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题型:简答题
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简答题 · 15 分

如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=BC=AAl=2,∠ABC=120°,点 P在线段AC1上,且AP=2PCl,M为线段AC的中点.

20.证明:BM//平面B1CP;

21.求直线AB1与平面B1CP所成角的余弦值。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

考查方向

本题考查了空间直线和平面的平行关系,和直线和平面所成的角度。

解题思路

利用线面平行判定定理证明线面平行,再利用射影定理确定角度,再求出角度。

易错点

建立空间直角坐标系的坐标问题。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

考查方向

本题考查了空间直线和平面的平行关系,和直线和平面所成的角度。

解题思路

利用线面平行判定定理证明线面平行,再利用射影定理确定角度,再求出角度。

易错点

建立空间直角坐标系的坐标问题。

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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在四棱锥中,平面,四边形,且,点中点.

22.求证:平面平面

23.求点到平面的距离.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

试题分析:本题属于立体几何中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,根据题设先证线面垂直再去证面面垂直;证明:取中点,连接.∵中点,∴.又∵,∴∴四边形为平行四边形.∵,∴平面.∴,∴.∵,∴,∴平面.∵平面,∴平面平面

考查方向

本题考查了面面垂直的证明和点到面的距离的求解,常见的问题有证明类——平行与垂直的证明;计算类——角度(线线角);长度(线度、点面、线面、面面距离)

解题思路

本题考查了面面垂直的证明和点到面的距离的求,解题步骤如下:根据题设先证线面垂直再去证面面垂直。

易错点

对面面垂直的证明的表述不严谨和运算出错

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

试题分析:本题属于立体几何中的基本问题,题目的难度是逐渐由易到难,由等体积法求出点到面的距离。由⑴知,

平面,即点到平面的距离为.在中,由,得,∴

∴点到平面的距离为

考查方向

本题考查了面面垂直的证明和点到面的距离的求解,常见的问题有证明类——平行与垂直的证明;计算类——角度(线线角);长度(线度、点面、线面、面面距离)

解题思路

本题考查了面面垂直的证明和点到面的距离的求,解题步骤如下:由等体积法求出点到面的距离。

易错点

对面面垂直的证明的表述不严谨和运算出错

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题型:简答题
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简答题 · 12 分

在正三角形ABC中,E、F、P分别是AB、AC、BC边上的点,满足AE :EB=CF :FA=CP :PB=1 :2,如图(5).将△AEF沿EF折起到△A1EF的位置,使二面角A1一EF-B成直二面角,连结A1B、A1P,如图(6).

21.求证:A1E⊥平面BEP;

22.求二面角B—A1P—E的余弦值.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)A1E⊥平面BEP;

解析

解:不妨设正三角形ABC 的边长为 3 .

(1)在图5中,取BE的中点D,连结DF.

∵AEEB=CFFA=12,∴AF=AD=2,而∠A=600,∴△ADF是正三角形,

又AE=DE=1,∴EF⊥AD

在图6中,A1E⊥EF,BE⊥EF,∴∠A1EB为二面角A1-EF-B的平面角.

由题设条件知此二面角为直二面角,∴A1E⊥BE

又BE∩EF=E,∴A1E⊥平面BEF,即A1E⊥平面BEP

考查方向

本题主要考查了线面垂直的判定和二面角的余弦值的计算,考查考生的空间想象能力和计算能力。

解题思路

(1)不妨设正三角形ABC 的边长为 3,取BE的中点D,连接DF,从而证明到EF⊥AD,再利用二面角A1一EF-B成直二面角推出A1E⊥BE,从而得证。

(2)由(1)构建空间直角坐标系并写出相关点的坐标,通过计算平面法向量的方法来计算二面角的余弦值。

易错点

平面翻折到空间中的不变量与改变量易出错及空间点坐标的确定。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2) 二面角B-A1P-E余弦值是

解析

解:

(2)建立分别以EB、EF、EA1为x轴、y轴、z轴的空间直角坐标系,则E(0,0,0),A1(0,0,1),

B(2,0,0),F(0, ,0), P (1, ,0),则,

.设平面A1BP的法向量为

平面ABP知,,即

,得

设平面A1PE向量为

平面A1PE知,,即       可得

所以二面角B-A1P-E余弦值是

考查方向

本题主要考查了线面垂直的判定和二面角的余弦值的计算,考查考生的空间想象能力和计算能力。

解题思路

(1)不妨设正三角形ABC 的边长为 3,取BE的中点D,连接DF,从而证明到EF⊥AD,再利用二面角A1一EF-B成直二面角推出A1E⊥BE,从而得证。

(2)由(1)构建空间直角坐标系并写出相关点的坐标,通过计算平面法向量的方法来计算二面角的余弦值。

易错点

平面翻折到空间中的不变量与改变量易出错及空间点坐标的确定。

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题型: 单选题
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单选题 · 5 分

10.设为不同的平面,为不同的直线,则的一个充分条件为(    ).

A

B

C

D

正确答案

D

解析

对于选项A,根据面面垂直的判定定理可知,缺少条件m⊂α,故不正确;

对于选项B,因为α与β可能平行,也可能相交,所以m与β不一定垂直,故不正确;[来源:学科网ZXXK]

对于选项C,因为α与β可能平行,也可能相交,所以m与β不一定垂直,故不正确;

对于选项D,由n⊥α,n⊥β,可得α∥β,而m⊥α,则m⊥β,故正确,故选D.

考查方向

本题主要考查空间的点线面的位置关系等知识,意在考查考生对于立体几何的定理的理解和空间能力的理解。

解题思路

逐个判断各个选项的正误即可。

易错点

1.不理解的一个充分条件和之间的关系;

2.对于空间点线面的位置关系理解单一导致出错。

知识点

平面与平面平行的判定与性质直线、平面垂直的综合应用
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,三棱柱ABC—A1B1C1 的侧棱AA1底面ABC,,E是棱CC1的中点,F是AB的中点,AC=BC=1,AA1=2。

22.求证:CF//平面AB1E;

23.求点C到平面AB1E的距离。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

证明:取AB中点M,连MF,ME,∵E为CC1中点,F为AB中点,∴MF∥B1B,MF=1/2B1B,EC∥B1B,EC=1/2B1B,∴MF∥EC,且MF=EC,∴MFCE为平行四边形,∴CF∥EM,∵CF⊄平面AB1E,EM⊂平面AB1E,∴CF∥平面AB1E.

考查方向

本题考查直线与平面平行的证明,考查三棱锥的体积轮换公式的运用,三棱锥的高的求法,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养,属于中档题.

解题思路

取AB中点M,连MF,ME,易证四边形MFCE是平行四边形,利用线面平行的判定定理即可证得CF∥平面AB1E;

易错点

本题易错点是∵CF⊄平面AB1E,EM⊂平面AB1E。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

点C到平面AB1E的距离为

解析

解:∵AA1⊥底面ABC,∴侧面AC1⊥底面ABC,又∠ACB=90°,BC垂直于交线AC,∴BC⊥侧面AC1.∵AC=BC=1,AA1=2,∴S△ACE,∴VO−AB1E=VB1−ACE=VB−ACE所以C到平面AB1E的距离为

考查方向

本题考查直线与平面平行的证明,考查三棱锥的体积轮换公式的运用,三棱锥的高的求法,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养,属于中档题.

解题思路

依题意,可证得BC⊥侧面AC1,利用等体积转换,即可求出三棱锥C-AB1E的体积.进而求高。

易错点

本题易错点是∵CF⊄平面AB1E,EM⊂平面AB1E。

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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在三棱锥PABC中,平面PAB⊥平面ABCPAPBMN分别为ABPA的中点.

17.求证:PB∥平面MNC

18.若ACBC,求证:PA⊥平面MNC.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

证:(1)因为MN分别为ABPA的中点,

所以MNPB

因为MN平面MNCPB平面MNC

所以PB∥平面MNC.

考查方向

本题考查了线面平行的判定,面面垂直的性质和线面垂直的判定

解题思路

本题考查线面平行的判定,面面垂直的性质和线面垂直,解题步骤如下:

(1)根据中位线定理可得MN∥PB,故而PB∥平面MNC.

(2)由三线合一可得CM⊥AB,再有面面垂直得出CM⊥平面PAB,故CM⊥PA,由AP⊥PB,MN∥PB可得PA⊥MN,故而PA⊥平面MNC.

易错点

线面平行和线面垂直判定定理记不熟,不会灵活运用

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

证: (2)因为PAPBMNPB,所以PAMN.

因为ACBCAMBM,所以CMAB.

因为平面PAB⊥平面ABCCM平面ABC,平面PAB∩平面ABCAB

所以CM⊥平面PAB

因为PA平面PAB,所以CMPA

因为PAMNMN平面MNCCM平面MNCMNCMM

所以PA⊥平面MNC.

考查方向

本题考查了线面平行的判定,面面垂直的性质和线面垂直的判定

解题思路

本题考查线面平行的判定,面面垂直的性质和线面垂直,解题步骤如下:

(1)根据中位线定理可得MN∥PB,故而PB∥平面MNC.

(2)由三线合一可得CM⊥AB,再有面面垂直得出CM⊥平面PAB,故CM⊥PA,由AP⊥PB,MN∥PB可得PA⊥MN,故而PA⊥平面MNC.

易错点

线面平行和线面垂直判定定理记不熟,不会灵活运用

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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,三棱柱中,,,平面平面,相交于点.

21.求证:平面

22.求二面角的余弦值.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)略;

解析

(Ⅰ)依题意,侧面是菱形,的中点,因为,所以,

又平面平面,且平面,平面平面

所以平面.

考查方向

本题主要考查空间点线面的位置关系和二面角等知识,意在考查考生的空间想象能力和运算求解能力。

解题思路

先证明,后根据平面平面后即可得到答案;

易错点

不会转化平面平面而无法证明答案;

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)

解析

(Ⅱ)由(Ⅰ)知平面,,所以,

,,所以平面,

,垂足为,连结,则,

所以为二面角的平面角.

中,,

所以,

所以,即二面角的余弦值是.

考查方向

本题主要考查空间点线面的位置关系和二面角等知识,意在考查考生的空间想象能力和运算求解能力。

解题思路

先证明为二面角的平面角,后在三角形中解出即可。

易错点

找不到二面角的平面角无法做出答案。

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题型:简答题
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简答题 · 15 分

如图,在三棱柱-中,BAC=,AB=AC=2,A=4,在底面ABC的射影为BC的中点,D为的中点.

17.证明:D平面

18.求二面角-BD-的平面角的余弦值

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

详见解析;

解析

试题分析:由条件设E为BC的中点,可证得AE⊥平面,再证明,即可证得;

考查方向

本题考查了空间直线与平面垂直的判定,二面角及其求法,属于中等题.

解题思路

由线面垂直的判定定理,两平行线中的一条垂直于一个平面,另一条也垂

直于这个平面,得出结论;的余弦值.

易错点

注意二面角的取值范围,分清是锐角还是钝角.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

.

解析

,且,可证明为二面角的平面角,再由余弦定理可求得,从而求解.

设E为BC的中点,由题意可得,

,∵AB=AC,∴,故,

由D,E分别为,BC的中点,得DE∥且DE=,从而DE∥,

∴四边形为平行四边形,故,又∵AE⊥平面,

;(2)作,且,连接,由AE=EB=,,得,由,,得,由,得,因此为二面角的平面角,

==4,,得BD=3,

由余弦定理得,.

考查方向

本题考查了空间直线与平面垂直的判定,二面角及其求法,属于中等题.

解题思路

作出二面角的平面角,在三角形中利用余弦定理求出二面角

的余弦值.

易错点

注意二面角的取值范围,分清是锐角还是钝角.

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题型:简答题
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简答题 · 13 分

(本小题满分13分,(1)小问4分,(2)小问9分)

如图,三棱锥中,平面分别为线段上的点,且

21.证明:平面

22.求二面角的余弦值。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)证明详见解析

解析

试题分析:(1)要证线面垂直,就是要证线线垂直,题中由平面,可知,再分析已知由,这样与垂直的两条直线都已找到,从而可得线面垂直

试题解析:(1)证明:由PC平面ABC,DE平面ABC,故PCDE

由CE=2,CD=DE=CDE为等腰直角三角形,故CDDE

由PCCD=C,DE垂直于平面PCD内两条相交直线,故DE平面PCD

考查方向

本题考查直线与平面垂直的判定,.

解题思路

根据是给条件通过线线关系向面面垂直关系进行转化,证明问题,难度不大,属于基础题目

易错点

线线与线面垂直的转化

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2).

解析

试题分析:(2)求二面角的大小,可心根据定义作出二面角的平面角,求出这个平面角的大小,本题中,由于平面,因此两两垂直,可以他们为轴建立空间直角坐标系,写出图中各点的坐标,求出平面和平面的法向量,向量的夹角与二面角相等或互补,由此可得结论.

试题解析:(2)由(1)知,CDE为等腰直角三角形,DCE=,如(19)图,过点D作DF垂直CE于F,易知DF=FC=EF=1,又已知EB=1,

故FB=2.

ACB=得DFAC,,故AC=DF=

以C为坐标原点,分别以的方程为x轴,y轴,z轴的正方向建立空间直角坐标系,则C(0,0,0,),P(0,0,3),A(,0,0),E(0,2,0),D(1,1,0),

设平面的法向量

.

由(1)可知DE平面PCD,故平面PCD的法向量可取为,即.

从而法向量的夹角的余弦值为

故所求二面角A-PD-C的余弦值为.

考查方向

本题考查二面角,涉及直线与平面垂直的判定,建系化归为平面法向量的夹角是解决问题的关键,属难题..

解题思路

立体几何解答题的一般模式是首先证明线面位置关系(一般考虑使用综合几何方法进行证明),然后是与空间角有关的问题,综合几何方法和空间向量方法都可以,但使用综合几何方法要作出二面角的平面角,作图中要伴随着相关的证明,对空间想象能力与逻辑推理能力有较高的要求,而使用空间向量方法就是求直线的方向向量、平面的法向量,按照空间角的计算公式进行计算,也就是把几何问题完全代数化了,这种方法对运算能力有较高的要求.两种方法各有利弊,在解题中可根据情况灵活选用.

易错点

法向量夹角与二面角平面角的关系

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题型: 单选题
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单选题 · 5 分

8.设mn是两条不同的直线,是两个不同的平面,则下列叙述正确的是

Aαβmαnβ,则mn

Bαβmαnβ,则mn

Cmαnαmβnβmn,则αβ

Dmαnβmn,则αβ

正确答案

C

解析

αβmαnβ,则可能平行、异面或相交,故A错误;若αβmαnβ,则可能平行、异面或相交,故B错误;若mαnβmn,则可能垂直、平行或不垂直相交,故D错误;所以选C选项.

考查方向

本题主要考查了空间中点、线、面的位置关系的判定,在近几年的各省高考题中出现的频率较高,常与空间向量等知识交汇命题.

解题思路

1)分析判断各选项的正确性;

2)得出结论.

易错点

本题易在判断选项B出现错误,易忽视判断线线垂直的充分条件.

知识点

直线与平面平行的判定与性质平面与平面平行的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质直线、平面垂直的综合应用
下一知识点 : 线面角和二面角的求法
百度题库 > 高考 > 理科数学 > 直线、平面垂直的综合应用

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