- 平行关系的综合应用
- 共147题
如图,已知正方体ABCD—A1B1C1D1,过BD1的平面分别交棱AA1和棱CC1于E、F两点。
(1)求证:A1E=CF;
(2)若E、F分别是棱AA1和棱CC1的中点,求证:平面平面BB1D1D。
正确答案
见解析。
解析
(1)由题知,平面EBFD1与平面BCC1B1交于
BF、与平面ADD1A交于ED1 ………………1分
又平面BCC1B1//平面ADD1A1∴D1E//BF …………………2分
同理BE//D1F ……………………………3分
∴四边形EBFD1为平行四边形 ∴D1E=BF …………………4分
∵A1D1==CB,D1E=BF,∠D1A1E=∠BCF=90°
∴≌Rt△CBF∴A1E=CF ……………6分
(2)∵四边形EBFD1是平行四边形。AE=A1E,FC=FC1,
∴Rt△EAB≌Rt△FCB,∴BE=BF,故四边形EBFD1为菱形。 ………………8分
连结EF、BD1、A1C1。∵四边形EBFD1为菱形,∴EF⊥BD1,
在正方体ABCD—A1B1C1D1中,有B1D1⊥A1C1,B1D⊥A1A
∴B1D1⊥平面A1ACC1。 ………………10分
又EF平面A1ACC1,∴EF⊥B1D1。又B1D1∩BD1=D1,∴EF⊥平面BB1D1D。
又EF平面EBFD1,故平面EBFD1⊥平面BB1D.……………12分
知识点
在直三棱柱中,AC=4,CB=2,AA1=2,
,E、F分别是
的中点。
(1)证明:平面平面
;
(2)证明:平面ABE;
(3)设P是BE的中点,求三棱锥的体积。
正确答案
见解析
解析
(1)证明:在,∵AC=2BC=4,
∴,∴
,∴
由已知, ∴
又∵
(2)证明:取AC的中点M,连结
在,
而,∴直线FM//平面ABE
在矩形中,E、M都是中点,∴
而,∴直线
又∵ ∴
故
(3)取的中点
,连结
,则
且
,
由(1),∴
,
∵P是BE的中点,
∴
知识点
如图,已知三棱锥P=ABC中,PA⊥PC,D为AB的中点,M为PB的中点,且AB=2PD.
(1)求证:DM//面PAC;
(2)找出三棱锥P—ABC中一组面与面垂直的位置关系,并给出证明(只需找到一组即可).
正确答案
见解析。
解析
(1)证明:依题意D为AB的中点,M为PB的中点
…………1分
又平面
,
平面
面
…………4分
(2)平面平面
…………5分
证明:由已知,又D为AB的中点
所以PD=BD,又知M为PB的中点
………8分
由(1)知
…………9分
又由已知且
故平面
,又
平面
平面
平面
…………12分
知识点
如图,四边形与
都是边长为a的正方形,点E是
的中点,
(1)求证:;
(2)求证:平面
(3)求体积与
的比值。
正确答案
见解析。
解析
(1)
设BD交AC于M,连结ME.
∵ABCD为正方形,所以M为AC中点,
又∵E为的中点 ∴ME为
的中位线
∴又∵
∴. …………………4分
(2)∵ABCD为正方形 ∴
∵.
又
∵
∴. …………………8分
(3)(要有计算过程) …………………12分
知识点
如图,在五面体中,四边形
为正方形,
,平面
平面
,且
,
,点G是EF的中点。
(1)证明:;
(2)若点在线段
上,且
,求证:
//平
面
;
(3)已知空间中有一点O到五点的距离相等,请指出点
的位置. (只需写出结论)
正确答案
见解析
解析
解析:
(1)证明:因为,点G是EF的中点,
所以 .
…………………1分
又因为 ,
所以 . …………………2分
因为平面平面
,且平面
平面
,
平面
,
所以 平面
. …………………4分
因为 平面
,
所以 . ………………5分
(2)证明:如图,过点作
//
,且交
于点
,连结
,
因为 ,所以
, ………………6分
因为 ,点G是EF的中点,
所以 ,
又因为 ,四边形ABCD为正方形,
所以 //
,
.
所以四边形是平行四边形.
所以 . ……………8
分
又因为平面
,
平面
,
所以 //平面
. ………………11分
(3)解:点为线段
的中点. ………………14分
知识点
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