- 平面与平面平行的判定与性质
- 共195题
如图,已知四棱锥,底面
是等腰梯形,且
∥
,
是
中点,
平面
,
,
是
中点。
(1)证明:平面平面
;
(2)求平面与平面
所成锐二面角的余弦值。
正确答案
见解析。
解析
(1) 证明:
且
∥
,…………2分
则平行且等于
,即四边形
为平行四边形,所以
.
…………6分
(2) 『解法1』:
延长、
交于点
,连结
,则
平面
,易证△
与△
全等,过
作
于
,连
,则
,由二面角定义可知,平面角
为所求角或其补角.
易求,又
,
,由面积桥求得
,所以
所以所求角为,所以
因此平面与平面
所成锐二面角的余弦值为
『解法2』:
以为原点,
方向为
轴,以平面
内过
点且垂直于
方向为
轴 以
方向为
轴,建立如图所示空间直角坐标系.
则,
,
,
,
,…………8分
所以,
,
可求得平面的法向量为
又,
,
可求得平面的法向量为
则,
因此平面与平面
所成锐二面角的余弦值为
. …………12分
知识点
如图,正三棱柱ABC-的各棱长均为2,其正(主)视图如图所示,则此三棱柱侧(左)视图的面积为
正确答案
解析
由正视图可知,此三棱柱的侧视图为,高为2,宽为的矩形,所以面积为
,选D.
知识点
如图,三棱柱中,
,
,
,
是以
为底边的等腰三角形,平面
平面
,
分别为棱
、
的中点
(1)求证:平面
;
(2)若为整数,且
与平面
所成的角的余弦值为
,求二面角
的余弦值。
正确答案
见解析
解析
解(1),
是以
为斜边的等腰直角三角形, 取
的中点
,连接
,设
,则
面
面
,且面
面
,
面
,
面
以为坐标原点,以
、
、
为
轴建立空间直角坐标系
设平面
的一个法向量为
, 又
面
面
(2)设平面的一个法向量为
又
则,
,令
,则
又
=
解得或
,
为整数
所以 同理可求得平面
的一个法向量
=
又二面角为锐二面角,故余弦值为
知识点
如图所示,将一矩形花坛ABCD扩建成一个更大的矩形花园AMPN,要求B在AM上,D在AN上,且对角线MN过C点,|AB|=3米,|AD|=2米,
(1)要使矩形AMPN的面积大于32平方米,则AN的长应在什么范围内?
(2)当AN的长度是多少时,矩形AMPN的面积最小?并求出最小面积。
(3)若AN的长度不少于6米,则当AN的长度是多少时,矩形AMPN的面积最小?并求出最小面积,
正确答案
(1)(2)
(3)最小值27(平方米)
解析
设AN的长为x米(x >2), ∵,∴|AM|=
∴SAMPN=|AN|•|AM|=
(1)由SAMPN > 32 得 > 32 ,
∵x >2,∴,即(3x-8)(x-8)> 0
∴,即AN长的取值范围是
(2)
当且仅当,y=
取得最小值,即SAMPN取得最小值24(平方米)
(3)令y=,则y′=
∴当x > 4,y′> 0,即函数y=在(4,+∞)上单调递增,∴函数y=
在[6,+∞]上也单调递增,
∴当x=6时y=取得最小值,即SAMPN取得最小值27(平方米)。
知识点
如图甲,直角梯形ABCD中,AB//CD,,点M、N分别在AB、CD上,且MN⊥AB,MC⊥CB,BC=2,MB=4,现将AMND沿MN折起,使平面AMND与平面MNCB垂直(如图乙。)
(1)求证:DC//平面AMB;
(2)当DN的长为何值时,二面角D—BC—N的大小为60°?
正确答案
见解析
解析
(1)证明:依题意AM//DN,BM//CN,且DN∩CN=N,
所以平面CND∥平面AMB,
又因CD平面CDN,所以CD∥平面AMB。
(2)如图,以点N为坐标原点,以NM,NC,ND所在直线分别作为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标,由MB=4,BC=2,∠MCB=90°知∠MBC=60°,
CN=4-2cos60°=3,MN=
建立空间直角坐标系易得NC=3,MN=
,
设,则
。
设平面DBC的法向量,
则,令
,则
,
∴。
又平面NBC的法向量。
=
=
解得:,又
,所以,
,即DN的长为
知识点
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