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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在直角梯形ABEF中,BE∥AF,∠FAB=90°,CD∥AB,将DCEF沿CD折起,使∠FDA=60°,得到一个空间几何体。

(1)求证:BE∥平面ADF;

(2)求证:AF⊥平面ABCD;

(3)求三棱锥E-BCD的体积。

正确答案

见解析。

解析

(1)

由已知条件可知,折叠之后平行关系不变,又因为平面平面,所以//平面

同理//平面.

平面

平面//平面.

平面,

//平面.

(2)由于

,即

 .

平面,

平面.

(3)法一:平面

.

,.

           

法二:取中点,连接.

由(2)易知⊥平面,又平面//平面,

⊥平面.

,.

,

.

.

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积直线与平面平行的判定与性质直线与直线垂直的判定与性质
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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,底面是正方形,△是正三角形,平面平面分别是的中点。

(1)求证:

(2)求证:平面平面

(3)在上是否存在点,使得平面∥平面,若存在求出点位置,并证明,若不存在,说明理由.

正确答案

见解析

解析

(1)证明:因为△是正三角形,的中点,所以.

因为平面平面,平面平面

所以平面.

因为平面,所以.       ……………5分

(2)证明:因为平面平面,所以.

因为是正方形,分别是的中点,所以.

因为,所以平面.

因为平面,所以平面平面.   …………9分

(3)存在点的中点,使得平面∥平面.   ……………10分

证明:因为分别是的中点,所以.

因为平面平面  ,所以∥平面 .

同理可得∥平面.

因为,所以平面∥平面.    …………………14分

知识点

直线与直线垂直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:填空题
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填空题 · 4 分

把正方形ABCD沿对角线BD折成直二面角,对于下面结论:①AC⊥BD;②CD⊥平面ABC;③AB与BC成600角;④AB与平面BCD成450角。则其中正确的结论的序号为

正确答案

解析

知识点

异面直线及其所成的角直线与直线垂直的判定与性质线面角和二面角的求法
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图1,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,D为AC中点,(不同于点),延长AE交BC于F,将△ABD沿BD折起,得到三棱锥,如图2所示.

 

(1)若M是FC的中点,求证:直线//平面

(2)求证:BD⊥

(3)若平面平面,试判断直线与直线CD能否垂直?并说明理由.

正确答案

见解析

解析

(1)因为,分别为中点,所以//        ---------------------2分

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

(2)因为

所以          -------------7分

所以        ------------------------9分

(3)直线与直线不能垂直              ---------------------------------------10分

因为,,,

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

因为,所以

又因为,所以.

假设

因为

所以,              ------------------------------------------13分

所以

这与为锐角矛盾

所以直线与直线不能垂直.        ---------------------------------------14分

知识点

直线与平面平行的判定与性质直线与直线垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

已知某几何体的直观图和三视图如下图所示,其主(正)视图为矩形,左(侧)视图为等腰直角三角形,俯视图为直角梯形。

(1)求证:BC∥平面C1B1N;

(2)求证:BN⊥平面C1B1 N;

(3)求此几何体的体积。

正确答案

见解析。

解析

知识点

直线与平面平行的判定与性质直线与直线垂直的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在五面体中,四边形是边长为的正方形,∥平面的中点。

(1)求证:∥平面

(2)求证:平面

(3)求五面体的体积。

正确答案

见解析。

解析

(1)证明:连接相交于点,则点的中点,连接

的中点,

.

∥平面平面,平面平面

.

.

∴四边形是平行四边形.

.

平面平面

∥平面.

(2)证法1:取的中点,连接,则

由(1)知,,且

∴四边形是平行四边形。

.

在Rt△中,,又,得.

.

在△中,

.

.

,即.

∵四边形是正方形,

.

平面平面

平面.

证法2:在Rt△中,的中点,

.

在△中,,

.

.       

,

.       

平面, 平面, ,

平面.

平面,

.       

∵四边形是正方形,

.        

平面, 平面, ,

平面.

(3)

:连接

在Rt△中,

.

由(2)知平面,且

平面.

平面,

平面.

∴四棱锥的体积为.

∴三棱锥的体积为.

∴五面体的体积为.

知识点

组合几何体的面积、体积问题直线与平面平行的判定与性质直线与直线垂直的判定与性质
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题型: 单选题
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单选题 · 5 分

设a,b,c是空间三条直线,是空间两个平面,则下列命题中,逆命题不成立的是

A

B

C

D

正确答案

B

解析

知识点

四种命题及真假判断平行公理平面与平面平行的判定与性质直线与直线垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 13 分

如图,已知直三棱柱中,的中点,.

(1)求证:平面

(2)求证:.

正确答案

见解析

解析

(1)证明:连接相交于,连

是正方形, ∴,  又∵的中点,

,                                          ………3分

平面,   平面,

平面                                      ………6分

(2)连接,∵是正方形, ∴,             ………7分

, 且,  ∴平面,     ………9分

,                                          ………10分

相交,   ∴平面,               ………12分

.                                          ………13分

知识点

直线与平面平行的判定与性质直线与直线垂直的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在三棱柱中,四边形为菱形,,四边形为矩形,若.(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

证明:四边形为矩形,

平面平面,//平面

(2)证明:在

满足,所以,即

又因为四边形为矩形,所以

,所以

又因为,所以

又因为四边形为菱形,所以,又,所以

(3)解:

, 由第(1)问已证

 ,由题设知

三棱锥的体积是

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积直线与平面平行的判定与性质直线与直线垂直的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图5,在平行四边形ABCD中,∠A=90°,∠B=135°,∠C=60°,AB=AD,M,N分别是边AB,CD上的点,且2AM=MD,2CN=ND,如图5,将△ABD沿对角线BD折叠,使得平面ABD⊥平面BCD,并连结AC,MN(如图6)。

(1)证明:MN∥平面ABC;

(2)证明:AD⊥BC;

(3)若BC=1,求三棱锥A-BCD的体积。

正确答案

见解析。

解析


知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积直线与平面平行的判定与性质直线与直线垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

在四棱锥中,平面是正三角形,的交点恰好是中点,又,点在线段上,且

(1)求证:

(2)求证:平面

(3)设平面平面=,试问直线是否与直线平行,请说明理由.

正确答案

见解析

解析

(1)证明:(I) 因为是正三角形,中点,

所以,即………………1分

又因为平面………………2分

,所以平面………………4分

平面,所以………………5分

(2)在正三角形中,………………6分

,因为中点,,所以

,所以,,所以………………8分

所以,所以………………9分

平面平面,所 以平面………………11分

(3)假设直线,因为平面平面,所以平面……12分

平面,平面平面,所以……………13分

这与不平行,矛盾所以直线与直线不平行………………14分

知识点

直线与平面平行的判定与性质直线与直线垂直的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在四棱台中,底面是平行四边形,

(1)证明:平面

(2)证明://平面

正确答案

见解析。

解析

(1)证明:∵在△中,由余弦定理得

,

,因此,  …

平面,且平面.

,∴平面

(2)

证明:连接,设,连接

∵四边形是平行四边形,∴

由棱台定义及

//,且

∴四边形是平行四边形,因此//

又∵平面

//平面

知识点

直线与平面平行的判定与性质直线与直线垂直的判定与性质
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图2所示,已知四棱锥P–ABCD的底面是直角梯形,∠ABC=∠BCD = 90°,AB = BC = PB = PC = 2CD,侧面PBC⊥底面ABCD。

(1)证明:PA⊥BD;

(2)求二面角P – BD – C的大小;

(3)求证:平面PAD⊥平面PAB。

正确答案

见解析。

解析

解法一:

(1)取BC中点O,连结AO交BD于点E,连结PO

∵PB = PC,∴PO⊥BC

又∵平面PBC⊥平面ABCD,平面PBC∩平面ABCD = BC

∴PO⊥平面ABCD

在直角梯形ABCD中

∵AB = BC = 2CD,易知Rt△ABO≌Rt△BCD

∴∠BEO =∠OAB +∠DBA =∠DBC +∠DBA = 90°

即AO⊥BD,由三垂线定理知PA⊥BD。

(2)连结PE,由PO⊥平面ABCD,AO⊥BD

得PE⊥BD

∴∠PEO为二面角P – BD – C的平面角

设AB = BC = PB = PC = 2CD = 2a

则PO =a,OE =

在Rt△PEO中,tan∠PEO =

∴二面角P – BD– C的大小为arctan

(3)取PB的中点为N,连结CN,则CN⊥PB

又∵AB⊥BC,BC是PB在面ABCD内的射影

∴AB⊥PB,又PB∩BC = B

∴AB⊥面PBC,∴平面PAB⊥平面PBC

∵CN⊥PB,面PAB∩面PBC = PB

∴CN⊥平面PAB

取PA的中点为M,连结DM、MN

则MN∥AB∥CD,∵MN =AB = CD

∴四边形MNCD为平行四边形

∴CN∥DM,∴DM⊥平面PAB

∴平面PAD⊥平面PAB。

解法二:

(1)取BC中点为O

∵侧面PBC⊥底面ABCD,△PBC为等边三角形

∴PO⊥底面ABCD,以BC的中点O为坐标原点,以BC所在直线为x轴,过点O与AB平行的直线为y轴,直线OP为z轴,如图乙所示,建立空间直角坐标系。

不妨设CD = 1

则AB = BC = PB = PC = 2,PO =

∴A(1,– 2,0),B (1,0,0),D (– 1,– 1,0),P (0,0,)

= (– 2,– 1,0),= (1,– 2,–)

·= (– 2) × 1 + (– 1) × (– 2) + 0 × (–) = 0

,∴PA⊥BD

(2)连结AO,设AO与BD相交于点E,连结PE

· = 1 × (– 2) + (– 2) × (– 1) + 0 × 0 = 0

,∴OA⊥BD

又∵EO为PE在平面ABCD内的射影,∴PE⊥BD

∴∠PEO为二面角P – BD – C的平面角

在Rt△BEO中,OE = OB · sin∠OBE =

∴在Rt△PEO中,tan∠PEO =

∴二面角P – BD – C的大小为arctan

(3)取PA的中点M,连结DM

则M,又∵

·=× 1 + 0 × (– 2) +

,即DM⊥PA

又∵= (1,0,)

·=× 1 + 0 × 0 +

,即DM⊥PB,∴DM⊥平面PAB

∴平面PAD⊥平面PAB。

知识点

直线与直线垂直的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质线面角和二面角的求法
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在底面为直角梯形的四棱锥中,平面

(1)求证:

(2)设AC与BD相交于点O,在棱上是否存在点,使得∥平面?若存在,确定点位置。

正确答案

见解析

解析

(1)在直角梯形ABCD中,

所以,所以.                  …………4分

又因为,所以

,所以

所以                                         …………7分

(2)存在点,使得∥平面,此时   …………9分

证明:在PC上取点使得,连接OE.

所以,可得                       …………13分

又因为

所以∥平面                                    …………14分

知识点

直线与平面平行的判定与性质直线与直线垂直的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质
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题型: 单选题
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单选题 · 5 分

已知直线l、m、n及平面,下列命题中的假命题是 (   )

A若l∥m,m∥n,则l∥n

B若l⊥,n∥,则l⊥n

C若l∥,n∥,则l∥n

D若l⊥,则l⊥

正确答案

C

解析

l和n可满足平行、相交、垂直等多种情况。

知识点

命题的真假判断与应用直线与平面平行的判定与性质平面与平面平行的判定与性质直线与直线垂直的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质
下一知识点 : 直线和圆的方程
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