0  261112  261120  261126  261130  261136  261138  261142  261148  261150  261156  261162  261166  261168  261172  261178  261180  261186  261190  261192  261196  261198  261202  261204  261206  261207  261208  261210  261211  261212  261214  261216  261220  261222  261226  261228  261232  261238  261240  261246  261250  261252  261256  261262  261268  261270  261276  261280  261282  261288  261292  261298  261306  447090 

30.(朝阳·理·题17)

如图,在三棱柱中,每个侧面均为正方形,为底边的中点,为侧棱的中点.

⑴求证:平面

⑵求证:平面

⑶求直线与平面所成角的正弦值.

[解析]                        ⑴设的交点为,连接,连接, 

因为的中点,的中点,

所以,且  又中点,

所以

所以四边形为平行四边形,

所以

平面平面

平面……………………5分

⑵因为三棱柱各侧面都是正方形,

             所以

所以平面

因为平面,所以

由已知得

所以

所以平面

由⑴可知

所以平面

所以

因为侧面是正方形,所以

平面

平面

所以平面

⑶取中点,连接

在三棱柱中,

因为平面

所以侧面底面

因为底面是正三角形,且中点,

所以,所以侧面

所以在平面上的射影,

所以与平面所成角.

.  ………………14分

解法二:如图所示,建立空间直角坐标系.

设边长为2,可求得

 ⑴易知,

,所以,所以

,则平面…………5分

⑵易得,

所以

所以

又因为平面

所以平面.………………10分

⑶设侧面的法向量为

因为

所以

解得

不妨令,设直线与平面所成角为

所以

所以直线与平面所成角的正弦值为

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29.(崇文·文·题17)

三棱柱中,侧棱与底面垂直,分别是的中点.

⑴求证:平面

⑵求证:平面

⑶求三棱锥的体积.

[解析]                        ⑴连结

的中点

又∵平面

平面

⑵∵三棱柱中,侧棱与底面垂直,

∴四边形是正方形.

连结

的中点,

相交于点

平面

⑶由⑵知是三棱锥的高.

在直角中,

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28.(崇文·理·题17)

三棱柱中,侧棱与底面垂直,分别是的中点.

⑴求证:平面

⑵求证:平面

⑶求二面角的余弦值.

[解析]                        ⑴连结.在中,

的中点,∴

又∵平面

平面.          --------------------4分

⑵如图,以为原点建立空间直角坐标系

设平面的法向量为

,则,∴ .∴

平面.            --------------------9分

⑶设平面的法向量为,

,则

所求二面角的余弦值为

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27.(宣武·文·题16)

如图,在四棱锥中,平面,底面为直角梯形,分别为棱的中点.

⑴求证:

⑵求证:平面

[解析]       ⑴∵平面平面

平面

中点,

平面

. 

⑵证明:取中点,连结

中点,∴

平面平面, [

平面

同理,平面

∴平面平面

平面. 

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26.(宣武·理·题16)

如图,在四棱锥中,平面,底面为直角梯形,中点,中点.

⑴求证:

⑵求二面角的余弦值;

⑶若四棱锥的体积为,求的长.

[解析]       ⑴∵平面平面

平面

中点,

平面

.                                 

⑵建立直角坐标系,设

由⑴知,平面

是平面的法向量.

设平面的法向量为

二面角的余弦值为.               

⑶连结,设

,∴

是直角三角形,

.                           

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25.(东城·文·题17)

三棱柱中,平面是边长为的等边三角形,边中点,且

⑴求证:平面平面

⑵求证:平面

⑶求三棱锥的体积.

[解析]       ⑴因为平面,又平面

所以平面平面

⑵证明:连结,连结,则的中点,的中位线.

所以

因为平面,所以平面

⑶因为平面,所以平面,所以为三棱锥的高.

所以三棱锥的体积为

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24.(东城·理·题17)

如图所示,在边长为的正方形中,点在线段上,且,作,分别交于点,作,分别交于点,将该正方形沿折叠,使得重合,构成如图所示的三棱柱

⑴求证:平面

⑵求四棱锥的体积;

⑶求平面与平面所成锐二面角的余弦值.

[解析]                     ⑴在正方形中,因为

所以三棱柱的底面三角形的边

因为

所以,所以

因为四边形为正方形,

所以,而

所以平面

⑵因为平面,所以为四棱锥的高.

因为四边形为直角梯形,且

所以梯形的面积为

所以四棱锥的体积

⑶由⑴、⑵可知,两两互相垂直.以为原点,建立如图所示的空间直角坐标系

所以

设平面的一个法向量为

,即

,则.所以

显然平面的一个法向量为

设平面与平面所成锐二面角为

所以平面与平面所成锐二面角的余弦值为

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23.(西城·文·题17)

如图,在三棱锥中,平面为侧棱上一点,

它的正(主)视图和侧(左)视图如图所示.

⑴证明:平面

⑵求三棱锥的体积;

⑶在的平分线上确定一点,使得平面,并求此时的长.

[解析]                        ⑴因为平面,所以

,所以平面,所以

由三视图可得,在中,中点,所以

所以平面

⑵由三视图可得

由⑴知平面

又三棱锥的体积即为三棱锥的体积,

所以,所求三棱锥的体积

⑶取的中点,连接并延长至,使得,点即为所求.

因为中点,所以

因为平面平面,所以平面

连接,四边形的对角线互相平分,

所以为平行四边形,所以,又平面

所以在直角中,

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22.(西城·理·题17)

在四棱锥中,侧面底面中点,底面是直角梯形,=90°,

⑴求证:平面

⑵求证:平面

⑶设为侧棱上一点,,试确定的值,使得二面角为45°.

[解析]       ⑴取的中点,连结

因为中点,所以,且

在梯形中,

所以,四边形为平行四边形,

所以

平面平面

所以平面

⑵平面底面,所以平面,所以

如图,以为原点建立空间直角坐标系

所以

又由平面,可得

所以平面

⑶平面的法向量为

所以

设平面的法向量为

,得

所以

所以

注意到,得

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21.(石景山·文·题17)

如图,已知直三棱柱分别是棱中点.

⑴求证:

⑵求四棱锥的体积;

⑶判断直线和平面的位置关系,并加以证明.

[解析]       ⑴∵三棱柱是直棱柱,

平面

又∵平面

⑵解:∵三棱柱是直棱柱,

平面

又∵平面

平面

是棱的中点,

⑶解:平面.证明如下:

的中点,联结

分别是棱中点,

又∵

∴四边形是平行四边形,

又∵平面平面

平面

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