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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在三棱锥中,平面,分别是的中点,

(1)求三棱锥的体积;

(2)若异面直线所成角的大小为,求的值.

正确答案

(1)(2)

解析

(1)由已知得,                                 ………2分

所以 ,体积                           ………5分

(2)取中点,连接,则

所以就是异面直线所成的角.                       ………7分

由已知,

.                                         ………10分

中,

所以,.                                                ………12分

(其他解法,可参照给分)

知识点

棱柱、棱锥、棱台的体积直线与平面垂直的判定与性质线面角和二面角的求法
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

已知斜三棱柱的底面是直角三角形, ,侧棱与底面所成角为,点在底面上的射影落在上。

(1)求证:平面

(2)若,且当时,求二面角的大小

正确答案

见解析。

解析

解析:

(1)∵点在底面上的射影落在上,∴平面

平面,∴又∵

平面

(2)以为原点,为x轴,轴,过点且垂直于平面的直线为轴,

建立空间直角坐标系,则

,显然,平面

的法向量

设平面的法向量为

,即

                     

∴二面角的大小是。   

知识点

直线与平面垂直的判定与性质线面角和二面角的求法
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

已知三棱锥平面

(1)求二面角的大小(结果用反三角函数值表示)。

(2)把△(及其内部)绕所在直线旋转一周形成一几何体,求该几何体的体积

正确答案

见解析

解析

(1)解法一:设的中点,联结,易知在等腰三角形中,,故为二面角的平面角。       (2分)

在等腰中,由,得

平面,得

中,。                            (6分)

故二面角的大小为

解法二:如图建立空间直角坐标系,可得各点的坐标

                        (8分)

于是。      (2分)

平面,得平面的一个法向量

是平面的一个法向量。

因为,所以

,解得

,得。                   (4分)

的夹角为,则。                    (6分)

结合图可判别二面角是个锐角,它的大小为。   (8分)

(2)由题设,所得几何体为圆锥,其底面半径为,高为

该圆锥的体积。                              (12分)

知识点

旋转体(圆柱、圆锥、圆台)线面角和二面角的求法
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,直平行六面体ADD1A1-BCC1B1中,BC=1,CC1=2,.

(1)求证:

(2)当E为CC1的中点时,求二面角A-EB1-A1的平面角的余弦值.

正确答案

见解析。

解析

(1)由题意知,底面

由余弦定理有

故有……4分

,

       …………6分

(2)

由(1)知,

轴, 为坐标原点建立坐标系,

,               …………8分

由题意知, ,由勾股定理得,又,

,故的一个法向量, .

的法向量为.

得一个法向量为.

                    …………12分

知识点

线面角和二面角的求法
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图5,已知四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD。

(1)求PC与平面PAB所成角的正切值;

(2)求证:平面PAC⊥平面PCD.

正确答案

见解析。

解析

(1)解法一:∵PA⊥平面ABCD,BC 平面ABCD  ∴BC ⊥PA 

又∵BC⊥AB,PA∩AB=A    ∴BC⊥平面PAB

∴∠CPB为PC与平面PAB所成的角

在Rt△PAB

在Rt△CBP中,

即PC与平面PAB所成角的正切值为

解法二:∵PA⊥平面ABCD,AD 平面ABCD ∴AD⊥PA  

又∵DA⊥AB,PA∩AB=A  ∴AD⊥平面PAB   

∵BC⊥AB  ∴BC∥AD  ∴BC⊥平面PAB  

∴∠CPB为PC与平面PAB所成的角 

在Rt△PAB

在Rt△CBP中,

即PC与平面PAB所成角的正切值为

解法三:

∵PA⊥平面ABCD DA⊥AB

∴以点A为坐标原点,AB所在的直线为x轴,AD所在的直线

为y轴建立空间直角坐标系如图示:易得B(1,0,0),C(1,1,0),

D(0,2,0),P(0,0,2), 

   

设PC与平面PAB所成角的大小为θ,

,即PC与平面PAB所成角的正切值为

(2)证法一:

过点C作CE∥AB交AD于点E,

∵DA⊥AB   ∴DA⊥EC,且AE =BC =1

∵AD =2,∴E为AD的中点,∴EC为AD的垂直平分线,∴CD=AC,

∵△ABC为等腰直角三角形,∴∠BAC=450

∴∠DAC =∠ADC=450,∴∠DCA=900,即DC⊥AC,

又∵PA⊥平面ABCD,CD平面ABCD  ∴CD⊥PA,且PA∩AC=A

∴CD⊥平面PAC,

∵CD面PDC。

∴平面PAC⊥平面PCD

证法二:∵PA⊥平面ABCD,CD平面ABCD  ∴CD⊥PA,

即AC⊥DC,

∵PA∩AC=A,

∴CD⊥平面PAC,

∵CD面PDC,

∴平面PAC⊥平面PCD.

证法三:

∵PA⊥平面ABCD,CD平面ABCD ∴CD⊥PA

∵DA⊥AB ∴以点A为坐标原点,AB所在的直线为x轴,AD

所在的直线为y轴建立空间直角坐标系如图示:易得B(1,0,0),C(1,1,0),

D(0,2,0),P(0,0,2),

∵PA∩AC=A,

∴CD⊥平面PAC,

∵CD面PDC。

∴平面PAC⊥平面PCD

知识点

平面与平面垂直的判定与性质线面角和二面角的求法
百度题库 > 高考 > 理科数学 > 线面角和二面角的求法

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