题目列表(包括答案和解析)
14.(祥云一中三次月考文)(本小题满分12分)
如图,已知正四棱柱-中AB=1,A=2,N是D的中点,点M在BB上,异面直线MN、A互相垂直.
(1)试确定点M的位置,并加以证明;
(2)求二面角A-MN-的大小.
解:(Ⅰ)取A1A的中点P,连PM、PN,则PN//AD,
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,
则就是所求二面角的平面角.
显然
利用等面积法求得A1O=AO=在△A1OA中由余弦定理得
cos∠AOA=
所以二面角的大小为
解二:(向量法) (咯)
13. 解:以CD为x轴,CA为y轴,以CE为z轴建立空间坐标系,
(1)C(0,0,0),D(1,0,0),A(0,,0),F(0, ,),B(-1,,0),
12.(祥云一中三次月考理)(本小题满分12分)
如图,已知平行四边形ABCD和矩形ACEF所在的平面互相垂直,,.
(1)求证:AC⊥BF;
(2)求二面角F-BD-A的大小.
11.(祥云一中二次月考理)(本小题满分12分)
如图所示,四棱锥P-ABCD中,侧棱PA与底面ABCD垂直,DC=1,AD=AP=2,AB=5,∠CDA=∠DAB=90°,E是PB的中点.
(1)求证:BC⊥平面PAC;
(2)求异面直线PD、AE所成角的大小;
(3)求二面角A-CE-B的大小..
法一: (1)证:由题意:AC=,则,又∠DCA=∠CAB,所以△DCA 与△CAB 相似,所以 BC⊥AC,又由侧棱PA与底面ABCD垂直,有PA ⊥BC,
所以BC⊥平面PAC;……………4分
(2)连BD,取BD的中点M,连EM,
则EM‖PD,△AEM中,AE=AM=,EM=,设异面直线PD、AE所成角为,则 ,所以PD、AE所成角为.
(3)作AH⊥PC于H,作HK⊥EC于K,连AK,又(1)可知.∠AKH即为所求二面角的平面角的补角.在△APC中求出AH=,在△ACE中求出AK=,(或在△PCE中求出HK=)
所求二面角的大小为(或为).
法二:(坐标法)(2)PD、AE所成角为.
(3)所求二面角的大小为:
10.解: 如图取DC的中点O,连PO,∵△PDC为正三角形,∴PO⊥DC.
又∵面PDC⊥面ABCD,∴PO⊥面ABCD.如图建立空间直角坐标系
则
(1)E为PC中点, ,
,
………………………………….6分
(2)可求,
设面PAB的一个法向量为,
① . ②
由②得y=0,代入①得令
则D到面PAB的距离d等于
即点D到面PAB的距离等于……………………………..12分
9.(祥云一中月考理)(本小题满分12分)
如图,四棱锥P-ABCD中,底面四边形ABCD是正方形,侧面PDC是边长为a的正三角形,且平面PDC⊥底面ABCD,E为PC的中点。
(I)求异面直线PA与DE所成的角的余弦值;
(II)求点D到面PAB的距离.
8. (玉溪一中期中文)(本小题12分)如图,在四棱锥中,底面,,,是的中点.
(Ⅰ)求和平面所成的角的大小;
(Ⅱ)证明平面;
(Ⅲ)求二面角的大小.
(Ⅰ)解:在四棱锥中,因底面,平面,故.
又,,从而平面.故在平面内的射影为,从而为和平面所成的角.
在中,,故.
所以和平面所成的角的大小为.
(Ⅱ)证明:在四棱锥中,
因底面,平面,故.
由条件,,面.
又面,.
由,,可得.
是的中点,,.综上得平面.
(Ⅲ)解:过点作,垂足为,连结.由(Ⅱ)知,平面,在平面内的射影是,则.
因此是二面角的平面角.
由已知,可得.设,可得
,,,.
在中,,∴,则
.
在中,.所以二面角的大小
7.(马鞍山学业水平测试)(本小题满分12分)
(文)在斜三棱柱中,M为的中点,N是BC上一点.
(Ⅰ)若平面,求证:N为BC的中点;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,若,求证:.
(Ⅰ) ,所以
因为M为B1C1中点,所以N为BC中点----------------------6分
(Ⅱ),且M为中点,所以----------8分
,M为中点,所以,----------10分
又,则, ----------12分
又,所以, ----------14分
又,所以 -------16分
5. (马鞍山学业水平测试)(本小题满分8分)
如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是BB1、CD的中点.
(Ⅰ)证明:AD⊥D1F;
(Ⅱ)求AE与D1F所成的角;
(Ⅲ)证明:面AED⊥面A1FD1.
解:以D为原点,DA,DC,DD1为x,y,z轴建立空间直角坐标系.
设正方体的棱长为1…………………………………………………………………………1分
则有A(1,0,0),E(1,2,),F(0,,0),D1(0,0,1),A1(1,0,1)……2分
(Ⅰ),∴AD⊥D1F………………………4分
(Ⅱ),∴AE⊥D1F
AE与D1F所成的角为900…………………………………………………………………6分
(Ⅲ)由以上可知D1F⊥平面AED,又D1F在平面A1FD1内,
∴面AED⊥面A1FD1……………………………………………………………………8分
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是以为斜边的等腰直角三角形,分别为,
,的中点,,.
(I)设是的中点,证明:平面;
(II)证明:在内存在一点,使平面.
证明:(I)如图,连结OP,以O为坐标原点,分别以OB、OC、OP所在
直线为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系O,则
,由题意得,因,因此平面BOE的法向量为,得,又直线不在平面内,因此有平面
(II)设点M的坐标为,则,因为平面BOE,所以有,因此有,即点M的坐标为,在平面直角坐标系中,的内部区域满足不等式组,经检验,点M的坐标满足上述不等式组,所以在内存在一点,使平面,
4.(池州市七校元旦调研)设向量,满足:,,.以,,的模为边长构成三角形,则它的边与半径为的圆的公共点个数最多为 ( )
A. B. C. D.
答案:C
[解析]对于半径为1的圆有一个位置是正好是三角形的内切圆,此时只有三个交点,对于圆的位置稍一右移或其他的变化,能实现4个交点的情况,但5个以上的交点不能实现.
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