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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在三棱锥PABC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BAQE的平面角,

在Rt△ABF中,由

在Rt△BGF中,由,所以

在△AQF中,设,则

,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,

,  

设点,设面的法向量m=(x1,y1,z1)。

,得

设面的法向量n=(x2,y2,z2),

,得,又易求得

所以

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,几何体中,四边形为菱形,
,面∥面,都垂直于面,且的中点,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,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

分别为轴建立坐标系,

所以 ……………………7分

设面的法向量为

,即

,则 ……………………………………………………………………9分

设面的法向量为

,则  …………………………………………………………11分

,则二面角的余弦值为 …………12分

知识点

平面与平面平行的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质线面角和二面角的求法
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题型: 单选题
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单选题 · 4 分

1.当时,复数在复平面上对应的点位于(   )

A第一象限

B第二象限

C第三象限

D第四象限

正确答案

D

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

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

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

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

平面与平面平行的判定与性质
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题型:填空题
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填空题 · 12 分

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< mn >=

∴二面角E-BC1-D的余弦值为

解析

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知识点

平面与平面平行的判定与性质
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