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题型:简答题
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简答题 · 13 分

如题(19)图,四棱锥P- ABCD的底面ABCD为菱形,PA⊥平面ABCD,∠ABC= 60°,直线PC与底面ABCD所成的角为45°,E、F分别是BC、PC的中点。

(1)证明:AE⊥PD;

(2)求二面角E—AF—C的余弦值,

正确答案

见解析。

解析

(1)

(2)以为原点,分别为轴、轴、轴的正方向建立空间直角坐标系,

设菱形的边长为,∴

设平面的法向量为

,同理可得平面的法向量

∴二面角的余弦值为

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

如图,在四棱锥中,四边形为正方形,点在平面内的射影为,且中点。

(1)证明:∥平面

(2)证明:平面⊥平面

(3)求二面角的大小

正确答案

见解析。

解析

(1)证明:连结BD交AC于点O,连接EO,

∵O为BD中点,E为PD中点,∴EO∥PB

   ∴PB∥平面AEC

(2)证明:∵P点在平面ABCD内的射影为A,

      ∴

又∵在正方形ABCD中   且

   ∴

(3)过点B作于H,连接DH

易证,∴,BH=DH

为二面角的平面角

,∴AB为斜线PB在平面ABCD内的射影,

,又

,在中,

∴二面角的大小为

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

已知斜三棱柱

在底面上的射影恰 为的中点的中点,.

(1)求证:平面

(2)求二面角余弦值的大小。

正确答案

见解析。

解析

法一:

(1)如图, ,因为,所以,又平面

轴建立空间坐标系,则

,

,由

,又,从而平面

(2)由,得

设平面的法向量为,所以

,设,则

再设平面的法向量为

所以,设,则

, 可知二面角余弦值的大小.

法二:

(1)如图, ,因为平面,所以,所以从而平面

(2)由(1)知为菱形,

.

,连,则

为二面角的平面角,

.

故二面角余弦值的大小.

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图所示多面体中,AD⊥平面PDC,ABCD为平行四边形,E为AD的中点,F为线段BP上一点,∠CDP=,AD=,AP=,PC=.

(1)若F为BP的中点,求证:EF∥平面PDC;

(2)若,求直线与平面所成角的正弦值.

正确答案

见解析

解析

解析:(1)取PC的中点为O,连FO,DO,

∵F,O分别为BP,PC的中点,

∥BC,且,

又ABCD为平行四边形,∥BC,且,

∥ED,且

∴四边形EFOD是平行四边形          ---------------------------------------------2分

即EF∥DO   又EF平面PDC

∴EF∥平面PDC。                   --------------------------------------------- 4分

(2)以DC为轴,过D点做DC的垂线为轴,DA为轴建立空间直角坐标系,

则有D (0 ,0 , 0),C(2,0,0),B(2,0,3),P(,A(0,0,3)

------------------------------6分

               -----------------------------8分

设平面PBC的法向量为

  即  取-----------------10分

与平面所成角的正弦值为.          -------------------------12分

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在平面直角坐标系中,设点),直线:,点在直线上移动,是线段轴的交点, 过分别作直线,使 .

(1)求动点的轨迹的方程;

(2)在直线上任取一点做曲线的两条切线,设切点为,求证:直线恒过一定点;

(3)对(2)求证:当直线的斜率存在时,直线的斜率的倒数成等差数列.

正确答案

见解析

解析

解析: (1)依题意知,点是线段的中点,且

是线段的垂直平分线。       ---------------------------------------2分

故动点的轨迹是以为焦点,为准线的抛物线,

其方程为:。              -----------------------------------4分

(2)设,两切点为

,求导得

∴两条切线方程为 ①

②                    -------------------6分

对于方程①,代入点得,,又

整理得:

同理对方程②有

为方程的两根.

  ③                            -----------------------8分

设直线的斜率为

所以直线的方程为,展开得:

,代入③得:

∴直线恒过定点.                            -------------------------------------10分

(3) 证明:由(2)的结论,设

且有

                  ----------------------------11分

=

--------------------------13分

又∵,所以

即直线的斜率倒数成等差数列.          ----------------------------14分

知识点

平面与平面平行的判定与性质
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