在直角梯形中,
,
,
,如图,把
沿
翻折,使得平面
平面
.
(1)求证:;
(2)若点为线段
中点,求点
到平面
的距离;
(3)在线段上是否存在点
,使得
与平面
所成角为
?若存在,求出
的值;若不存在,请说明理由.
(1)证明过程详见解析;(2) (3)存在
解析试题分析:
(1)据题意,要证明,由线面垂直的性质例一得到只需要证明DC
面ABD,又有面ABD与面BCD垂直,故根据面面垂直的性质,只需要证明DC垂直于面ABD与面BCD的交线BD,DC与BC垂直的证明可以放在直角梯形
中利用勾股定理与余弦定理证明,三角形BCD为直角三角形.
(2)由(1)得平面
,所以
.以点
为原点,
所在的直线为
轴,
所在直线为
轴,利用三维空间直角坐标系即可求的点面距离,即首先求出线段MC与面ADC的法向量的夹角,再利用三角函数值即可求的点面距离.此外,该题还可以利用等体积法来求的点面距离,即三棱锥M-ADC的体积,分别以M点为顶点和以A点为定点来求解三棱锥的体积,解出高即为点面距离.
(3)该问利用坐标法最为简洁,在第二问建立的坐标系的基础上,设,
,利用
来表示N点的坐标,求出面ACD的法向量,法向量与AN所成的夹角即为
与平面
所成角为
的余角,利用该条件即可求出
的值,进而得到N点的位置.
试题解析:
(1)证明:因为,
,
,所以
,
,
1分
, 2分
,所以
3分.
因为平面平面
,平面
平面
,
所以平面
4分.
又平面
,所以
5分.
(2)解法1:因为平面
,所以
.以点
为原点,
所在的直线为
轴,
所在直线为
轴,过点
作垂直平面
的直线为
轴,建立空间直角坐标系
,如图.由已知,得
,
,
,
,
.所以
,
,
. 7分.设平面
的法向量为
,则
,
,所以
令
,得平面
的一个法向量为
9分
所以点
科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图,是以
为直径的半圆
上异于
、
的点,矩形
所在的平面垂直于半圆
所在的平面,且
.
(1)求证:;
(2)若异面直线和
所成的角为
,求平面
与平面
所成的锐二面角的余弦值.
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图甲,在平面四边形ABCD中,已知∠A=45°,∠C=90°,∠ADC=105°,AB=BD,现将四边形ABCD沿BD折起,使平面ABD⊥平面BDC(如图乙),设点E、F分别为棱AC、AD的中点.
(1)求证:DC⊥平面ABC;
(2)求BF与平面ABC所成角的正弦值;
(3)求二面角B-EF-A的余弦值.
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图所示,在矩形ABCD中,AB=3,AD=6,BD是对角线,过点A作AE⊥BD,垂足为O,交CD于E,以AE为折痕将△ADE向上折起,使点D到点P的位置,且PB=
.
(1)求证:PO⊥平面ABCE;
(2)求二面角EAPB的余弦值.
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图,正方形ADEF与梯形ABCD所在的平面互相垂直,,
,
,点M在线段EC上(除端点外)
(1)当点M为EC中点时,求证:平面
;
(2)若平面与平面ABF所成二面角为锐角,且该二面角的余弦值为
时,求三棱锥
的体积
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图,四棱锥的底面
为一直角梯形,侧面PAD是等边三角形,其中
,
,平面
底面
,
是
的中点.
(1)求证://平面
;
(2)求与平面BDE所成角的余弦值;
(3)线段PC上是否存在一点M,使得AM⊥平面PBD,如果存在,求出PM的长度;如果不存在,请说明理由。
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
已知四边形ABCD是菱形,∠BAD=60°,四边形BDEF是矩形,平面BDEF⊥平面ABCD,G,H分别是CE,CF的中点.
(1)求证:平面AEF∥平面BDGH
(2)若平面BDGH与平面ABCD所成的角为60°,求直线CF与平面BDGH所成的角的正弦值.
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