锥
的体积为
,求直线
与
所成角的大小(结果用反三角函数值表示).
正确答案
见解析
解析
,
是直线
与直线
所成的角
所以直线与
所成的角为
知识点
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