- 平行关系的综合应用
- 共147题
如图,在三棱锥P—ABC中,平面PAC平面ABC,
,E,F分别是AP,AC的中点,点D在棱AB上,且
。
求证:(1)平面PBC;
(2)平面DEF平面PAC。
正确答案
见解析。
解析
(1)在△PAC中,因为E,F分别是AP,
AC的中点,所以EF // PC。
又因为平面PBC,
平面PBC,
所以平面PBC。
(2)连结CD,因为,
,所以△ACD为正三角形。
因为F是AC的中点,所以。
因为平面PAC 平面ABC,
平面ABC,平面PAC
平面ABC
,
所以平面PAC。
因为平面DEF,所以平面DEF
平面PAC。
知识点
如图,在四棱锥E—ABCD中,底面ABCD为矩形,平面ABCD⊥平面ABE,∠AEB=90°,BE=BC,F为CE的中点,求证:
(1) AE∥平面BDF;
(2) 平面BDF⊥平面BCE。
正确答案
见解析
解析
证明(1) 设AC∩BD=G,连结FG,易知G是AC的中点,
因为 F是EC中点,所以 在△ACE中,FG∥AE
因为 AE⊄平面BDF,FG⊂平面BDF,
所以 AE∥平面BDF。
(2) 因为 平面ABCD⊥平面ABE,BC⊥AB,
平面ABCD∩平面ABE=AB,所以 BC⊥平面ABE,
因为 AE⊂平面ABE,所以 BC⊥AE,
又AE⊥BE,BC∩BE=B,所以 AE⊥平面BCE,又FG∥AE,
所以FG⊥平面BCE,
因为 FG⊂平面BDF,所以平面BDF⊥平面BCE
知识点
如图,AB为圆O的直径,点E,F在圆上,四边形ABCD为矩形,AB∥EF,∠BAF=,M为BD的中点,平面ABCD⊥平面ABEF,求证:
(1)BF⊥平面DAF;
(2)ME∥平面DAF。
正确答案
见解析。
解析
(1)因四边形ABCD为矩形,
故DA⊥AB。
因平面ABCD⊥平面ABEF,且DA⊂平面ABCD,平面ABCD∩平面ABEF=AB,
故DA⊥平面ABEF
因BF⊂平面ABEF,
故DA⊥BF
因AB为直径,
故BF⊥AF。
因DA,AF为平面DAF内的两条相交直线,
故BF⊥平面DAF
(2)因∠BAF=,AB∥EF,
故EF=AB
取DA中点N,连NF,MN,
因M为BD的中点,
故MN∥AB,且MN=AB,
于是四边形MNFE为平行四边形,
所以ME∥NF
因NF⊂平面DAF,ME⊄平面DAF,
故ME∥平面DAF
知识点
如图是某直三棱柱(侧棱与底面垂直)被削去上底后的直观图与三视图的侧视图、俯视图,在直观图中,是
的中点,侧视图是直角梯形,俯视图是等腰直角三角形,有关数据如图所示.
(1)求出该几何体的体积。
(2)若是
的中点,求证:
平面
;
(3)求证:平面平面
.
正确答案
见解析。
解析
(1)由题意可知:四棱锥中,
平面平面
,
所以,平面
………………………2分
又,
则四棱锥的体积为:
…………4分
(2)连接,则
又,所以四边形
为平行四边形,
…………6分
平面
,
平面
,
所以,平面
; ……………8分
(3) ,
是
的中点,
又平面平面
平面
……………………10分
由(2)知:
平面
又平面
所以,平面平面
. ………………………12分
知识点
已知正六棱锥的底面边长是3,侧棱长为5,则该正六棱锥的体积是 。
正确答案
解析
若正六棱锥的底面边长为3
则其底面积S=6×(×3×
)=
又∵正六棱锥的侧棱长为5
故棱锥的高为=4
故正六棱锥的体积V==
知识点
如图所示,PA⊥平面ABCD,四边形ABCD为正方形,且2PA=AD, E、F、G、H分别是线段PA、PD、CD、BC的中点.
(1)求证:BC∥平面EFG;
(2)求证:DH⊥平面AEG;
(3)求三棱锥E-AFG与四棱锥P-ABCD的体积比.
正确答案
见解析。
解析
(1)∵BC∥AD,AD∥EF,∴BC∥EF,,,,,,,,,。2分
∥平面EFG,,,,,,,,,,,。3分
(2)∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥DH ,即 AE⊥DH,,,,,,,,,。5分
∵△ADG≌△DCH ,∴∠HDC=∠DAG,∠AGD+∠DAG=90°
∴∠AGD+∠HDC=90°
∴DH⊥AG
又∵AE∩AG=A,∴DH⊥平面AEG,,,,,,,,,,,。8分
(3),,,,,,,,,,,,,,。10分
,,,,,,,,,,,,,,。12分
知识点
设函数,其图象在点
处切线的斜率为
。
(1)求函数的单调区间(用只含有
的式子表示);
(2)当时,令
,设
,
是函数
的两个根,
是
,
的等差中项,求证:
(
为函数
的导函数)。
正确答案
见解析。
解析
(1)函数的定义域为
。
,则
,即
。
于是。
①当时,
,
在
上是单调减函数;
②当时,令
,得
(负舍),
所以在
上是单调减函数,在
上是单调增函数;
③当时,若
,则
恒成立,
在
上单调减函数;
若,令
,得
(负舍),
所以在
上单调增函数,在
上单调减函数;
综上,若,
的单调减区间为
,单调增区间为
;
若,
的单调减区间为
;
若,
的单调增区间为
,单调减区间为
。
(2)因为,所以
,即
。
因为的两零点为
,
,则
相减得:,
因为 ,所以
,
于是
。
令,
,
则,则
在
上单调递减,
则,又
,则
,命题得证。
知识点
如图,在三棱柱中,
底面
,
, E、F分别是棱
的中点。
(1)求证:AB⊥平面AA1 C1C;
(2)若线段上的点
满足平面
//平面
,试确定点
的位置,并说明理由;
(3)证明:⊥A1C.
正确答案
见解析
解析
(1)底面
,
, --------------2分
,
,
面
. ------------4分
(2)面
//面
,面
面
,面
面
,
//
, ------------------7分
在
中
是棱
的中点,
是线段
的中点. ---------------8分
(3)三棱柱
中
侧面
是菱形,
, ----------------9分
由(1)可得,
,
面
, --------------11分
.
又分别为棱
的中点,
//
,
. --------------12分
知识点
已知A(,0),B(
,0)为平面内两定点,动点P满足|PA|+|PB|=2。
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)设直线与(I)中点P的轨迹交于M、N两点,求△BMN的最大面积及此时直线l的方程.
正确答案
见解析。
解析
(1)∵|PA|+|PB|=2>=|AB|,
∴点P的轨迹是以A,B为焦点,长轴长2a=2的椭圆,…………………………………………2分
∴a=1, …………………………………………4分
设P(x,y),∴点P的轨迹方程为. ………………………………………6分
(2)将代入
,
消去x,整理为 …………………………………………7分
设,
则 …………………………………………8分
= …………………………10分
当且仅当,即
时,△BMN的最大面积为
此时直线l的方程是. …………………………………………………………12分
知识点
如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点,作EF⊥PB交PB于点F。
(1)证明PA//平面EDB;
(2)证明PB⊥平面EFD;
正确答案
见解析。
解析
(1)
证明:连结AC,AC交BD于O,连结EO。
∵底面ABCD是正方形,∴点O是AC的中点
在中,EO是中位线,∴PA // EO……………3分
而平面EDB且
平面EDB,
所以,PA // 平面EDB…………………………6分
(2)证明:
∵PD⊥底面ABCD且底面ABCD,
∴
∵PD=DC,可知是等腰直角三角形,而DE是斜边PC的中线,
∴。 ①………………………8分
同理由PD⊥底面ABCD,得PD⊥BC。
∵底面ABCD是正方形,有DC⊥BC,∴BC⊥平面PDC。
而平面PDC,∴
。 ②
由①和②推得平面PBC。………………10分
而平面PBC,∴
又∵EF⊥PB,∴PB⊥平面EFD………………………12分
知识点
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