16.如图所示,已知四棱锥P-ABCD的底面是直角梯形,∠ABC=∠BCD=90°,AB=BC=PB=PC=2CD,
侧面PBC⊥底面ABCD.证明: (1)PA⊥BD; (2)平面PAD⊥平面PAB.
证明 (1)取BC的中点O, ∵平面PBC⊥平面ABCD,△PBC为等边三角形, ∴PO⊥底面ABCD.
以BC的中点O为坐标原点,以BC所在直线为x轴,过点O与AB平行的直线为y轴,如图所示,建立空间直角坐标系. 不妨设CD=1,则AB=BC=2,PO=. ∴A(1,-2,0),B(1,0,0),D(-1,-1,0),P(0,0,).
∴=(-2,-1,0),=(1,-2,-).∵·=(-2)×1+(-1)×(-2)+0×(-)=0,
∴⊥,∴PA⊥BD.(2)取PA的中点M,连接DM,则M.
∵=,=(1,0,-),∴·=×1+0×(-2)+×(-)=0,
∴⊥,即DM⊥PA. 又·=×1+0×0+×(-)=0,
∴⊥,即DM⊥PB. 又∵PA∩PB=P,∴DM⊥平面PAB,
∵DM平面PAD.∴平面PAD⊥平面PAB.
15.如图所示,在空间直角坐标系中BC=2,原点O是BC的中点,点A的坐标是,点D在平面yOz内,
且∠BDC=90°,∠DCB=30°. (1)求的坐标; (2)设和的夹角为,求cos的值.
解 (1)如图所示,过D作DE⊥BC,垂足为E, 在Rt△BDC中,由∠BDC=90°,∠DCB=30°,BC=2,
得BD=1,CD=. ∴DE=CD·sin30°=. OE=OB-BD·cos60°=1-=.
∴D点坐标为, 即的坐标为.
(2)依题意:=, ? =(0,-1,0),=(0,1,0). ∴,
? =(0,2,0). 设和的夹角为,
则cos= ∴cos=--.
14.如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1,M为AA1的中点,N为A1B1上的点,且满足A1N=NB1,P为底面正方形A1B1C1D1的中心.求证:MN⊥MC,MP⊥B1C.
证明 设=a,=b,=c 则a、b、c两两垂直且模相等.∴a·b=b·c=a·c=0,
又∵A1N=NB1 ∴=b,
?=+=a+b, ?=a+b+c,
∴·=
∴MN⊥MC,又(b+c)=(a+b+c), ? =-a+c.
∴(a+b+c)(c-a)=0.∴MP⊥B1C.
13.如图所示,已知空间四边形ABCD,F为BC的中点,E为AD的中点,
若=,则= 0.5 .
12.若平面的法向量分别为n1=(2,3,5),n2=(-3,1,-4),则 ( C )
?A.∥? B. ⊥ ?C. 、相交但不垂直 D.以上均不正确
11.下列命题中不正确的命题个数是①若A、B、C、D是空间任意四点,则有 ②|a|-|b|=|a+b|是a、b共线的充要条件 ③若a、b共线,则a与b所在直线平行④对空间任意点O与不共线的三点A、B、C,若=x+y+z(其中x、y、z∈R),则P、A、B、C四点共面 ( C )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.(2009·西安模拟)已知a=(1,1,1),b=(0,2,-1),c=ma+nb+(4,-4,1).若c与a及b都垂直,则m,n的值分别为( A )
?A.-1,2? B.1,-2? C.1,2 D.-1,-2
9.向量a=(-2,-3,1),b=(2,0,4),c=(-4,-6,2),下列结论正确的是 ( C )
A.a∥b,b⊥c? B.a∥b,a⊥c?C.a∥c,a⊥b? D.以上都不对
8.已知直线l的方向向量为v,平面的法向量为u,则v·u=0,l与的关系是 ( D )
?A.l⊥? B.l∥? C.l? D.l∥或l
7.设平面的法向量为(1,2,-2),平面的法向量为(-2,-4,k),若∥,则k等于 ( C ) ?A.2? B.-4? C.4? D.-2
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