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题型:简答题
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简答题 · 13 分

如图,四棱锥P-ABCD中, BC∥AD,BC=1,AD=3,AC⊥CD,且平面PCD⊥平面ABCD.

(1)求证:AC⊥PD;

(2)在线段PA上,是否存在点E,使BE∥平面PCD?若存在,求的值;若不存在,请说明理由。

正确答案

见解析

解析

(1)∵平面PCD⊥平面ABCD,平面PCD∩平面ABCD=CD, AC⊥CD , AC⊂平面ABCD ,

∴AC⊥平面PCD,   ...........................4分

∵PD⊂平面PCD ,

∴AC⊥PD.   .................................6分

(2)线段PA上,存在点E,使BE∥平面PCD,  ......7分

∵AD=3,

∴在△PAD中,存在EF//AD(E,F分别在AP,PD上),且使EF=1,

又∵ BC∥AD,∴BC∥EF,且BC=EF,

∴四边形BCFE是平行四边形,    ...............................9分

∴BE//CF,

∴BE∥平面PCD,    .......................................11分

∵EF =1,AD=3,

.  .......................................13分

知识点

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

在四棱锥中,底面为直角梯形,//的中点。

(1)求证:PA//平面BEF;

(2)求证:

正确答案

见解析

解析

(1)证明:连接AC交BE于O,并连接EC,FO

   //  ,中点

 AE//BC,且AE=BC     四边形ABCE为平行四边形 ………1分

  O为AC中点     ………………………………...2分

 F为AD中点  //   …………......….4分

  ..……..……..5分

  //  ………………………………………..……..……..7分

(2)连接

……….…………….8分

    ………………..………..9分

    ………………………….…….....12 分

      …………………………………………………………….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 · 12 分

已知:正方体,E为棱的中点。

(1)求证:

(2)求证:平面

(3)求三棱锥的体积。

正确答案

见解析。

解析

(1)

证明:连结,则//

是正方形,∴,∵,∴

,∴

,∴

(2)证明:

的中点F,连结

的中点,∴

∴四边形是平行四边形,∴

的中点,∴

,∴

∴四边形是平行四边形,//

∴平面

平面,∴

(3)

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 · 12 分

如图,已知平面,的中点.

(1)求与平面所成的角的大小;

(2)求绕直线旋转一周所构成的旋转体的体积.

正确答案

见解析

解析

(1)平面,又

平面,所以就是与平面

所成的角.…………………………………2分

中,,………………………………………4分

所以,…………………………………………………5分

与平面所成的角的大小为.………………………6分

(2)绕直线旋转一周所构成的旋转体,是以为底面半径、为高的圆锥中挖去一个以为底面半径、为高的小圆锥,体积。

.…………………………………12分.

知识点

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,平面平面,且,四边形满足为侧棱的中点,为侧棱上的任意一点。

(1)若的中点,求证:平面

(2)求证:平面平面

(3)是否存在点,使得直线与平面垂直?若存在,

写出证明过程并求出线段的长;若不存在,请说明理由。

正确答案

见解析

解析

(1)因为分别为侧棱的中点,

所以

因为,所以

平面平面

所以平面,         ………………………………………4分

(2)因为平面平面

平面平面,且平面.

所以平面,又平面,所以

又因为,所以平面

平面

所以平面平面,……………………………………………………8分

(3)存在点,使得直线与平面垂直。

在棱上显然存在点,使得.

由已知,

由平面几何知识可得

由(2)知,平面,所以

因为,所以平面

平面,所以

又因为,所以平面.

中,

可求得,

可见直线与平面能够垂直,此时线段的长为,……………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:简答题
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简答题 · 12 分

已知ABC是边长为3的等边三角形,点D、E分别是边AB、AC上的点,且满足==.将ADE沿DE折起到1ADE的位置,并使得平面A1DE⊥平面BCED.

(1)求证:A1D⊥EC;
(2)求三棱锥E-A1CD的高。

正确答案

见解析

解析

解析:(1)因为等边△的边长为3,且,

所以,. 在△中,,

由余弦定理得.

因为,

所以. ………………………3分

折叠后有,

因为平面平面  , 又平面平面,

平面,,所以平面

故A1D⊥EC.…………6分

(2)法一:由(2)的证明,可知,平面.

为坐标原点,以射线分别为轴、轴、轴的正半轴,建立空间直角坐标系如图 , 作于点,连结 ,设, 则,, ,

所以,,,

所以

因为平面, 所以平面的一个法向量为…8分

设直线与平面所成的角为,

所以,

①若…9分

②若

因为函数上单调递增,所以

所以

故所求的最大值为 (此时点P与C重合)…………12分

法二:如图,作于点,连结 ,

由(1)有平面,而平面,

所以,又, 所以平面

所以是直线与平面所成的角  , ………………………8分

,则,,DH=BD-BH=2-

所以A1H=

所以在中,tan=

①若x=0,则tan=……………9分

②若则tan=

因为函数上单调递增,所以

所以tan的最大值为(此时点P与C重合)…………12分

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积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:简答题
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简答题 · 12 分

如图,四棱锥P—ABCD中,PD⊥平面ABCD,底面ABCD为矩形,PD=DC=4,AD=2,E为PC的中点.

(1)求证:AD⊥PC;

(2)求三棱锥P-ADE的体积;

(3)在线段AC上是否存在一点M,使得PA//平面EDM,若存在,求出AM的长;若不存在,请说明理由.

正确答案

见解析。

解析

(1)证明:因为PD⊥平面ABCD.

所以PD⊥AD.

又因为ABCD是矩形,

所以AD⊥CD.…………………………………………………………………2分

因为

所以AD⊥平面PCD.

又因为平面PCD,

所以AD⊥PC.………………………………4分

(2)解:因为AD⊥平面PCD,VP-ADE=VA-PDE,…………………………………6分

所以AD是三棱锥A—PDE的高.

因为E为PC的中点,且PD=DC=4,

所以

又AD=2,

所以………………………………8分

(3)

取AC中点M,连结EM、DM,

因为E为PC的中点,M是AC的中点,

所以EM//PA,

又因为EM平面EDM,PA平面EDM,

所以PA//平面EDM.…………………………………………………………10分

所以

即在AC边上存在一点M,使得PA//平面EDM,AM的长为.………12分

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直线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,四边形为矩形,平面,平面于点,且点上。

(1)求证:

(2)求四棱锥的体积;

(3)设点在线段上,且,试在线段上确定一点,使得平面.

正确答案

见解析。

解析

(1)因为平面

所以

因为平面于点

………………………………………2分

因为,所以

因为,所以

…………………………………………………………………………4

(2)

,因为面平面,所以

因为,所以…………………………6分

…………………………………8分

(3)因为平面于点,所以的中点

的中点,连接…………………………………………………10分

所以

因为,所以∥面,则点就是点…………………12分

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直线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

如图, 在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,AA1=4,AB=5. 点D是AB的中点,

(1)求证:AC⊥BC1

(2)求证:AC 1//平面CDB1

(3)求异面直线 AC1与 B1C所成角的余弦值。

正确答案

见解析。

解析

(1)直三棱柱ABC-A1B1C1,底面三边长AC=3,BC=4,AB=5,

∴ AC⊥BC,

又因为 面ABC   

          AC⊥BC1

(2)

设CB1与C1B的交点为E,连结DE,∵ D是AB的中点,E是BC1的中点,∴ DE//AC1,

∵ DE平面CDB1,AC1平面CDB1,∴ AC1//平面CDB1;

(3)∵ DE//AC1,∴ ∠CED为AC1与B1C所成的角,

在△CED中,ED=AC 1=,CD=AB=,CE=CB1=2

∴ 异面直线 AC1与 B1C所成角的余弦值.

知识点

异面直线及其所成的角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 · 12 分

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

(1)若,求证:

(2)若二面角的大小为,则CE为何值时,三棱锥的体积为.

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

棱柱、棱锥、棱台的体积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线面角和二面角的求法
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在底面为直角梯形的四棱锥

(1)求证:

(2)当时,求此四棱锥的表面积。

正确答案

见解析。

解析

(1)证明:由题意知 则

(4分)

(2)

.

.(6分)

过D作DH⊥BC于点H,连结PH,则同理可证明

并且.

(8分)

易得

.

.(11分)

故此四棱锥的表面积

 (12分)

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积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
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图所示,圆柱的高为2,底面半径为,AE、DF是圆柱的两条母线,过作圆柱的截面交下底面于, 四边形ABCD是正方形。

(1)求证

(2)求四棱锥E-ABCD的体积。

正确答案

见解析。

解析

(1)证明:AE是圆柱的母线,

下底面,又下底面,…………….3分

截面ABCD是正方形,所以,又

⊥面,又…………….5分

(2)因为母线垂直于底面,所以是三棱锥的高…………….6分

由(1)知⊥面⊥面

,交

,即EO就是四棱锥的高…………….8分

设正方形的边长为, 则

为直径,即

中,,    即

…………….(10分)

…………….(12分)

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积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

19.如图,在四棱锥P-ABCD的底面是边长为2的正方形,PD⊥平面ABCD, E、F分别是PB、AD的中点,PD=2.

(I)求证:BC⊥PC;

(II)求证:EF//平面PDC;

(III)求三棱锥B—AEF的体积.

正确答案

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

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

5.设是平面内两条不同的直线,是平面外的一条直线,则“”是“”的(       )

A充要条件

B充分而不必要的条件

C必要而不充分的条件

D既不充分也不必要的条件

正确答案

C

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

充要条件的判定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 · 12 分

19. 如图所示,在棱长为2的正方体中,分别为的中点。

    

(Ⅰ)求证://平面

(Ⅱ)求证:

(Ⅲ)求 。

正确答案

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

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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