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题型:简答题
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简答题 · 12 分

为实数,首项为,公差为的等差数列的前项和为,满足

(1)若=5,求及a1

(2)求的取值范围,

正确答案

见解析。

解析

(1)由题意知    

解得:    所以              ……………………6分

(2)  故

(或)所以所以

即d的取值范围是                      ……………………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

如图所示,PA⊥平面ABCD,ABCD是矩形,AB = 1,AD=,点F是PB的中点,点E在边BC上移动.

(1)若PA=1,求证:AFPC;

(2)若二面角P-BC-A的大小为,则CE为何值时,三棱锥F-ACE的体积为

正确答案

见解析

解析

(1)证明:,为PB中点,

                           1分

⊥平面,∴     2分

是矩形,∴         3分

,而  4分

,∴       5分

,∴       6分

(2)由(1)知:   7分

为二面角的一个平面角,则=60°      8分

                                       9分

,解得           11分

时,三棱锥的体积为                     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 · 12 分

已知四棱锥E﹣ABCD的底面为菱形,且∠ABC=60°,AB=EC=2,,O为AB的中点。

(1)求证:EO⊥平面ABCD;

(2)求点D到面AEC的距离。

正确答案

见解析

解析

(1)证明:连接CO

∴△AEB为等腰直角三角形

∵O为AB的中点,∴EO⊥AB,EO=1…(2分)

又∵AB=BC,∠ABC=60°,∴△ACB是等边三角形

,…(4分)

又EC=2,∴EC2=EO2+CO2

∴EO⊥CO,

∵AB∩CO=O

∴EO⊥平面ABCD…(6分)

(2)解:设点D到面AEC的距离为h

…(8分)

,E到面ACB的距离EO=1,VD﹣AEC=VE﹣ADC∴S△AEC•h=S△ADC•EO…(10分)

∴点D到面AEC的距离为…(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 · 12 分

如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,平面ABB1A1⊥底面ABC,,∠A1AB=120°,D、E分别是BC、A1C1的中点。

(1)试在棱AB上找一点F,使DE∥平面A1CF;

(2)在(1)的条件下,求多面体BCF-A1B1C1的体积。

正确答案

见解析。

解析

(1)F是AB的中点,证明如下:

连结DF,又因为D、E分别是BC、A1C1的中点,

所以DF∥=AC,又AC∥=A1C1,且A1E=A1C1

则DF∥=A1E,故四边形A1FDE是平行四边形,

所以DE∥A1F,又A1F平面A1CF,DE平面A1CF,

所以DE∥平面A1CF。

(2)连结AB1,在△AA1B1中,∠AA1B1=60°,A1A=2,A1B1=1,

根据余弦定理,

,所以A1B1⊥AB1

由(1)知,F是AB的中点,则CF⊥AB,面ABB1A1⊥面ABC,

所以AB1⊥底面ABC,即AB1是三棱柱ABC-A1B1C1的高。

V三棱锥

所以多面体BCF-A1B1C1的体积

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,直三棱柱中, ,   的中点,△是等腰三角形,的中点,上一点。

(1)若∥平面,求

(2)平面将三棱柱分成两个部分,求较小部分与较大部分的体积之比。

正确答案

(1)    (2)

解析

(1)解析:取中点为,连结,………1分

分别为中点

四点共面,         ………3分

且平面平面

平面,且∥平面

的中点,

的中点,                                          ………5分

,                                                 ………6分

(2)因为三棱柱为直三棱柱,∴平面

,则平面

,又三角形是等腰三角形,所以.

如图,将几何体补成三棱柱

∴几何体的体积为:

                                                                  ………9分

又直三棱柱体积为:             ………11分

故剩余的几何体棱台的体积为:

∴较小部分的体积与较大部分体积之比为:,                   ………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 · 14 分

如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA=PB=PD=AB=BC=CD=DA=DB=2,E为的PC中点。

(1)求证:PA∥平面BDE;

(2)求证:平面PBC⊥平面PDC。

正确答案

见解析。

解析

(1)

连接AC交BD于O,连接EO,PO。

∵四边形ABCD是菱形,∴O是AC中点,

又E为PC中点,∴PA∥EO。

又EO⊂面BDE,PA⊄面BDE,

∴PA∥平面BDE。

(2)在△PAC中,易得

∴∠APC=90°,∴

∴PD2+DC2=PC2,∴∠PDC=90°,在△PDC中可求得

同理在△PBC中可求得

∴在△BDE中可得∠BED=90°,即BE⊥DE。

又PB=BC,E为PC中点,∴BE⊥PC。

又PC∩DE=E,

∴BE⊥面PDC,又BE⊂面PBC,

∴平面PBC⊥平面PDC。

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,直角梯形ACDE与等腰直角△ABC所在平面互相垂直,F为BC的中点,,AE∥CD,DC=AC=2AE=2.

(1)求证:平面BCD平面ABC

(2)求证:AF∥平面BDE;

(3)求四面体B-CDE的体积.

正确答案

见解析。

解析

(1)∵面ABC面ACDE,面ABC面ACDE=AC,CDAC,

∴DC面ABC,………………………………………………2分

∵DC面BCD,∴平面BCD平面ABC. ………………4分

(2)取BD的中点P,连结EP、FP,则PF  DC,

又∵EADC,∴EAPF,……………………………6分

∴四边形AFPE是平行四边形,∴AF∥EP,

又∵EP面BDE,∴AF∥面BDE.…………………8分

(3)∵BAAC,面ABC面ACDE=AC,∴BA面ACDE.

∴BA就是四面体B-CDE的高,且BA=2. ……………10分

∵DC=AC=2AE=2,AE∥CD,

         ∴………………………12分

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:填空题
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填空题 · 5 分

已知某几何体的三视图如图所示,其中俯视图是边长为2的正三角形,侧视图是直角三角形,则此几何体的体积为________ 。

正确答案

解析

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

在等腰梯形(见图1)中,,垂足为,将

沿AD折起,使得,得到四棱锥(见图2),在

图2中完成下面问题:

(1)证明:平面平面PCD;

(2)在线段上是否存在一点,使平面.若存在,请给出证明;

若不存在,请说明理由.

正确答案

见解析。

解析

(1)∵在图1的等腰梯形中,

∴所以在四棱锥中,

,且,∴

平面平面

平面.∵平面

∴平面平面.

(2)当时,有平面


证明:在梯形中,连结交于点

连结.易知,所以.

,所以,所以在平面中,有

又因为平面平面,所以平面.

知识点

平面与平面之间的位置关系平面与平面平行的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在四棱锥P-ABCD中,∠ABC=∠ACD=90°,∠BAC=∠CAD=60°,PA⊥平面ABCD,E为PD的中点,PA = 2AB = 2。

(1) 求证:CE∥平面PAB

(2)求四面体PACE的体积

正确答案

见解析。

解析

(1)法一:   取AD得中点M,连接EM,CM.

则EM//PA             ……………………………1分

因为

所以,     ……………………… 2分

中,

所以,

,所以,MC//AB. ……………………… 3分

因为

所以,      ……………………… 4分

又因为

所以,

因为 …… 6分

法二:     延长DC,AB,交于N点,连接PN. ……1分

因为

所以,C为ND的中点.                        ………………………3分

因为E为PD的中点,所以,EC//PN

因为

                       ………………………6分

(2)法一:由已知条件有;AC=2AB=2,AD=2AC=4,CD=………… 7分

因为,,所以,           ……………… 8分

又因为

所以,                       ………………………10分

因为E是PD的中点

所以点E平面PAC的距离 ,

所以,四面体PACE的体积 ……12分

法二:由已知条件有;AC=2AB=2,AD=2AC=4,CD=

因为,

所以,   ……………… 10分

因为E是PD的中点

所以,四面体PACE的体积     ……………… 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,四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PD⊥底面ABCD,点E在棱PB上。
(1)求证:平面AEC⊥平面PDB;
(2)当PD= AB且E为PB的中点时,求AE与平面PDB所成的角的大小。

正确答案

见解析

解析

(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,∴AC⊥BD,
∵PD⊥底面ABCD,
∴PD⊥AC,∴AC⊥平面PDB,
∴平面AEC⊥平面PDB。
(2)解法1:设AC∩BD=O,连接OE,
由(1)知AC⊥平面PDB于O,
∴∠AEO为AE与平面PDB所的角,
∴O,E分别为DB、PB的中点,
∴OE∥PD,OE=PD,
又∵PD⊥底面ABCD,
∴OE⊥底面ABCD,OE⊥AO,
在Rt△AOE中,OE= PD

PD=AB=AO,
∴∠AEO=45°,即AE与平面PDB所成的角的大小为45°,此题还有一种解法:

解法2:连接DE,∵底面是正方形,∴AD⊥DC,又∵PD⊥底面ABCD,∴AD⊥PD,AD⊥平面PDB,即∠AED就是AE与平面PDB所成的角. ∵AD=AB,DE=PB(∵PD⊥DB,∴三角形PDB是直角三角形, DE是钭边PB上的中线,∴钭边上中线等于钭边的一半),在Rt△PDB中,

DE=PB=AB

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 · 14 分

已知E,F分别是矩形ABCD的边AD,BC上的点,AB= 2, AD = 5.AE=1,BF=3现将四边形AEFB沿EF折成四边形,,使DFF

(1)求证:平面CDEF

(2)求二面角-FC-E的大小

正确答案

见解析

解析

(1)证明:∵    

,即

又∵   

   ∴平面

∴平面⊥平面

(2)解:过

由(I)可知平面⊥平面

又∵平面平面

平面

,交延长线于点,连结

平面   ∴

为二面角的平面角

  ∴

又∵   ∴

即二面角的正切值为

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P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,∠ADC=45°,AD=AC=1,O为AC中点,PO⊥平面ABCD,M为PD中点。
(1)证明:PB∥平面ACM;
(2)证明:AD⊥平面PAC;

(3)证明:平面PAD⊥平面PAC。

正确答案

见解析

解析

(1)连MO,BD,BD∩AC=O
∵O为AC中点,M为PD中点
∴MO∥PB
∵PB⊄平面ACM,MO⊂平面ACM
∴PB∥平面ACM;

(2)∵∠ADC=45°,AD=AC,∴AD⊥AC,
∵PO⊥平面ABCD,∴AD⊥PO,∵PO∩AC=O
∴AD⊥平面PAC;

(3)∵AD⊥平面PAC,AD⊂平面PAD
∴平面PAD⊥平面PAC。

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,四棱锥P-ABCD中,PB⊥底面ABCD,CD⊥PD,底面ABCD为直角梯形,AD平行BC,AB=AD=PB=3,点E在棱PA上, 且PE=2EA,。

求异面直线PA与CD所成的角.(不要向量的方法)

正确答案

解析

解析:取BD的中点为F
    ∵AB=AD、F∈BD且BF=DF,∴AF⊥BD,又CD⊥BD,∴AF∥CD,
    ∴∠PAF=PA、CD所成的角。
    ∵梯形ABCD是直角梯形,又CD⊥BD、AD∥BC,∴AB⊥BC、AB⊥AD.
    ∵AB⊥AD、AB=AD=3,∴BD=3√2.
    ∵AB⊥AD、BF=DF,∴AF=BD/2=3√2/2.

    ∵PB⊥平面ABCD,∴AB⊥PB,又AB=PB=3,∴PA=3√2,∴PA=2BD.
    ∵PB⊥平面ABCD,∴AF⊥PB,又AF⊥BD、PB∩BD=B,∴AF⊥平面PBD,∴AF⊥PF
   由AF⊥PF、PA=2BD,得:∠PAF=60°。
   ∴PA、CD所成的角为60°。

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

已知四棱柱中,,.

(1)求证:

(2)求四面体的体积。

正确答案

见解析。

解析

(1)由四边形是正方形,所以.又平面,所以,而,所以平面.又,所以平面,从而. (6分)

(2)设所给四棱柱的体积为V,则,又三棱锥的体积等于三棱锥的体积,记为,三棱锥的体积又等于三棱锥的体积,记为.而,所以所求四面体的体积为. (12分)

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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