- 空间向量及其运算
- 共1844题
如图所示,在三棱锥中,
平面
,
,则
与平面
所成角的正弦值为__________.
正确答案
试题分析:如下图,作,连接
,因为
平面
,
平面
,所以
,又因为
,所以
平面
,又因为
平面
,所以
,又因为
,所以
平面
,所以
为直线
与平面
所成的角,在直角
,由等面积可得
,在直角
中,
,所以直线
与平面
所成的角的正弦值为
.
如图,在正方体中,
是棱
的中点,
在棱
上.
且,若二面角
的余弦值为
,求实数
的值.
正确答案
以为正交基底,建立如图所示的空间直角坐标系
,设正方体的棱长为4,则各点的坐标分别为
,
,
,
;
,
,
,
,
,
设平面法向量为
,而
,
,
所以,可得一个法向量
=
,
设面的一个法向量为
,
则,
即,又因为点
在棱
上,所以
.
以A点为坐标原点,AB为x轴,AD为y轴,AA1为z轴,建立空间直角坐标系,设正方体的棱长为4,分别求出平面C1PQ法向量和面C1PQ的一个法向量,然后求出两法向量的夹角,建立等量关系,即可求出参数λ的值.
如图3所示,,M是棱
的中点,N是棱
的中点.
(1)求异面直线所成角的正弦值;
(2)求的体积.
正确答案
(1),
GM与的交点为H,联结BH,如图所示.……1分
∵是正方体,G、N是中点,
∴,即ABGN为平行四边形.
∴BG||AN,所成的角.……………………3分
又正方体的棱长为a,可得,
.∴
. ………5分
∴.…………6分
(2)∵
∴.8分
∵,∴
.
∴的高.
略
已知=(2,2,1),
=(4,5,3),则平面ABC的单位法向量为______.
正确答案
设平面ABC的单位法向量为=(x,y,z)
∵⊥
,∴
•
=2x+2y+z=0…①
同理,•
=4x+5y+3z=0…②
因为是单位向量,所以
=
=1…③
联解①②③,得x=,y=-
,z=
或x=-
,y=
,z=-
∴=(
,-
,
)或
=(-
,
,-
)
故答案为:(,-
,
)或(-
,
,-
)
设向量并确定
的关系,使
轴垂直.
正确答案
解:(9,15,-12)-(4,2,16)=(5,13,-28)
(3,5,-4)
(2,1,8)=6+5-32=-21
由
即当满足
=0即使
与z轴垂直.
略
已知:正四棱柱ABCD—A1B1C1D1中,底面边长为2,侧棱长为4,E、F分别为棱AB、BC的中点.
(1)求证:平面B1EF⊥平面BDD1B1;
(2)求点D1到平面B1EF的距离.
正确答案
(1)证明略 (2)
(1) 建立如图所示的空间直角坐标系,则D(0,0,0),
B(2,2
,0),E(2
,
,0),
F(,2
,0),D1(0,0,4),
B1(2,2
,4).
=(-
,
,0),
=(2
,2
,0),
=(0,0,4),
∴·
=0,
·
=0.
∴EF⊥DB,EF⊥DD1,DD1∩BD=D,
∴EF⊥平面BDD1B1.
又EF平面B1EF,∴平面B1EF⊥平面BDD1B1.
(2) 由(1)知=(2
,2
,0),
=(-
,
,0),
=(0,-
,-4).
设平面B1EF的法向量为n,且n=(x,y,z)
则n⊥,n⊥
即n·=(x,y,z)·(-
,
,0)=-
x+
y=0,
n·=(x,y,z)·(0,-
,-4)=-
y-4z=0,
令x=1,则y=1,z=-,∴n="(1,1,-"
)
∴D1到平面B1EF的距离
d==
=
.
已知ABCD是正方形,PA⊥平面ABCD,且PA=AB=2,E、F是侧棱PD、PC的中点。
(1)求证:平面PAB;
(2)求直线PC与底面ABCD所成角的正切值。
正确答案
证明:(1)
证明:(2)连结AC,因为PA平面ABCD,所以
就为直线PC与平面ABCD所成的角
。即
又因为正方形ABCD的边长为2,所以AC=
,
所以
略
如图,直三棱柱ABC—A1B1C1,底面△ABC中,CA=CB=1,∠BCA=90°,棱AA1=2,M、N分别是A1B1,A1A的中点;
(1)求
(2)求
(3)
(4)求CB1与平面A1ABB1所成的角的余弦值.
正确答案
如图,建立空间直角坐标系O—xyz.(1)依题意得B(0,1,0)、N(1,0,1)
∴| |=
.
(2)依题意得A1(1,0,2)、B(0,1,0)、C(0,0,0)、B1(0,1,2)
∴={-1,-1,2},
={0,1,2,},
·
=3,|
|=
,|
|=
∴cos<,
>=
.
(3)证明:依题意,得C1(0,0,2)、M(,2),
={-1,1,2},
={
,0}.∴
·
=-
+0=0,∴
⊥
,∴A1B⊥C1M.
略
在棱长为的正方体
中,
、
分别是
、
的中点,求点
到截面
的距离 .
正确答案
以为原点,建立如图所示的空间直角坐标系.
则.
,
;
设面的法向量为
,
则有:,
,
,又
,所以点
到截面
的距离为
=
.
如图,四棱锥的底面是正方形,
⊥平面
,
,点E是SD上的点,且
.
(1)求证:对任意的,都有AC⊥BE;
(2)若二面角C-AE-D的大小为,求
的值.
正确答案
(1)如图建立空间直角坐标系,则
,
,
∴对任意
都成立,
即AC⊥BE恒成立; ……………………6分
(2)显然是平面
的一个法向量,
设平面的一个法向量为
,
∵,
∴,
取,则
,
, ………………10分
∵二面角C-AE-D的大小为,
∴,
∴为所求。
略
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