- 立体几何与空间向量
- 共2637题
18.在棱长为的正方体
中,
是线段
的中点,底面ABCD的中心是F.
(1)求证:
;
(2)求证:∥平面
;
(3)求三棱锥的体积。
正确答案
解: (1)证明:根据正方体的性质,
因为,所以
,又
所以,
,所以
;
(2)证明:
连接,因为
,
所以为平行四边形,因此
由于是线段
的中点,所以
,
因为面
,
平面
,
所以∥平面
(3)
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
19.如图,矩形CDEF和梯形ABCD互相垂直,∠BAD=∠ADC=90°,AB=AD=CD,BE⊥DF.(Ⅰ)若M为EA中点,求证:AC∥平面MDF;(Ⅱ)若AB=2,求四棱锥E-ABCD的体积.
正确答案
(1)略;(2).
解析
⑴证明:设与
交于点
,连结
,在矩形
中,点
为
中点,
因为为
中点,
所以∥
,
又因为平面
,
平面
,
所以∥平面
.
⑵解:取中点为
,连结
,平面
平面
,平面
平面
,
平面
,
,
所以平面
,
同理平面
,
所以,的长即为四棱锥
的高,在梯形
中
,
所以四边形是平行四边形,
,
所以平面
,
又因为平面
,
所以,
又,
,
所以平面
,
.
注意到,
,
,
所以 .
考查方向
本题考查了立体几何中的线面平行和体积.属于考中的高频考点。
解题思路
本题考查立体几何,解题步骤如下:
1、转化为证明线线平行。
2、利用体积公式求解。
易错点
第一问中的线面平行的转化。
知识点
7.设α为平面,a、b为两条不同的直线,则下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
对于A答案,直线a与b可以相交,也可以异面,也可以平行;
对于B答案,b和a垂直,但是和平面α的关系不能确定,也可以在平面α内;
对于D答案,b和a垂直,但是和平面α的关系不能确定,可以和平面α斜交。
所以,A选项不正确, C选项不正确,D选项不正确,B选项正确。
考查方向
解题思路
1.对每一个选项进行判断即可;
2.也可以画出图形,直接判断。
A选项不正确, C选项不正确,D选项不正确,B选项正确。
易错点
本题在线线平行、线面平行,线线垂直、线面垂直上容易混淆。有些关系没有考虑到导致出错。
知识点
18.如图,四棱锥S- ABCD中,SD⊥底面ABCD,AB//DC,AD ⊥ DC,,AB=AD=1,DC=SD=2,M.N分别为SA,SC的中点,E为棱SB上的一点,且SE=2EB.
(I)证明:MN//平面ABCD;
(II)证明:DE⊥平面SBC.
正确答案
略,详见解析;
解析
试题分析:本题属于立体几何中的基本问题,具体解析如下:
证明:(Ⅰ)连,∵
分别为
的中点,
∴
又∵平面
平面
∴平面
(Ⅱ) 连,∵
,
∴
又底面
,
底面
∴
∵,∴
平面
∵平面
,∴
又,
当时,
,
在与
中,
,
,
∴
又,∴
∴,即
∵,
∴平面
.
考查方向
本题考查了立体几何的相关知识,大体可以分成以下几类:
1、考察线面平行的判定,由线线平行得到MN//平面ABCD;
2、线线垂直的判定;
3、三角形相似的判定;
4、线面垂直的判定等.
解题思路
本题考查立体几何中的线面平行、线面垂直,解题步骤如下:
1、由线线平行得到MN//平面ABCD;
2、在三角形中利用勾股定理判定线线垂直;
3、三角形相似得出线段成比例,再次得到三角形相似;
4、得到角相等之后再次判定三角形相似,进而得到线线垂直,最后根据线面垂直的判定得到答案。
易错点
1、线面平行的判定条件没有写全;
2、找不到线线垂直的两条直线;
3、线线垂直得到线面垂直时条件遗漏。
知识点
19.如图,在直三棱柱中,底面
是正三角形,点
是
的中点,
.
(Ⅰ)求证:平面
;
(Ⅱ)试在棱上找一点
,使得
,并说明理由.
正确答案
(Ⅰ)(略)
(Ⅱ)当为棱
中点时,
解析
试题分析:本题属于立体几何中线面关系的位置关系的问题,难度不大,只要熟悉了线面关系中平行与垂直的判定和性质定理,即可完成。
(Ⅰ)连结,交
于点
,连结
.
在中,
为
中点.
又因为为
中点,所以
.
因为平面
,
平面
,
所以平面
.
(Ⅱ)当为棱
中点时,
,理由如下:
因为在直三棱柱中,
,
所以四边形为正方形.
因为为棱
中点,
是
的中点,易证
,
所以,
又因为,
所以,故
.
因为是正三角形,
是
的中点,
所以.
因为平面平面
平面
平面
平面
,
所以平面
因为平面
所以
.
因为,
平面
,
所以平面
,
因为平面
,所以
.
考查方向
解题思路
本题主要考查直线与直线、直线与平面及平面与平面的位置关系,
解题步骤如下:由线线平行推出线面平行;由面面垂直推出线面垂直,从而得出线线垂直。
易错点
第一问在书写时易遗漏平面
,
平面
这些条件,
第二问在线面垂直的转化中易混淆不清。
知识点
在四棱锥中,
平面
,
是正三角形,
与
的交点
恰好是
中点,又
,
,点
在线段
上,且
.
21.求证:平面
;
22.求点C到平面PBD的距离.
正确答案
见证明
解析
试题分析:本题属于立体几何的综合应用问题,属于中档题,只要掌握相关立体几何的知识,即可解决本题,解析如下:
在正三角形ABC中,
在中,因为M为AC中点,
,
所以,
,所以
所以
在等腰直角三角形中,
,
所以,
,
所以.
又平面
,
平面
,所以
平面
考查方向
解题思路
(1)直接利用线面平行的判定定理进行证明;
(2)利用等体积法求点到面的距离.
易错点
相关定理不熟容易处错。
正确答案
解析
试题分析:本题属于立体几何的综合应用问题,属于中档题,只要掌握相关立体几何的知识,即可解决本题,解析如下:
方法一:
∴
方法二:C到平面PBD距离等于A到PBD距离,即A到PM距离d,
∴
考查方向
解题思路
(1)直接利用线面平行的判定定理进行证明;
(2)利用等体积法求点到面的距离.
易错点
相关定理不熟容易处错。
19.如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,E为AD上一点,F为PC上一点,四边形BCDE为矩形,∠PAD=60°,PB=2√3,PA=ED=2AE=2.(1)若 =λ
(λ∈R),且PA∥平面
,求λ的值;(2)求证:
平面
;(3)求直线PB与平面ABCD所成的角.
正确答案
见解析
解析
试题分析:本题属于立体几何中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难.
(1)连接交
于点
,连接
.
因为平面
,平面
平面
,
所以.
因为,所以
.
因为,所以
.
所以.
(2)因为
所以.
所以.
又平面平面
,且平面
平面
,
平面
.
(3)由(2)知,平面
∴ ∠PBE为直线PB与平面ABCD所成的角,
在RtΔPEB中,
,
60°,
直线PB与平面ABCD所成的角为60°.
考查方向
解题思路
本题考查立体几何中的线面位置关系,解题步骤如下:1、利用线面平行的性质定理。2、利用线面垂直的定义及判定定理转化。
易错点
1、第一问中的线线平行的判定。2、第二问中求证线面垂直时要与平面内的两条相交直线垂直。
知识点
18. 如图,四边形是菱形,
平面
,
,
,
,点
为
的中点.
(Ⅰ)求证:平面
;
(Ⅱ)求证:平面平面
;
(Ⅲ)求三棱锥的体积.
正确答案
(Ⅰ)略;
(Ⅱ)略;
(Ⅲ).
解析
(Ⅰ)取中点
,连接
因为点为
的中点,
所以且
又,且
,
所以
所以四边形为平行四边形.
所以
又平面
,
平面
,
所以平面
.
(Ⅱ)连接.
因为四边形为菱形,
,所以
为等边三角形.
因为为
中点,所以
,
又因为平面
,
平面
,所以
,
又,
平面
,
所以平面
.
又所以
平面
,
又平面
,所以平面
平面
.
法二:因为四边形为菱形,
,所以
为等边三角形.
因为为
中点,所以
,
又因为平面
,
平面
,
所以平面平面
,
又平面,
平面
,
所以平面
.
又所以
平面
,
又平面
,所以平面
平面
.
(Ⅲ)因为,
, 所以
.
考查方向
本题考查了线面平行,面面垂直的证明,体积的求法,在近几年的各省高考题出现的频率非常高.
解题思路
(Ⅰ)借助于平行四边形,得到线线平行,进而得到线面平行;
(Ⅱ)利用面面垂直的判定定理;
易错点
定理记忆不清致误.
知识点
19. 四棱锥平面ABCD,2AD=BC=2a
,
(1)若Q为PB的中点,求证:
;
(2)若,M为BC中点,试在PC上找一点N,使PA//平面DMN;
正确答案
详细答案见解析.
解析
试题分析:本题属于三角函数的图像与性质及正余弦定理的综合应用问题,属于简单题,只要掌握相关函数的知识,即可解决本题,解析如下:
证明(1)连结,
中,
由余弦理:,
解得
所以为直角三角形,
因为
,
所以又因为
平面
所以因为
所以平面
平面
所以,平面平面
又因为
,
为
中点
所以因为平面
平面
所以平面
平面
所以
(2) 当为
中点时,
平面
;
证明:连结,
设先证明
为平行四边形,
由中点得可证明
平面
考查方向
本题考查了线面平行、垂直,余弦定理的相关知识点。
易错点
证明线面垂直时由于不熟悉定理容易证错。
知识点
16.在四棱锥P-ABCD中,PC⊥平面ABCD,DC∥AB,DC=2,AB=4,BC=2,∠CBA=30°.
(1)求证:AC⊥PB;
(2)若PC=2,点M是棱PB上的点,且CM∥平面PAD,求BM的长。
正确答案
见解析
解析
(1)∵PC⊥平面ABCD,∴PC⊥AC,
又∠CBA=30°,BC=2,AB=4,
∴AC=
=,
∴AC2+BC2=4+12=16=AB2,∴∠ACB=90°,
故AC⊥BC.又∵PC、BC是平面PBC内的两条相交直线,
故AC⊥平面PBC,∴AC⊥PB.
(2) BM=2
考查方向
解题思路
(1)由余弦定理求AC
(2)由勾股逆定理得∠ACB=90°
(3)AC⊥BC,PC⊥AC,AC⊥平面PBC,∴AC⊥PB
易错点
证明过程不到位。
知识点
17.
如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥CD,AD∥BC,∠ADC=∠PAB=90°,BC=CD=½AD。
(I)在平面PAD内找一点M,使得直线CM∥平面PAB,并说明理由;
(II)证明:平面PAB⊥平面PBD。
正确答案
知识点
3.将一个长方形沿相邻三个面的对角线截去一个棱锥,得到的几何体的正视图与俯视图如图所示,则该几何体的侧(左)视图为
\
正确答案
知识点
19.(本题满分12分)本题共有2个小题,第1小题满分6分,第2小题满分6分.
将边长为1的正方形AA1O1O(及其内部)绕OO1旋转一周形成圆柱,如图, 长为
,
长为
,其中B1与C在平面AA1O1O的同侧.
(1)求圆柱的体积与侧面积;
(2)求异面直线O1B1与OC所成的角的大小.
正确答案
(1)由题意可知,圆柱的母线长,底面半径
.
圆柱的体积
(2)设过点的母线与下底面交于点B,
知识点
18. 在如图所示的几何体中,D是AC的中点,EF∥DB.
(I)已知AB=BC,AE=EC.求证:AC⊥FB;
(II)已知G,H分别是EC和FB的中点.求证:GH∥平面ABC.
正确答案
知识点
正确答案
知识点
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