- 立体几何与空间向量
- 共2637题
如图,已知正方体ABCD—A1B1C1D1,过BD1的平面分别交棱AA1和棱CC1于E、F两点。
(1)求证:A1E=CF;
(2)若E、F分别是棱AA1和棱CC1的中点,求证:平面平面BB1D1D。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题知,平面EBFD1与平面BCC1B1交于
BF、与平面ADD1A交于ED1 ………………1分
又平面BCC1B1//平面ADD1A1∴D1E//BF …………………2分
同理BE//D1F ……………………………3分
∴四边形EBFD1为平行四边形 ∴D1E=BF …………………4分
∵A1D1==CB,D1E=BF,∠D1A1E=∠BCF=90°
∴≌Rt△CBF∴A1E=CF ……………6分
(2)∵四边形EBFD1是平行四边形。AE=A1E,FC=FC1,
∴Rt△EAB≌Rt△FCB,∴BE=BF,故四边形EBFD1为菱形。 ………………8分
连结EF、BD1、A1C1。∵四边形EBFD1为菱形,∴EF⊥BD1,
在正方体ABCD—A1B1C1D1中,有B1D1⊥A1C1,B1D⊥A1A
∴B1D1⊥平面A1ACC1。 ………………10分
又EF平面A1ACC1,∴EF⊥B1D1。又B1D1∩BD1=D1,∴EF⊥平面BB1D1D。
又EF平面EBFD1,故平面EBFD1⊥平面BB1D.……………12分
知识点
在直三棱柱中,AC=4,CB=2,AA1=2,
,E、F分别是
的中点。
(1)证明:平面平面
;
(2)证明:平面ABE;
(3)设P是BE的中点,求三棱锥的体积。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:在,∵AC=2BC=4,
∴,∴
,∴
由已知, ∴
又∵
(2)证明:取AC的中点M,连结
在,
而,∴直线FM//平面ABE
在矩形中,E、M都是中点,∴
而,∴直线
又∵ ∴
故
(3)取的中点
,连结
,则
且
,
由(1),∴
,
∵P是BE的中点,
∴
知识点
如图,已知三棱锥P=ABC中,PA⊥PC,D为AB的中点,M为PB的中点,且AB=2PD.
(1)求证:DM//面PAC;
(2)找出三棱锥P—ABC中一组面与面垂直的位置关系,并给出证明(只需找到一组即可).
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:依题意D为AB的中点,M为PB的中点
…………1分
又平面
,
平面
面
…………4分
(2)平面平面
…………5分
证明:由已知,又D为AB的中点
所以PD=BD,又知M为PB的中点
………8分
由(1)知
…………9分
又由已知且
故平面
,又
平面
平面
平面
…………12分
知识点
如图,在四棱锥中,底面
为菱形,其中
,
,
为
的中点。
(1)求证:
(2)若平面平面ABCD,且
,
求四棱锥的体积。
正确答案
见解析。
解析
(1),
为中点,
又,底面
为菱形,
为中点
所以平面
(2)连接,作
于
.
,
为
的中点
又平面
平面ABCD,
又,所以PQ//MN.于是
,
又,
,
V
知识点
若成等比数列,则
的取值范围( )
正确答案
解析
略
知识点
在正方体中,
为底面
上一动点,如果
到点
的距离等于
到直线
的距离,那么点
的轨迹所在的曲线是
正确答案
解析
略
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
已知全集,集合
,则
等于
正确答案
解析
略
知识点
如图,在五面体中,四边形
为正方形,
,平面
平面
,且
,
,点G是EF的中点。
(1)证明:;
(2)若点在线段
上,且
,求证:
//平
面
;
(3)已知空间中有一点O到五点的距离相等,请指出点
的位置. (只需写出结论)
正确答案
见解析
解析
解析:
(1)证明:因为,点G是EF的中点,
所以 .
…………………1分
又因为 ,
所以 . …………………2分
因为平面平面
,且平面
平面
,
平面
,
所以 平面
. …………………4分
因为 平面
,
所以 . ………………5分
(2)证明:如图,过点作
//
,且交
于点
,连结
,
因为 ,所以
, ………………6分
因为 ,点G是EF的中点,
所以 ,
又因为 ,四边形ABCD为正方形,
所以 //
,
.
所以四边形是平行四边形.
所以 . ……………8
分
又因为平面
,
平面
,
所以 //平面
. ………………11分
(3)解:点为线段
的中点. ………………14分
知识点
如图,在直三棱柱中,
,
是棱
上的一点,
是
的延长线与
的延长线的交点,且
∥平面
。
(1)求证:;
(2)求点到平面
的距离。
正确答案
见解析。
解析
(1)连接交
于
∵∥平面
,
面
,面
面
…2分
∴∥
又
为
的中点,…4分
∴为
中点∴
为
中点 …5分
∴∴
;…………6分
(2)因为
所以,
…………8分
…………9分
在中,
…………11分
∴ …………12分
知识点
在△ABC中,内角A,B,C,的对边分别为a,b.c
(1)求角A的大小;
(2) 若a=,b=1,求 △ABC的面积.
正确答案
见解析
解析
解:
(1) 由及正弦定理,得
,
,
,
.
(2) 由,
,
及余弦定理,得
,
得,
知识点
已知函数f(x)=ax2-ln x,x∈(0,e],其中e是自然对数的底数,a∈R.
(1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间与极值;
(2)是否存在实数a,使f(x)的最小值是3?若存在,求出a的值;若不存在,说明理由。
正确答案
见解析
解析
(1)∵f(x)=x2-ln x,f′(x)=2x-=,x∈(0,e],
令f′(x)>0,得<x<e,f′(x)<0,得0<x<,
∴f(x)的单调增区间是,单调减区间为.
∴f(x)的极小值为f=-ln=+ln 2.无极大值, …… 4分
(2)假设存在实数a,使f(x)=ax2-ln x,x∈(0,e]有最小值3,f′(x)=2ax-=。
①当a≤0时,x∈(0,e],所以f′(x)<0,所以f(x)在(0,e]上单调递减,
∴f(x)min=f(e)=ae2-1=3,a=(舍去)。
②当a>0时,令f′(x)=0,得x= ,(ⅰ)当0< <e,即a>时,
f(x)在上单调递减,在上单调递增
∴f(x)min=f=-ln=3,得a=。
(ⅱ)当≥e,即0<a≤时,x∈(0,e]时,f′(x)<0,所以f(x)在(0,e]上单调递减,∴f(x)min=f(e)=ae2-1=3,a=(舍去),此时f(x)无最小值。
综上,存在实数a=,使得当x∈(0,e]时,f(x)有最小值3. …… 14分
知识点
在如图所示的多面体中,平面
平面
,
是边长为2的正三角形,
∥
,且
.
(1)求证:;
(2)求多面体的体积.
正确答案
见解析。
解析
(1),
又因平面平面
,平面
平面
平面
,
平面
,
.
(2)作于点
.由(1)知
平面
,
又∥
,且
四边形
是上.下底分别为2.4,高为2的直角梯形,其面积为6.
又,
平面
,
.
故多面体的体积为
.
知识点
7.若偶函数满足
,且在
时,
,则关于
的方程
在
上根的个数是( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
1.已知集合,
,则
( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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