题目列表(包括答案和解析)
如图,长方体中,底面是正方形,是的中点,是棱上任意一点。
(Ⅰ)证明: ;
(Ⅱ)如果=2 ,=,, 求 的长。
【解析】(Ⅰ)因底面是正方形,故,又侧棱垂直底面,可得,而,所以面,因,所以面,又面,所以 ;
(Ⅱ)因=2 ,=,,可得,,设,由得,即,解得,即 的长为。
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如图所示,圆柱的高为2,底面半径为,AE、DF是圆柱的两条母线,过作圆柱的截面交下底面于.
(1)求证:;
(2)若四边形ABCD是正方形,求证;
(3)在(2)的条件下,求二面角A-BC-E的平面角的一个三角函数值。
【解析】第一问中,利用由圆柱的性质知:AD平行平面BCFE
又过作圆柱的截面交下底面于.∥
又AE、DF是圆柱的两条母线
∥DF,且AE=DF AD∥EF
第二问中,由线面垂直得到线线垂直。四边形ABCD是正方形 又
BC、AE是平面ABE内两条相交直线
第三问中,设正方形ABCD的边长为x,则在
在
由(2)可知:为二面角A-BC-E的平面角,所以
证明:(1)由圆柱的性质知:AD平行平面BCFE
又过作圆柱的截面交下底面于.∥
又AE、DF是圆柱的两条母线
∥DF,且AE=DF AD∥EF
(2) 四边形ABCD是正方形 又
BC、AE是平面ABE内两条相交直线
(3)设正方形ABCD的边长为x,则在
在
由(2)可知:为二面角A-BC-E的平面角,所以
如图,在四棱锥中,⊥底面,底面为正方形,,,分别是,的中点.
(I)求证:平面;
(II)求证:;
(III)设PD=AD=a, 求三棱锥B-EFC的体积.
【解析】第一问利用线面平行的判定定理,,得到
第二问中,利用,所以
又因为,,从而得
第三问中,借助于等体积法来求解三棱锥B-EFC的体积.
(Ⅰ)证明: 分别是的中点,
,. …4分
(Ⅱ)证明:四边形为正方形,.
, .
, ,
.,. ………8分
(Ⅲ)解:连接AC,DB相交于O,连接OF, 则OF⊥面ABCD,
∴
如图所示的长方体中,底面是边长为的正方形,为与的交点,,是线段的中点.
(Ⅰ)求证:平面;
(Ⅱ)求证:平面;
(Ⅲ)求二面角的大小.
【解析】本试题主要考查了线面平行的判定定理和线面垂直的判定定理,以及二面角的求解的运用。中利用,又平面,平面,∴平面由,,又,∴平面. 可得证明
(3)因为∴为面的法向量.∵,,
∴为平面的法向量.∴利用法向量的夹角公式,,
∴与的夹角为,即二面角的大小为.
方法一:解:(Ⅰ)建立如图所示的空间直角坐标系.连接,则点、,
∴,又点,,∴
∴,且与不共线,∴.
又平面,平面,∴平面.…………………4分
(Ⅱ)∵,
∴,,即,,
又,∴平面. ………8分
(Ⅲ)∵,,∴平面,
∴为面的法向量.∵,,
∴为平面的法向量.∴,
∴与的夹角为,即二面角的大小为
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