- 平面与平面平行的判定与性质
- 共195题
如图,在三棱锥PABC中,AB⊥AC,PA=PB=PC,D,E分别是AC,BC的中点,AB=,AC=2,PD=
,Q为线段PE上不同于端点的一动点。
(1)求证:AC⊥DQ;
(2)若二面角B-AQ-E的大小为60°,求的值。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:∵PA=PB=PC,∴P在底面ABC的射影是△ABC的外心E,
∴PE⊥面ABC,又AC面ABC,从而PE⊥AC,
又∵PA= PC,且D 是AC的中点,∴PD⊥AC,
∴AC⊥面PDE,又DQ面PDE,∴AC⊥DQ,
(2)解法一:
过点B作BF⊥AE于F,易证BF⊥面PAE,
过F作FG⊥AQ于点G,连接BG,
则∠BGF即为二面角BAQE的平面角,
在Rt△ABF中,由得
。
在Rt△BGF中,由,所以
。
在△AQF中,设,则
,
由得
,从而
,
又在Rt△PED中,,所以
,从而
解法二:如图以A为原点, AB、AC分别为x轴、y轴,建立空间直角坐标系A-xyz,
则,
,
,
设点,设面
的法向量m=(x1,y1,z1)。
由得
令,得
,
设面的法向量n=(x2,y2,z2),
由得
令得
,
由,得
,又易求得
,
所以,
知识点
如图,几何体中,四边形
为菱形,
,
,面
∥面
,
、
、
都垂直于面
,且
,
为
的中点,
为
的中点.
(1)求证:为等腰直角三角形;
(2)求二面角的余弦值.
正确答案
见解析
解析
(1)连接,交
于
,因为四边形
为菱形,
,所以
因为、
都垂直于面
,
,又面
∥面
,
所以四边形为平行四边形 ,则
………………………………………2分
因为、
、
都垂直于面
,则
…4分
所以
所以为等腰直角三角形 ………………………………………………………5分
(2)取的中点
,因为
分别为
的中点,所以
∥
以分别为
轴建立坐标系,
则
所以 ……………………7分
设面的法向量为
,
则,即
且
令,则
……………………………………………………………………9分
设面的法向量为
,
则即
且
令,则
…………………………………………………………11分
则,则二面角
的余弦值为
…………12分
知识点
1.当时,复数
在复平面上对应的点位于( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
19.如图,已知矩形的边
,
,点
、
分别是边
、
的中点,沿
、
分别把三角形
和三角形
折起,使得点
和点
重合,记重合后的位置为点
。
(1)求证:平面
平面
;
(2)求二面角的大小。
正确答案
(1)证明:
(2)
如图,建立坐标系,则
,
易知是平面PAE的法向量, 设MN与平面PAE 所成的角为
(3) 易知是平面PAE的法向量,设平面PEC的法向量
则所以
所以二面角A-PE-C的大小为
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
18.在三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=BC=CA=AA1=2,侧棱AA1⊥面ABC,D、E分别是棱A1B1,AA1的中点,点F在棱AB上,且AF=AB.
(Ⅰ)求证:EF∥平面BDC1;
(Ⅱ)求二面角E-BC1-D的余弦值.
正确答案
(Ⅰ)证明(证法一):设O为AB的中点,连结A1O,
∵AF=AB,O为AB的中点,∴F为AO的中点,
又E为AA1的中点,∴EF∥A1O.
又∵D为A1B1的中点,O为AB的中点,∴A1D=OB.
又A1D∥OB,∴四边形A1DBO为平行四边形.
∴A1O∥BD.又EF∥A1O,∴EF∥BD.
又EF平面DBC1,BD平面DBC1.
∴EF∥平面DBC1.
(证法二)建立如图所示的坐标系.(坐标系建立仅为参考)
∵AB=BC=CA=AA1=2,D、E分别为A1B1、AA1的中点,
AF=AB.
E(-1,0,1),F(-,0,0),B(1,0,0),D(0,0,2),
C1(0,,2).
设平面DBC1的法向量为n=(x,y,z).
=(
,0,-1),
=(-1,0,2),
=(-1,
,2).
·n=-x+2z=0,
·n=-x+
y+2z=0,
令z=1,则y=0,x=2,∴n=(2,0,1).
·n=
×2+0×0+(-1)×1=0,∴
⊥n.
又EF平面BDC1,∴EF∥平面BDC1.
(Ⅱ)解:设平面EBC1的法向量为m=(x,y,z).
=(-2,0,1),
=(-1,
,2).
·m=-2x+z=0,
·n=-x+
y+2z=0,
令x=1,则z=2,y=-,∴m=(1,-
,2).
cos< m,n >=.
∴二面角E-BC1-D的余弦值为
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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