- 线面角和二面角的求法
- 共51题
如图,在四棱锥A—BCDE中,平面平面;,,,。
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面ABC所成的角的正切值。
正确答案
见解析
解析
证明:(1)连接,在直角梯形中,由,,得
由,得,即
又平面平面,从而平面
(2)在直角梯形中,由,得,
又平面平面,所以平面
做,与延长线交于,连接,则平面,所以是直线与平面所成的角
在中,由,得;
在中,由,得;
在中,由,得;
所以,直线与平面所成的角的正切值是
知识点
如图,在三棱锥中,,,,点在平面内的射影在上。
(1)求直线与平面所成的角的大小;
(2)求二面角的大小。
正确答案
(1)
(2)
解析
(1)连接OC. 由已知,所成的角
设AB的中点为D,连接PD、CD.
因为AB=BC=CA,所以CDAB.
因为等边三角形,
不妨设PA=2,则OD=1,OP=, AB=4.
所以CD=2,OC=.
在Rttan.
(2)过D作DE于E,连接CE.
由已知可得,CD平面PAB.
据三垂线定理可知,CE⊥PA,
所以,.
由(1)知,DE=
在Rt△CDE中,tan
故
知识点
把正方形ABCD沿对角线BD折成直二面角,对于下面结论:①AC⊥BD;②CD⊥平面ABC;③AB与BC成600角;④AB与平面BCD成450角。则其中正确的结论的序号为
正确答案
解析
略
知识点
设,,是非零向量,已知命题p:若•=0,•=0,则•=0;命题q:若∥,∥,则∥,则下列命题中真命题是( )
正确答案
解析
若•=0,•=0,则•=•,即(﹣)•=0,则•=0不一定成立,故命题p为假命题,
若∥,∥,则∥平行,故命题q为真命题,
则p∨q,为真命题,p∧q,(¬p)∧(¬q),p∨(¬q)都为假命题
知识点
如图,四棱锥中, ∥,,侧面为等边三角形。.
(1)证明:
(2)求AB与平面SBC所成角的大小。
正确答案
见解析。
解析
解法一:(1)
取中点,连结,则四边形为矩形,,连结,则,.
又,故,
所以为直角.
由,,,得平面,所以.
与两条相交直线、都垂直。
所以平面.
另解:由已知易求得,于是.可知,同理可得,又.所以平面.
(2)由平面知,平面平面.
作,垂足为,则平面ABCD,.
作,垂足为,则.
连结.则.
又,故平面,平面平面.……9分
作,为垂足,则平面.
,即到平面的距离为.
由于,所以平面,到平面的距离也为.
设与平面所成的角为,则,.
解法二:以为原点,射线为轴的正半轴,建立如图所示的空间直角坐标系.
设,则、.
又设,则.
(1)
,
由得
,
故.
由得,
又由得,
即,故.
于是,
.
故,又,
所以平面.
(2)设平面的法向量,
则.
又,
故
取得,又
.
故与平面所成的角为.
知识点
一个圆锥的底面积为,且该圆锥的母线与底面所成的角为,则该圆锥的侧面积为
正确答案
解析
略
知识点
已知平面α截一球面得圆M,过圆心M且与α成60°二面角的平面β截该球面得圆N.若该球面的半径为4,圆M的面积为4π,则圆N的面积为( )
正确答案
解析
知识点
正方体ABCD-A1BCD1中,BB1与平面ACD1所成角的余弦值为
正确答案
解析
本题考查了立体几何中线面角的求法. 与平面所成角等于与平面所成角,在三棱锥中,由三条侧棱两两垂直得点D在底面内的射影为等边的垂心即中心H,则为与平面所成角,设正方体棱长为a,则,故选D.
知识点
如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BAC=90°,AB=AC=AA1=1,延长A1C1至点P,使C1P=A1C1,连接AP交棱CC1于D。
(1)求证:PB1∥平面BDA1;
(2)求二面角A-A1D-B的平面角的余弦值;
正确答案
见解析
解析
解法一:
(1)连结AB1与BA1交于点O,连结OD,
∵C1D∥平面AA1,A1C1∥AP,∴AD=PD,又AO=B1O,
∴OD∥PB1,又OD面BDA1,PB1面BDA1,
∴PB1∥平面BDA1。
(2)过A作AE⊥DA1于点E,连结BE,∵BA⊥CA,BA⊥AA1,且AA1∩AC=A,
∴BA⊥平面AA1C1C,由三垂线定理可知BE⊥DA1。
∴∠BEA为二面角A-A1D-B的平面角。
在Rt△A1C1D中,,
又,∴。
在Rt△BAE中,,∴。
故二面角A-A1D-B的平面角的余弦值为。
解法二:
如图,以A1为原点,A1B1,A1C1,A1A所在直线分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系A1-B1C1A,则,,,,。
(1)在△PAA1中有,即。
∴,,。
设平面BA1D的一个法向量为,
则令,则。
∵,
∴PB1∥平面BA1D,
(2)由(1)知,平面BA1D的一个法向量。
又为平面AA1D的一个法向量,∴。
故二面角A-A1D-B的平面角的余弦值为。
知识点
如图,在底面是菱形的四棱锥中,底面,为中点,。
(1)求证:平面;
(2)求证:平面平面;
(3)求二面角的正切值。
正确答案
见解析。
解析
(1)连接BD,交AC于点O,连接OE,在三角形BDP中,
O,E分别为BD,PD中点, OE为中位线,
OE//PB,且OE平面ACE,PB平面ACE, 平面。
(2)底面是菱形,ACBD
又底面,PABD
平面平面平面
平面平面
(3)过点作直线于点,连接,
由(2)知,平面,
,故平面,
,故为二面角的平面角。
易得:
知识点
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