- 直线、平面垂直的综合应用
- 共97题
如图,在梯形中,
∥
,
,
,平面
平面
,四边形
是矩形,
,点
在线段
上.
(1)求证:平面
;
(2)当为何值时,
∥平面
?证明你的结论;
(3)求二面角的平面角的余弦值.
正确答案
见解析
解析
(1)在梯形中,
,
四
边形是等腰梯形,且
又
平面
平面
,交线为
,
平面
.
(2)
当
时,
平面
,由(1)知,以点C
为原点,所在直线为坐标轴,建立空间直角坐标系,则
,
,
,
,
平面
,
平面
与
、
共面,也等价于存在实数
、
,
使, 设
.
,
又
,
, 从而要使得:
成立,需
,解得
,
当
时,
平面
.
(3)过作
,垂足为
. 令
,
由得,
,
,
即
,
二面角
的大小就是向量
与向量
所夹的角.
,
即二面角
的平面角的余弦值为
.
知识点
如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,点E是棱AB上的动点。
(1)求证:DA1⊥ED1 ;
(2)若直线DA1与平面CED1成角为45o,求的值;
(3)写出点E到直线D1C距离的最大值及此时点E的位置(结论不要求证明)。
正确答案
见解析
解析
以D为坐标原点,建立如图所示的坐标系,则D(0,0,0),A(1,0,0),
B(1,1,0),C(0,1,0),D1(0,1,2),A1(1,0,1),设E(1,m,0)(0≤m≤1)
(1)证明:,
所以DA1⊥ED1.-------------------------------------------------------------4分
(2)设平面CED1的一个法向量为,则
,而
,
所以取z=1,得y=1,x=1-m, 得
.
因为直线DA1与平面CED1成角为45o,所以
所以,所以
,解得m=
.-----11分
(3)点E到直线D1C距离的最大值为,此时点E在A点处.------14分
知识点
在如图所示的几何体中,四边形为平行四边形,
平面
,
//
,
//
,
//
,
.
(1)若是线段
的中点,求证:
//平面
;
(2)若,求二面角
的余弦值。
正确答案
见解析。
解析
(1)∵
∴△
∽△
。
由于,因此
连接,由于
,
在平行四边形中,
是线段
的中点,
则,且
,
因此,且
,
所以四边形为平行四边形,∴
又平面
平面
,∴
平面
(2)解:∵,∴
,
又平面
,∴
两两垂直。
分别以所在直线为
轴、
轴、
轴建立如图所示的空间直角坐标系
。
则
故,又
,∴
,
.设平面
的法向量
,则
,∴
,取
,得
,
所以 。
设平面的法向量
,则
,∴
,取
,得
,
所以 。
所以
故二面角的余弦值为
。
知识点
与正方体ABCD﹣A1B1C1D1的三条棱AB、CC1、A1D1所在直线的距离相等的点( )
正确答案
解析
知识点
在区间[-,
]内随机取两个数分别记为a,b,则使得函数
有零点的概率为 ( )
正确答案
解析
略
知识点
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