题目列表(包括答案和解析)
3.空间四边形ABCD中,若,则与所成角为
A、 B、 C、 D、
2.已知两个平面垂直,下列命题
①一个平面内的已知直线必垂直于另一个平面的任意一条直线;
②一个平面内的已知直线必垂直于另一个平面的无数条直线;
③一个平面内的任一条直线必垂直于另一个平面;
④过一个平面内任意一点作交线的垂线,则垂线必垂直于另一个平面.
其中正确的个数是( ) A.3 B.2 C.1 D.0
1.若直线a不平行于平面,则下列结论成立的是( )
A. 内所有的直线都与a异面; B. 内不存在与a平行的直线;
C. 内所有的直线都与a相交; D.直线a与平面有公共点.
5. 6. 7. 8. 9. 10.①,②
1.①③④⑤ 2.①③ 3. 4.
15.D 16.D 17.A 18.B
8.C 9.C 10.B 11.C 12.D 13.C 14.C
1.D 2.A 3.D 4.B 5.C 6.B 7.B
24.[06山东·理] 如图,已知平面平行于三棱锥的底面ABC,等边△所在的平面与底面ABC垂直,且∠ACB=90°,设
(Ⅰ)求证直线是异面直线与的公垂线;
(Ⅱ)求点A到平面VBC的距离;
(Ⅲ)求二面角的大小。
[解]解法1:(Ⅰ)证明: ∵平面∥平面,
又∵平面⊥平面,平面∩平面,
∴⊥平面, ,
又,. 为与的公垂线.
(Ⅱ)解法1:过A作于D,
∵△为正三角形, ∴D为的中点.
∵BC⊥平面 ∴,
又, ∴AD⊥平面,
∴线段AD的长即为点A到平面的距离.
在正△中,.
∴点A到平面的距离为.
解法2:取AC中点O连结,则⊥平面,且=.
由(Ⅰ)知,设A到平面的距离为x, ,
即,解得.
即A到平面的距离为.
所以,到平面的距离为.
(III) 过点作于,连,由三重线定理知
是二面角的平面角。
在中,
。
。
所以,二面角的大小为arctan。
解法二:取中点连,易知底面,过作直线交于。
取为空间直角坐标系的原点,所在直线分别为轴,轴,轴建立如图所示的空间直角坐标系。则。
(I),,
,
。
又
由已知。 ,
而。
又显然相交, 是的公垂线。
(II)设平面的一个法向量, 又
由
取 得
点到平面的距离,即在平面的法向量上的投影的绝对值。
,设所求距离为。
则
所以,A到平面VBC的距离为.
(III)设平面的一个法向量
由 取,
二面角为锐角,
所以,二面角的大小为
选择题与填空题答案
23.如图,在直三棱柱中,、分别为、的中点。
(I)证明:ED为异面直线与的公垂线;
(II)设 求二面角的大小。
[解] 解法一:
(Ⅰ)设O为AC中点,连接EO,BO,则EO∥=C1C,
又C1C∥=B1B,所以EO∥=DB,EOBD为平行四边形,ED∥OB.
∵AB=BC,∴BO⊥AC,
又平面ABC⊥平面ACC1A1, BO面ABC, 故BO⊥平面ACC1A1,
∴ED⊥平面ACC1A1, ED⊥AC1, ED⊥CC1,
∴ED⊥BB1,ED为异面直线AC1与BB1的公垂线.
(Ⅱ)连接A1E,由AA1=AC=AB 可知,A1ACC1为正方形,
∴A1E⊥AC1, 又由ED⊥平面ACC1A1和ED平面ADC1知
平面ADC1⊥平面A1ACC1,∴A1E⊥平面ADC1.作EF⊥AD,垂足为F,连接A1F,
则A1F⊥AD,∠A1FE为二面角A1-AD-C1的平面角.
不妨设AA1=2,则AC=2,AB=ED=OB=1,EF==,
tan∠A1FE=,∴∠A1FE=60°.
所以二面角A1-AD-C1为60°.
解法二:
(Ⅰ)如图,建立直角坐标系O-xyz,其中原点O为AC的中点.
设A(a,0,0),B(0,b,0),B1(0,b,2c).
则C(-a,0,0),C1(-a,0,2c),E(0,0,c),D(0,b,c).
=(0,b,0),=(0,0,2c). ·=0,
∴ED⊥BB1.
又=(-2a,0,2c), ·=0, ∴ED⊥AC1,
所以ED是异面直线BB1与AC1的公垂线.
(Ⅱ)不妨设A(1,0,0),则B(0,1,0),C(-1,0,0),A1(1,0,2),
=(-1,-1,0),=(-1,1,0),=(0,0,2),
·=0,·=0,即BC⊥AB,BC⊥AA1,又AB∩AA1=A,
∴BC⊥平面A1AD.
又E(0,0,1),D(0,1,1),C(-1,0,1),=(-1,0,-1),=(-1,0,1),=(0,1,0),
·=0,·=0,即EC⊥AE,EC⊥ED,又AE∩ED=E, ∴ EC⊥面C1AD.
cos<,>==,即得和的夹角为60°.
所以二面角A1-AD-C1为60°.
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