题目列表(包括答案和解析)
3.(2008年高考福建卷)如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC=2,AA1=1,则BC1与平面BB1D1D所成角的正弦值为( )
A. B.
C. D.
解析:选D.以D点为坐标原点,以DA、DC、DD1所在的直线为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系(图略),
则A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,2,0),C1(0,2,1)
∴=(-2,0,1),=(-2,2,0),且为平面BB1D1D的一个法向量.
∴cos〈,〉===.
∴BC1与平面BB1D1D所成角的正弦值为.
2.(原创题)如果平面的一条斜线和它在这个平面上的射影的方向向量分别是a=(0,2,1),b=(,,),那么这条斜线与平面的夹角是( )
A.90° B.60°
C.45° D.30°
解析:选D.cosθ==,因此a与b的夹角为30°.
1.设平面α的法向量为(1,2,-2),平面β的法向量为(-2,-4,k),若α∥β,则k=( )
A.2 B.-4
C.4 D.-2
解析:选C.∵α∥β,∴(-2,-4,k)=λ(1,2,-2),∴-2=λ,k=-2λ,∴k=4.
12.如图所示,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,DB=BC,DB⊥AC,点M是棱BB1上一点.
(1)求证:B1D1∥面A1BD;
(2)求证:MD⊥AC;
(3)试确定点M的位置,使得平面DMC1⊥平面CC1D1D.
解:(1)证明:由直四棱柱,得BB1∥DD1且BB1=DD1,所以BB1D1D是平行四边形,
所以B1D1∥BD.
而BD⊂平面A1BD,B1D1⊄平面A1BD,
所以B1D1∥平面A1BD.
(2)证明:因为BB1⊥面ABCD,AC⊂面ABCD,所以BB1⊥AC,
又因为BD⊥AC,且BD∩BB1=B,
所以AC⊥面BB1D,
而MD⊂面BB1D,所以MD⊥AC.
(3)当点M为棱BB1的中点时,平面DMC1⊥平面CC1D1D
取DC的中点N,D1C1的中点N1,连结NN1交DC1于O,连结OM.
因为N是DC中点,BD=BC,所以BN⊥DC;又因为DC是面ABCD与面DCC1D1的交线,而面ABCD⊥面DCC1D1,
所以BN⊥面DCC1D1.
又可证得,O是NN1的中点,所以BM∥ON且BM=ON,即BMON是平行四边形,所以BN∥OM,所以OM⊥平面CC1D1D,因为OM⊂面DMC1,所以平面DMC1⊥平面CC1D1D.
11.如图所示,△ABC是正三角形,AE和CD都垂直于平面ABC,且AE=AB=2a,CD=a,F是BE的中点.
(1)求证:DF∥平面ABC;
(2)求证:AF⊥BD.
证明:(1)取AB的中点G,连结FG,可得FG∥AE,FG=AE,
又CD⊥平面ABC,AE⊥平面ABC,
∴CD∥AE,CD=AE,
∴FG∥CD,FG=CD,
∵FG⊥平面ABC,
∴四边形CDFG是矩形,DF∥CG,
CG⊂平面ABC,DF⊄平面ABC,
∴DF∥平面ABC.
(2)Rt△ABE中,AE=2a,AB=2a,
F为BE中点,∴AF⊥BE,
∵△ABC是正三角形,∴CG⊥AB,
∴DF⊥AB,
又DF⊥FG,
∴DF⊥平面ABE,DF⊥AF,
∴AF⊥平面BDF,∴AF⊥BD.
10.(2010年南京模拟)如图,已知矩形ABCD中,AB=10,BC=6,沿矩形的对角线BD把△ABD折起,使A移到A1点,且A1在平面BCD上的射影O恰好在CD上.
求证:(1)BC⊥A1D;
(2)平面A1BC⊥平面A1BD.
证明:(1)由于A1在平面BCD上的射影O在CD上,
则A1O⊥平面BCD,又BC⊂平面BCD,
则BC⊥A1O,
又BC⊥CO,A1O∩CO=O,
则BC⊥平面A1CD,又A1D⊂平面A1CD,
故BC⊥A1D.
(2)因为ABCD为矩形,所以A1B⊥A1D.
由(1)知BC⊥A1D,A1B∩BC=B,则A1D⊥平面A1BC,又A1D⊂平面A1BD.
从而有平面A1BC⊥平面A1BD.
9.如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长是1,过A点作平面A1BD的垂线,垂足为点H,有下列三个命题:
①点H是△A1BD的中心;
②AH垂直于平面CB1D1;
③AC1与B1C所成的角是90°.
其中正确命题的序号是 .
解析:由于ABCD-A1B1C1D1是正方体,所以A-A1BD是一个正三棱锥,因此A点在平面A1BD上的射影H是三角形A1BD的中心,故①正确;又因为平面CB1D1与平面A1BD平行,所以AH⊥平面CB1D1,故②正确;从而可得AC1⊥平面CB1D1,即AC1与B1C垂直,所成的角等于90°.
答案:①②③
8.在正四棱锥P-ABCD中,PA=AB,M是BC的中点,G是△PAD的重心,则在平面PAD中经过G点且与直线PM垂直的直线有________条.
解析:设正四棱锥的底面边长为a,则侧棱长为a.
由PM⊥BC,
∴PM= =a.
连结PG并延长与AD相交于N点,
则PN=a,MN=AB=a,
∴PM2+PN2=MN2,
∴PM⊥PN,又PM⊥AD,
∴PM⊥面PAD,
∴在平面PAD中经过G点的任意一条直线都与PM垂直.
答案:无数
7.已知m,n是直线,α、β、γ是平面,给出下列命题:
①α⊥γ,β⊥γ,则α∥β;
②若n⊥α,n⊥β,则α∥β;
③若n⊄α,m⊄α且n∥β,m∥β,则α∥β;
④若m,n为异面直线,n⊂α,n∥β,m⊂β,m∥α,则α∥β.
则其中正确的命题是_______.(把你认为正确的命题序号都填上)
解析:依题意可构造正方体ABCD-A1B1C1D1,如图所示,在正方体中逐一判断各命题易得正确的命题是②④.
答案:②④
6.在正四面体P-ABC中,D、E、F分别是AB、BC、CA的中点,下面四个结论中不成立的是( )
A.BC∥平面PDF
B.DF⊥平面PAE
C.平面PDF⊥平面ABC
D.平面PAE⊥平面ABC
解析:选C.
如图,∵BC∥DF,
∴BC∥平面PDF.∴A正确.
由题设知BC⊥PE,BC⊥AE,
∴BC⊥平面PAE.
∴DF⊥平面PAE.∴B正确.
∴平面ABC⊥平面PAE(BC⊥平面PAE).∴D正确.
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com