- 平面与平面平行的判定与性质
- 共195题
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
令得
,同理可得平面
的法向量
∴∴二面角
的余弦值为
知识点
如图,在四棱锥中,四边形
为正方形,
点在平面
内的射影为
,且
,
为
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,
又故
,又
,在
中,
∴二面角的大小为
知识点
已知斜三棱柱,
,
,
在底面
上的射影恰 为
的中点
,
为
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
,
以为
轴建立空间坐标系,则
,
,
,
,
,
,
,
,
,由
,
知,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
故, 可知二面角
余弦值的大小
.
法二:
(1)如图, ,因为
,
平面
,所以
又
,所以
,
从而
平面
;
(2)由(1)知为菱形,
≌
.
作于
,连
,则
故为二面角
的平面角,
.
故二面角余弦值的大小
.
知识点
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
设,
∴则
-----------------------------8分
设平面PBC的法向量为
则 即
取
得
-----------------10分
∴与平面
所成角的正弦值为
. -------------------------12分
知识点
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
与
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
,
由得
,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
即为方程
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
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