- 立体几何与空间向量
- 共2637题
设是两条不同的直线,
是两个不同的平面( )
正确答案
解析
对A,若,
,则
或
或
,错误;
对B,若,
,则
或
或
,错误;
对C,若,
,
,则
,正确;
对D,若,
,
,则
或
或
,错误.
故选C. 点评:本题考查空间中的线线、线面、面面的闻之关系,容易题
知识点
如图,在四棱锥P-ABCD中,AB∥CD,AB⊥AD,CD=2AB,平面PAD⊥平面ABCD,PA⊥AD.E和F分别是CD和PC的中点。
求证:
(1)PA⊥底面ABCD;
(2)BE∥平面PAD;
(3)平面BEF⊥平面PCD.
正确答案
见解析
解析
(1)因为平面PAD⊥底面ABCD,且PA垂直于这两个平面的交线AD,
所以PA⊥底面ABCD.
(2)因为AB∥CD,CD=2AB,E为CD的中点,
所以AB∥DE,且AB=DE.
所以ABED为平行四边形。
所以BE∥AD.
又因为BE平面PAD,AD
平面PAD,
所以BE∥平面PAD.
(3)因为AB⊥AD,而且ABED为平行四边形,
所以BE⊥CD,AD⊥CD.
由(1)知PA⊥底面ABCD,所以PA⊥CD.
所以CD⊥平面PAD.所以CD⊥PD.
因为E和F分别是CD和PC的中点,
所以PD∥EF.所以CD⊥EF.
所以CD⊥平面BEF.
所以平面BEF⊥平面PCD.
知识点
如图,在四棱锥中,底面
是矩形,
,
,
, N是棱
的中点.
(1)求证:平面
;
(2)求证:平面
;(3)在棱SC上是否存在一点P,使得
平面平面
?若存在,求出
的值;若不存在,说明理由.
正确答案
见解析
解析
(1)证明:因为底面是矩形,所以
,……………… 1分
又因为 平面
,
平面
,所以
平面
……………… 3分
(2)证明:因为 ,所以
平面SAD,……………… 5分
又因为 平面
,所以
.……………… 6分 因为
,且N为AD中点,所以
.
又因为 ,所以
平面
.………… 8分
(3)解:如图,连接BD交NC于点F,在平面SNC中过F作交
于点P,连接PB,PD.
因为 平面
,所以
平面
.…………… 11分
又因为 平面
,所以平面
平面
.……… 12分
在矩形中,因为
,所以
.在
中,因为
,
所以.则在棱SC上存在点P,使得平面
平面
,此时
. ……… 14分
知识点
如图,四棱锥的底面
是边长为2的菱形,
.已知
。
(1)证明:
(2)若为
的中点,求三菱锥
的体积。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:连接交于
点
又是菱形
而
⊥面
⊥
(2) 由(1)⊥面
=
知识点
如图,四棱锥中,
∥
,
,侧面
为等边三角形。
.
(1)证明:
(2)求AB与平面SBC所成角的大小。
正确答案
见解析。
解析
解法一:(1)
取中点
,连结
,则四边形
为矩形,
,连结
,则
,
.
又,故
,
所以为直角.
由,
,
,得
平面
,所以
.
与两条相交直线
、
都垂直。
所以平面
.
另解:由已知易求得,于是
.可知
,同理可得
,又
.所以
平面
.
(2)由平面
知,平面
平面
.
作,垂足为
,则
平面ABCD,
.
作,垂足为
,则
.
连结.则
.
又,故
平面
,平面
平面
.……9分
作,
为垂足,则
平面
.
,即
到平面
的距离为
.
由于,所以
平面
,
到平面
的距离
也为
.
设与平面
所成的角为
,则
,
.
解法二:以为原点,射线
为
轴的正半轴,建立如图所示的空间直角坐标系
.
设,则
、
.
又设,则
.
(1)
,
由得
,
故.
由得
,
又由得
,
即,故
.
于是,
.
故,又
,
所以平面
.
(2)设平面的法向量
,
则.
又,
故
取得
,又
.
故与平面
所成的角为
.
知识点
已知点P,A,B,C,D是球O表面上的点,PA⊥平面ABCD,四边形ABCD是边长为的正方形,若
,则△OAB的面积为__________。
正确答案
解析
如图所示,∵PA⊥平面ABCD,
∴PA⊥AC。
故可知PC为球O直径,则PC的中点为O,取AC的中点为O′,
则,
又∵,
,
∴,
∴球半径,故OC=OA=OB=
,又∵
,
∴△OAB为等边三角形。
∴
知识点
设m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面( )。
正确答案
解析
A选项中直线m,n可能平行,也可能相交或异面,直线m,n的关系是任意的;B选项中,α与β也可能相交,此时直线m平行于α,β的交线;D选项中,m也可能平行于β.故选C
知识点
如图,在四棱台中,
平面
,底面
是平行四边形,
,
,
60°
(1)证明:;
(2)证明:.
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:因为,所以设
AD=a,则AB=2a,又因为60°,所以在
中,由余弦定理得:
,所以BD=
,所以
,故BD⊥AD,又因为
平面
,所以
BD,又因为
, 所以
平面
,故
.
(2)连结AC,设ACBD=0, 连结
,由底面
是平行四边形得:O是AC的中点,由四棱台
知:平面ABCD∥平面
,因为这两个平面同时都和平面
相交,交线分别为AC、
,故
,又因为AB=2a, BC=a,
,所以可由余弦定理计算得AC=
,又因为A1B1=2a, B1C1=
,
,所以可由余弦定理计算得A1C1=
,所以A1C1∥OC且A1C1=OC,故四边形OCC1A1是平行四边形,所以CC1∥A1O,又CC1
平面A1BD,A1O
平面A1BD,所以
.
知识点
已知和
是两条不同的直线,
和
是两个不重合的平面,下面给出的条件中一定能推出
的是
正确答案
解析
略
知识点
如图,在底面是菱形的四棱锥中,
底面
,
为
中点,
。
(1)求证:平面
;
(2)求证:平面平面
;
(3)求二面角的正切值。
正确答案
见解析。
解析
(1)连接BD,交AC于点O,连接OE,在三角形BDP中,
O,E分别为BD,PD中点,
OE为中位线,
OE//PB,且OE
平面ACE,PB
平面ACE,
平面
。
(2)底面是菱形,
AC
BD
又底面
,
PA
BD
平面
平面
平面
平面
平面
(3)过点作直线
于点
,连接
,
由(2)知,平面
,
,故
平面
,
,故
为二面角
的平面角。
易得:
知识点
在直角梯形ABCD中,ADBC,,
,如图(1),把
沿
翻折,使得平面
,如图(2)。
(1)求证:;
(2)求三棱锥的体积;
(3)在线段上是否存在点N,使得
?若存在,请求出
的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵平面,
,
∴, 2分又∵
,∴
。 …4分
(2)如图(1)在。
,在
。
∴。
如图(2),在,过点
做
于
,∴
。
, 7分∴
。
(3)在线段上存在点N,使得
,理由如下:
如图(2)在中,
,∴
,
过点E做交
于点N,则
,
∵, …10分
又,
,
,
又,∴
。
∴在线段上存在点N,使得
,此时
。
知识点
如图,四棱锥的底面是正方形,
平面
,
,
(1)求证:;
(2)求异面直线与
所成的角的大小.
正确答案
见解析
解析
(1)∵⊥平面
平面
∴CD⊥SD
又四边形ABCD是正方形,∴CD⊥AD
∴CD⊥平面SDA
平面
∴SA⊥CD.
(2)∵‖CD
∴或其补角是异面直线
与
所成角
由(1),BA⊥平面SDA,∴△SAB是直角三角形.
故异面直线SB与CD所成角的大小为.
知识点
图4,PA垂直于⊙O所在平面ABC,AB为⊙O的直径,PA=AB=2,,C是弧AB的中点.
(1)证明:BC平面PAC;
(2)证明:CFBP;
(3)求四棱锥C—AOFP的体积.
正确答案
见解析。
解析
(1)
证明:∵PA⊥平面ABC,BC⊥平面ABC,
∴BC⊥PA.
∵△ACB是直径所对的圆周角,
∴,即BCAC.
又∵,∴
平面
.
(2)证明:∵PA⊥平面ABC,OC⊥平面ABC,
∴OC⊥PA.
∵C是弧AB的中点,
∴△ABC是等腰三角形,AC=BC,
又O是AB的中点,∴OC⊥AB.
又∵,∴
平面
,又
平面
,
∴.
设BP的中点为E,连结AE,则,
∴.
∵,∴
平面
. 又
平面
,∴
.
(3)解:由(2)知平面
,∴
是三棱锥
的高,且
.
又∵,
∴
又∵
∴四棱锥的体积
知识点
给定空间中的直线l及平面,条件“直线l与平面α内的无数条直线都垂直”是“直线l与平面α垂直的 [答] ( )。
正确答案
解析
略
知识点
设m,n是平面内两条不同直线,l是平面
外的一条直线,则“l⊥m,l⊥n”是“l⊥
”的
正确答案
解析
略
知识点
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