如图,在四棱锥中,
平面
,底面
是直角梯形,
,
∥
,且
,
,
为
的中点.
(1)设与平面
所成的角为
,二面角
的大小为
,求证:
;
(2)在线段上是否存在一点
(与
两点不重合),使得
∥平面
? 若存在,求
的长;若不存在,请说明理由.
(1)详见解析;(2)存在,的长为
.
解析试题分析:(1)直线和平面所成的角以及二面角的计算,可以考虑两种方法,其一利用传统立体几何的方法,由已知得,,又
,故
面
,则
,由
平面
,
,故
,则
,然后分别在直角三角形中,求
,或者可以建立空间直角坐标系,通过平面的法向量和直线的方向向量求直线和平面所成的角,利用两个半平面的法向量来求二面角的大小;(2)建立空间直角坐标系,设点
,并求出半平面
的法向量,利用
和法向量垂直,列等式,即可求解.
试题解析:解法一:(1)证明: 又
1分
又平面
,
,
面
2分
∴ 3分
, 5分
6分
(2)取的中点
,连
交
于
,由
与
相似得,
, 7分
在上取点
,使
,则
, 8分
在上取点
使
,由于
平行且等于
,
故有平行且等于
, 9分
四边形为平行四边形,所以
, 10分
而, 故有
∥平面
科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图,在四棱锥PABCD中,PD⊥平面ABCD,四边形ABCD是菱形,AC=2,BD=2,E是PB上任意一点.
(1)求证:AC⊥DE;
(2)已知二面角APBD的余弦值为,若E为PB的中点,求EC与平面PAB所成角的正弦值.
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图,在底面边长为1,侧棱长为2的正四棱柱中,P是侧棱
上的一点,
.
(1)试确定m,使直线AP与平面BDD1B1所成角为60º;
(2)在线段上是否存在一个定点
,使得对任意的m,
⊥AP,并证明你的结论.
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图,等腰梯形ABCD,AD//BC,P是平面ABCD外一点,P在平面ABCD的射影O恰在AD上,.
(1)证明:;
(2)求二面角A-BP-D的余弦值.
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
已知四棱锥P-ABCD中,PB⊥平面ABCD,底面ABCD是直角梯形,∠ABC=∠BCD=90°,PB=BC=CD=AB.Q是PC上的一点,且PA∥平面QBD.
⑴确定Q的位置;
⑵求二面角Q-BD-C的平面角的余弦值.
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图,已知平面四边形中,
为
的中点,
,
,
且.将此平面四边形
沿
折成直二面角
,
连接,设
中点为
.
(1)证明:平面平面
;
(2)在线段上是否存在一点
,使得
平面
?若存在,请确定点
的位置;若不存在,请说明理由.
(3)求直线与平面
所成角的正弦值.
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