- 立体几何与空间向量
- 共2637题
已知定点A(1,0), B为x轴负半轴上的动点,以AB为边作菱形ABCD,使其两对 角线的交点恰好落在y轴上。
(1)求动点D的轨迹五的方程。
(2)若四边形MPNQ的四个顶点都在曲线E上,M,N关于x轴对称,曲线E在M点处的切线为l,且PQ//l
①证明直线PN与QN的斜率之和为定值;
②当M的横坐标为,纵坐标大于O,
=60°时,求四边形MPNQ的面积。
正确答案
见解析。
解析
(1) 设,则由于菱形
的中心
在
轴上,顶点
在
轴上,所以
,
,而
,所以
,
.
又,所以
,即
.
而不可能在
轴上,所以顶点
的轨迹
的方程为
. (5分)
(2) ①设,
,
(不妨令
),则
,
则,
同理,
而,
因为,所以
,因此
即
,
所以,即直线
与
的斜率之和为定值.
(8分)
② 因为点横坐标为
,且纵坐标大于0,所以
,
.
由于,且
轴,所以
平分
,
而,所以
,
.
从而直线,即
;
直线,即
.
由消去
并整理得
,
所以,即
.
同理消去
并整理得
所以,即
.
因此为所求. (12分)
知识点
平面向量,
,
,若
,
∥
,则
在
方向上的投影为 .
正确答案
-
解析
略
知识点
如图所示,直角梯形与等腰直角
所在平面互相垂直,
为
的中点,
,
∥
,
.
(1)求证:平面平面
;
(2)求证:∥平面
;
(3)求四面体的体积。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵面面
,面
面
,
,
∴面
,
2分
又∵面
,∴平面
平面
.
4分
(2)取的中点
,连结
、
,则
,
又∵,∴
,
6分
∴四边形是平行四边形,∴
∥
,
又∵面
且
面
,∴
∥面
.
8分
(3)∵,面
面
=
, ∴
面
.
∴就是四面体
的高,且
=2.
10分
∵=
=2
=2,
∥
,
∴
∴ ∴
12分
知识点
在ABC中,设角A、B、C所对的边分别为,且cosA=
,cosB=
(1)求角C的大小;
(2)若ABC的面积为1,求。
正确答案
(1)(2)
解析
(1)∵
∴ ----------------3分
∵ ∴
∴ ………………………………6分
(2)法一:由得
……………8分
同理得--------------------10分
所以,故
=
……………………………12分
法二:由得
……………8分
由得
,即
---------------------10分
∴ ∴
即的值分别为
所以=
………………………………12分
知识点
设||=2,|
|=3,∠BAC=60°,
=2
,
=x
+(1+x)
,x∈[0,1],则
在
上的投影的取值范围是( )
正确答案
解析
∵=2
,
∴=
,
==
,
∴=x
+(1+x)
==
。
又||=2,|
|=3,∠BAC=60°,
则
=
==24x+3。
由,
∴=
。
∵x∈[0,1],
∴8x+1∈[1,9]。
∴在
上的投影的取值范围是[1,9]。
知识点
如图,在正方体中,
分别是
中点.
求证:(1)∥平面
;
(2)平面
.
正确答案
见解析
解析
证明:
(1)连结A1D,
∵ E,F分别是AD和DD1的中点,∴ EF∥AD 1。
∵ 正方体ABCD-A1B1C1D1,
∴ AB∥D1C1,AB=D1C1。
∴ 四边形ABC1D1为平行四边形,即有A1D∥BC1
∴ EF∥BC1。
又EF平面C1BD,BC1
平面C1BD,
∴ EF∥平面AB1D1。
(2)连结AC,则AC⊥BD。
∵ 正方体ABCD-A1B1C1D1,∴AA1⊥平面ABCD,
∴ AA1⊥BD。
又,∴BD⊥平面AA1C,
∴ A1C⊥BD。
同理可证A1C⊥BC1。
又,∴A1C⊥平面C1BD。
知识点
若某几何体的三视图如图所示,则此几何体的体积是( )
正确答案
解析
略
知识点
如图,在中,已知
,点
分别在边
上,且
,点
为
中点,则
·
的值为
正确答案
4
解析
略
知识点
如图矩形中,
,
,
是
中点,
为
上的
。
(1)求证:
(2)求三棱锥的体积。
正确答案
见解析
解析
解析:(1)证明:,
∴
,则
又,则
∴
(2)解:∴
,而
∴
∴
是
中点 ∴
是
中点 ∴
且
∴ ∴
中,
∴
(12分)
∴
知识点
如图,在三棱锥中,
底面
,
, 且SA=AB,点M是SB的中点,
且交SC于点N.
(1)求证:平面AMN;
(2)当AB=BC=1时,求三棱锥的体积.
正确答案
见解析
解析
解析:(1)底面
,
,
又,
是
的中点,
,
由已知,
平面
. ……………………4分
(2)平面
平面
又
又……………………8分
而
……………………12分
知识点
如图,在四棱锥中,侧棱
底面
,底面
为矩形,
,
为
的上一点,且
。
(1)若F为PE的中点,求证:平面AEC;
(2)求三棱锥的体积。
正确答案
见解析。
解析
(1)连结BD交AC于O,连结OE,∵为
的上一点,且
,
F为PE的中点∴E为DF中点,OE//BF(5分)
又∵平面AEC ∴
平面AEC(6分)
(2)侧棱底面
,
,
又,
,
∴,(9分)
又,
∴三棱锥的体积
(12分)
知识点
已知与圆
相切于点
,经过点
的割线
交圆
于点
,
的平分线分别交
于点
.
(1)证明:;
(2)若,求 的值.
正确答案
见解析
解析
(1)∵ PA是切线,AB是弦,∴ ∠BAP=∠C,
又 ∵ ∠APD=∠CPE,∴ ∠BAP+∠APD=∠C+∠CPE,
∵ ∠ADE=∠BAP+∠APD,∠AED=∠C+∠CPE,
∴ ∠ADE=∠AED。
(2)由(1)知∠BAP=∠C,又 ∵ ∠APC=∠BPA,
∴ △APC∽△BPA, ∴,
∵ AC=AP, ∴ ∠APC=∠C=∠BAP,由三角形内角和定理可知,∠APC+∠C+∠CAP=180°,
∵ BC是圆O的直径,∴ ∠BAC=90°, ∴ ∠APC+∠C+∠BAP=180°-90°=90°,
∴ ∠C=∠APC=∠BAP=×90°=30°。
在Rt△ABC中,=
, ∴
=
。
知识点
如图:四棱锥中,
,
,
。
∥
,
。
。
(1)证明: 平面
;
(2)在线段上是否存在一点
,使直线
与平面
成角正弦值等于
,若存在,指出
点位置,若不存在,请说明理由。
正确答案
见解析。
解析
(1)取线段中点
,连结
。
因为,
所以
……1分
因为∥
,
所以
, ……2分
又因为,所以
,而
所以。 ……4分
因为,所以
即
因为,且
所以平面
……6分
(2)以为坐标原点,以
所在直线分别为轴建立空间直角坐标系如图所示:
则四点坐标分别为:
;
;
;
……8分
设;平面
的法向量
。
因为点在线段
上,所以假设
,所以
即,所以
。 ……9分
又因为平面的法向量
。
所以,所以
所以 ……10分
因为直线与平面
成角正弦值等于
,所以
。
所以 即
,所以点
是线段
的中点。 ……12分
知识点
在中,AB=AC,过点A的直线与其外接圆交于点P,交BC延长线于点D。
(1)求证:;
(2)若AC=3,求的值。
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:,
~
,
又……………………………………………………5分
(2)解: ~
,
……………………………………………………10分
知识点
在如图所示的几何体中,平面平面
,四边形
为平行四边形,
.
(1)求证:平面
;
(2)求三棱锥的体积。
正确答案
见解析
解析
(1)∵平面平面ABCD,且平面
平面ABCD=AC
平面BCEF
平面AEC
平面AEC
,
又
且,
平面ECBF。
(2)设AC的中点为G,连接EG,
∵平面平面ABCD,且平面
平面
,
平面ABCD
即三棱锥D-ACF的体积为
。
知识点
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