0  376169  376177  376183  376187  376193  376195  376199  376205  376207  376213  376219  376223  376225  376229  376235  376237  376243  376247  376249  376253  376255  376259  376261  376263  376264  376265  376267  376268  376269  376271  376273  376277  376279  376283  376285  376289  376295  376297  376303  376307  376309  376313  376319  376325  376327  376333  376337  376339  376345  376349  376355  376363  447090 

110. 已知:ABCD为异面直线,ACBCADBD

求证:ABCD

说明:(1)应用判定定理,掌握线线垂直的一般思路.

(2)思路:欲证线线垂直,只需证线面垂直,再证线线垂直,而由已知构造线线垂直是关键.

(3)教学方法,引导学生分析等腰三角形三线合一的性质构造图形,找到证明方法.

证明:如图,取AB中点E,连结CEDE

ACBCEAB中点.

CEAB

同理DEAB,又CEDEE

CE平面CDEDE平面CDE

AB⊥平面CDE

CD平面CDE

ABCD

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109. 已知ABCD是边长为4的正方形,EF分别是ABAD的中点,GC垂直于ABCD所在的平面,且GC=2.求点B到平面EFG的距离.

解析:如图,连结EGFGEFBDACEFBD分别交ACHO. 因为ABCD是正方形,EF分别为ABAD的中点,故EFBDHAO的中点.

BD不在平面EFG上.否则,平面EFG和平面ABCD重合,从而点G在平面的ABCD上,与题设矛盾.

由直线和平面平行的判定定理知BD∥平面EFG,所以BD和平面EFG的距离就是点B到平面EFG的距离.                          --4分

BDAC

EF⊥HC.

GC⊥平面ABCD

EFGC

EF⊥平面HCG

∴ 平面EFG⊥平面HCGHG是这两个垂直平面的交线.         --6分

OKHGHG于点K,由两平面垂直的性质定理知OK⊥平面EFG,所以线段OK的长就是点B到平面EFG的距离.                      --8分

∵ 正方形ABCD的边长为4,GC=2,

AC=4HO=HC=3

∴ 在Rt△HCG中,HG=

由于Rt△HKO和Rt△HCG有一个锐角是公共的,故Rt△HKO∽△HCG

OK=

即点B到平面EFG的距离为.                  --10分

注:未证明“BD不在平面EFG上”不扣分.

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108. 已知四面体SABC中,SA⊥底面ABC,△ABC是锐角三角形,H是点A在面SBC上的射影.求证:H不可能是△SBC的垂心.

分析:本题因不易直接证明,故采用反证法.

证明:假设H是△SBC的垂心,连结BH,并延长交SCD点,则BHSC

AH⊥平面SBC

BHAB在平面SBC内的射影

SCAB(三垂线定理)

又∵ SA⊥底面ABCACSC在面内的射影

ABAC(三垂线定理的逆定理)

∴ △ABC是Rt△与已知△ABC是锐角三角形相矛盾,于是假设不成立.

H不可能是△SBC的垂心.

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107. 已知各棱长均为a的正四面体ABCDEAD边的中点,连结CE.求CE与底面BCD所成角的正弦值.

解析:作AH⊥底面BCD,垂足H是正△BCD中心,

DH延长交BCF,则平面AHD⊥平面BCD

EOHDO,连结EC

则∠ECOEC与底面BCD所成的角

EO⊥底面BCD

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106. 已知异面直线l1l2l1l2MNl1l2的公垂线,MN = 4,Al1Bl2AM = BN = 2,OMN中点.① 求l1OB的成角.②求A点到OB距离.

分析:本题若将条件放入立方体的“原型”中,抓住“一个平面四条线”的图形特征及“直线平面垂直”的关键性条件,问题就显得简单明了.

解析:(1)如图,画两个相连的正方体,将题目条件一一标在图中.

OB在底面上射影NBCD,由三垂线定理,OBCD,又CDMA

OBMAOBl1成90°

(2)连结BO并延长交上底面于E点.


 
ME = BN

ME = 2,又 ON = 2

AQBE,连结MQ

对于平面EMO而言,AMAQMQ分别为垂线、斜线、斜线在平面内的射影,由三垂线逆定理得MQEO

在Rt△MEO中,

评述:又在Rt△AMQ中,,本题通过补形法使较困难的问题变得明显易解;求点到直线的距离,仍然是利用直线与平面垂直的关键条件,抓住“一个面四条线”的图形特征来解决的.

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105. 将矩形ABCD沿对角线BD折起来,使点C的新位置在面ABC上的射影E恰在AB上.

求证:

分析:欲证,只须证所在平面垂直;而要证⊥平面,只须证AD.因此,如何利用三垂线定理证明线线垂直就成为关键步骤了.

证明:由题意,,又斜线在平面ABCD上的射影是BA

BAAD,由三垂线定理,得

⊥平面,而平面

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104. P是△ABC所在平面外一点,O是点P在平面α上的射影.

(1)若PA = PB = PC,则O是△ABC的____________心.

(2)若点P到△ABC的三边的距离相等,则O是△ABC_________心.

(3)若PAPBPC两两垂直,则O是△ABC_________心.

(4)若△ABC是直角三角形,且PA = PB = PCO是△ABC的____________心.

(5)若△ABC是等腰三角形,且PA = PB = PC,则O是△ABC的____________心.

(6)若PAPBPC与平面ABC所成的角相等,则O是△ABC的________心;

解析:(1)外心.∵  PA=PB=PC,∴  OA=OB=OC,∴  O是△ABC的外心.

 (2)内心(或旁心).作ODABDOEBCEOFACF,连结PDPEPF.∵  PO⊥平面ABC,∴  ODOEOF分别为PDPEPF在平面ABC内的射影,由三垂线定理可知,PDABPEBCPFAC.由已知PD=PE=PF,得OD=OE=OF,∴  O是△ABC的内心.(如图答9-23)

(3)垂心.

(4)外心.(5)外心 

(6)外心.PA与平面ABC所成的角为∠PAO,在△PAO、△PBO、△PCO中,PO是公共边,∠POA=∠POB=∠POC=90°,∠PAO=∠PBO=∠PCO,∴  △PAO≌△PBO≌△PCO,∴  OA=OB=OC,∴  O为△ABC的外心.

(此外心又在等腰三角形的底边高线上).

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103. 已知abc是平面α内相交于一点O的三条直线,而直线lα相交,并且和abc三条直线成等角.

求证:lα

证法一:分别在abc上取点ABC并使AO = BO = CO.设l经过O,在l上取一点P,在△POA、△POB、△POC中,

PO公用,AO = BO = CO,∠POA =∠POB=∠POC

∴ △POA≌△POB≌△POC

PA = PB = PC.取AB中点D.连结ODPD,则ODABPDAB

AB⊥平面POD

PO平面POD

POAB

同理可证  POBC

POα,即lα

l不经过O时,可经过Ol.用上述方法证明α

lα

证法二:采用反证法

假设l不和α垂直,则lα斜交于O

同证法一,得到PA = PB = PC

P,则O是△ABC的外心.因为O也是△ABC的外心,这样,△ABC有两个外心,这是不可能的.

∴ 假设l不和α垂直是不成立的.

lα

l不经过O点时,过Ol,用上述同样的方法可证α

lα

评述:(1)证明线面垂直时,一般都采用直接证法(如证法一),有时也采用反证法(如证法二)或同一法.

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2、由于CD^平面, 把DE转化到直角三角形中求解, 从而转化为先求DE在平面内的射影长。

解: 连AC, BC, 过DDE^AB, 连CE, 则DED到直线AB的距离。

     ∵CD^

     ∴AC, BC分别是AD, BD在内的射影。

     ∴ÐDAC, ÐDBC分别是ADBD与平面所成的角

     ∴ÐDAC = 30°, ÐDBC = 45° 

     在Rt△ACD中,

     ∵CD = h, ÐDAC = 30°

     ∴AC =

     在Rt△BCD

     ∵CD = h, ÐDBC = 45°              

     ∴BC = h

     ∵CD^, DE^AB

     ∴CE^AB

     在Rt△ACB

     ∴

     ∴在Rt△DCE中,

     ∴点D到直线AB的距离为。

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102. 已知: 如图, △ABC中, ÐACB = 90°, CD^平面, AD, BD和平面所成的角分别为30°和45°, CD = h, 求: D点到直线AB的距离。

解析:1、先找出点D到直线AB的距离, 即过D点作  DE^AB, 从图形以及条件可知, 若把DE放在△ABD中不易求解。

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