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题型:简答题
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简答题 · 14 分

在四棱锥P-ABCD中,AB∥DC,AB⊥平面PAD, PD=AD,AB=2DC,E是PB的中点。

求证:(1)CE∥平面PAD;

(2)平面PBC⊥平面PAB。

正确答案

见解析。

解析

(1)

(方法1)取PA的中点F,连EF,DF。

因为E是PB的中点,所以EF // AB,且

因为AB∥CD,AB=2DC,所以EF∥CD,

,于是四边形DCEF是平行四边形,

从而CE∥DF,而平面PAD,平面PAD,

故CE∥平面PAD。

(方法2)取AB的中点M,连EM,CM,

因为E是PB的中点,所以EM // PA。

因为AB∥CD,AB=2DC,所以CM // AD。

因为平面PAD,平面PAD,

所以EM∥平面PAD,同理,CM∥平面PAD。

因为平面CEM,

所以平面CEM∥平面PAD,而平面PAD,故CE∥平面PAD。

(2)(接(1)中方法1)因为PD=AD,且F是PA的中点,所以

因为AB⊥平面PAD,平面PAD,所以

因为CE∥DF,所以

因为平面PAB,,所以平面PAB。

因为平面PBC,所以平面PBC⊥平面PAB。

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

在四棱锥中, 底面, , ,,, 点上。

(1)求证: 平面平面

(2) 当平面时, 求的值。

正确答案

见解析

解析

(1)证明: 过A作AFDC于F, 则CF=DF=AF,

所以, 即

底面,,所以

因为,且,

所以底面

, 所以平面平面

(2)连接BD交AC于点O, 连接EO, 因为平面,,

面AEC=EO, 所以PD//EO

=, 而, 所以

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在四棱锥中,四边形是菱形,,的中点。

(1)求证:

(2)求证:平面平面.

正确答案

见解析

解析

(1)证明:设,连接EO,因为O,E分别是BD,PB的中点,所以

,所以

(2)连接PO,因为,所以,又四边形是菱形,所以

,,,所以

,所以面

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

已知某几何体的直观图(图1)与它的三视图(图2),其中俯视图为正三角形,其它两个视图是矩形.已知是这个几何体的棱的中点。

 

(1)求出该几何体的体积;

(2)求证:直线

(3)求证:平面.

正确答案

见解析。

解析

由三视图可知该几何体为正三棱柱,底面是高为的正三角形,三棱柱的高,  ……2分

(1)底面是高为的正三角形,易知底面边长为2,所以底面面积

所求体积.   ……………4分

(2)

连接,且正三棱柱侧面是矩形,

∴点是棱的中点 ,         ……6分

因为D为棱的中点.连接的中位线,

.              ……………8分

(3) 在正三棱柱

,又由正三棱柱性质知

平面                          …………10分

.  ………12分

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在四棱锥中,⊥底面,底面为正方形,分别是的中点。

(1)求证:平面

(2)求证:

(3)设PD=AD=a, 求三棱锥B-EFC的体积.

正确答案

见解析。

解析

(1)证明: 分别是的中点,    

。       …4分

(2)证明:四边形为正方形,

。    ………8分

(3)

连接AC,DB相交于O,连接OF,

则OF⊥面ABCD,

………12分

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

如图,在多面体中,底面正方形的两条对角线相交于点,且

(1)在平面内是否存在一点,使?若存在,试确定点的位置,若不存在,请说明理由;

(2)求直线与平面所成的角。

正确答案

见解析

解析

(1)存在点,且点的中点时,有        ------1分

证明:当点的中点时,由于为正方形的中心        --------2分

的中位线       --------3分

又∵平面平面      -------4分

平面         --------5分

(2)连接四边形是正方形,          --------6分

平面       ----------7分

平面,∴

又∵在平面BDE内,且相交于点

平面       ----------9分

与平面所成的角      ----------10分

由已知可得,      ------------11分

    ∴      ------------12分

所以直线与平面所成的角为   -------------13分

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图所示多面体中,AD⊥平面PDC,ABCD为平行四边形,E,F分别为AD,BP的中点,AD=,AP=,PC=.

(1)求证:EF∥平面PDC;

(2)若∠CDP=90°,求证BE⊥DP;

(3)若∠CDP=120°,求该多面体的体积.

正确答案

见解析。

解析

(1)取PC的中点为O,连FO,DO,

∵F,O分别为BP,PC的中点,

∥BC,且,

又ABCD为平行四边形,∥BC,且,

∥ED,且

∴四边形EFOD是平行四边形          ---------------------------------------------2分

即EF∥DO   又EF平面PDC

∴EF∥平面PDC。                   --------------------------------------------- 4分

(2)若∠CDP=90°,则PD⊥DC,

又AD⊥平面PDC  ∴AD⊥DP,

∴PD⊥平面ABCD,                             --------------------------------- 6分

∵BE平面ABCD,

∴BE⊥DP                                    -------------------------------- 8分

(3)连结AC,由ABCD为平行四边形可知面积相等,

所以三棱锥与三棱锥体积相等,

即五面体的体积为三棱锥体积的二倍.

∵AD⊥平面PDC,∴AD⊥DP,由AD=3,AP=5,可得DP=4

又∠CDP=120°PC=2

由余弦定理并整理得,    解得DC=2   -------------------------- 10分

三棱锥的体积

∴该五面体的体积为                         ----------------------------- 12分

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 16 分

已知椭圆的离心率为, 且过点, 记椭圆的左顶点为.

(1)求椭圆的方程;

(2)设垂直于轴的直线交椭圆于两点, 试求面积的最大值;

(3) 过点作两条斜率分别为的直线交椭圆于两点, 且, 求证: 直线恒过一个定点。

正确答案

见解析

解析

解:(1)由,解得,所以椭圆的方程为

(2)设,,则

, 所以,

当且仅当时取等号

从而, 即面积的最大值为

(3)因为A(-1,0),所以,

,消去y,得,解得x=-1或,

∴点      

 同理,有,而,

…12分  ∴直线BC的方程为,

,即

所以,则由,得直线BC恒过定点

知识点

平面与平面平行的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在四棱锥中,,且DB平分,E为PC的中点,AD=CD=1,DB=

(1)证明PA//平面BDE;

(2)证明AC平面ACD;

(3)求直线BC与平面PBD所成的角的正切值。

正确答案

解析

(1)证明:设,连结EH,在中,因为AD=CD,且DB平分,所以H为AC的中点,又有题设,E为PC的中点,故,又,所以

(2)证明:因为,所以

由(1)知,,

(3)解:由可知,BH为BC在平面PBD内的射影,所以为直线与平面PBD所成的角。

,

中,,所以直线BC与平面PBD所成的角的正切值为

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

一个四棱锥的三视图和直观图如图所示,其中俯视图中。E为侧棱PD的中点。

(1)求证:PB//平面AEC;

(2)若F为侧棱PA上的一点,且, 则为何值时,PA平面BDF?并求此时几何体F—BDC的体积。

正确答案

见解析

解析

(1)由图形可知该四棱锥和底面ABCD是菱形,且有一角为,边长为2,锥体高度为1。

设AC,BD和交点为O,连OE,OE为△DPB的中位线,

OE//PB,EO面EAC,PB面EAC内,PB//面AEC………..6

(2)过O作OFPA垂足为F

在Rt△POA中,PO=1,AO=,PA=2,PO2=PF·PA,2PF=1

在棱形中BDAC,又因为PO面ABCD,所以BDPO,

及BD面APO,所以PA平面BDF

时,在△POA中过F作FH//PO,则FH面BCD,FH=

。…………………12

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在多面体中,四边形是正方形,.

(1)求证:面

(2)求证:.

正确答案

见解析。

解析

证明:(1)四边形为正方形, ,

                                    …………………………………2分

     

                                     ………………………………4分

         ………………………………6分

(2)

的中点,连结

四边形为平行四边形

……………………8分

四边形为平行四边形,且

是正方形,,且

为平行四边形,,

  ………………………………………………………………………10分

 ………………………………………………12分

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,是边长为的正方形,平面.

(1)求证:∥平面

(2)求证:平面平面

(3)求几何体ABCDEF的体积

正确答案

见解析

解析

(1)设AC与BD的交点为O,则DO=BO= BD,

连接EO,,所以EF//BO且EF=BO,

则四边形EFBO时平行四边形,

则BF//EO,EO 面ACE,

BF 面ACE,故BF//平面ACE

(2)

………8分

(3)因为平面=

,又

,由(1)知

所以几何体的体积

………12分

知识点

平面与平面平行的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,底面ABC为正三角形,M、N、G分别是棱CC1、AB、BC的中点.且CC1= AC.

(1) 求证:CN//平面 AMB1

(2) 求证:B1M⊥平面AMG.

正确答案

见解析。

解析

(1) 设AB1的中点为P,连结NP、MP……………… 1分

∵CM   AA1,NP  AA1,∴CM   NP,…2分

∴CNPM是平行四边形,∴CN∥MP……………3分

∵CN平面AMB1,MP平面AMB1,∴CN∥平

面AMB1……………………………………………4分

(2) ∵CC1⊥平面ABC,∴平面CC1B1B⊥平面ABC,

∵AG⊥BC,∴AG⊥平面CC1B1B,∴B1M⊥AG. …

………………………………………………………6分

∵CC1⊥平面ABC,平面A1B1C1∥平面ABC,∴CC1

AC,CC1⊥B1C

设:AC=2a,则CC1=2a

在Rt△MCA中,AM=…………………………… 8分

同理,B1M=a…………………………………………………………… 9分 ∵BB1∥CC1,∴BB1⊥平面ABC,∴BB1⊥AB,

∴AB1=

∴AM2+B1M2=,∴B1M⊥AM,………………………………………10分

又AG∩AM=A,∴B1M⊥平面AMG..………………………………………12分

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在三棱柱中,底面,                E、F分别是棱的中点.

(1)求证:AB⊥平面AA1 C1C;

(2)若线段上的点满足平面//平面,试确定点的位置,并说明理由;

(3)证明:⊥A1C.

正确答案

见解析

解析

(1)底面

,              --------------2分

.                       ------------4分

(2)//面,面,面

//,                            ---------------------------7分

是棱的中点,

是线段的中点.                    ---------------------------8分

(3)三棱柱

侧面是菱形,

,                        --------------------------------9分

由(1)可得

,                  --------------------------------11分

.

分别为棱的中点,

//

.                             --------------------------12分

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图所示,在棱长为2的正方体中,分别为

中点。

(1)求证://平面

(2)求证:

(3)求三棱锥的体积。

正确答案

见解析。

解析

(1)连结,在中,分别为的中点,则

(2)

(3)

     且 

   即

=

=

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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