33、(福建省漳州一中2008年上期期末考试)如图所示,四棱锥的底面为直角梯形,,,,,底面,为的中点.
(Ⅰ)求证:平面平面;
(Ⅱ)求直线与平面所成的角;
(Ⅲ)求点到平面的距离.
解法一:(Ⅰ)设与交点为,延长交的延长线于点,
则,∴,∴,∴,
又∵,∴,
又∵,∴,
∴,∴
又∵底面,∴,∴平面,
∵平面,∴平面平面…………………………………(4分)
(Ⅱ)连结,过点作于点,
则由(Ⅰ)知平面平面,
且是交线,根据面面垂直的性质,
得平面,从而即
为直线与平面所成的角.
在中,,
在中,
. 所以有,
即直线与平面所成的角为…………………………………(8分)
(Ⅲ)由于,所以可知点到平面的距离等于点到平面的距离的,即. 在中,,
从而点到平面的距离等于………………………………………………(12分)
解法二:如图所示,以点为坐标原点,
直线分别为轴,
建立空间直角坐标系,
则相关点的坐标为
,,,.
(Ⅰ)由于,,
,
所以,
,
所以,
而,所以平面,∵平面,
∴平面平面……………………………………………………………(4分)
(Ⅱ)设是平面的一个法向量,则,
由于,,所以有
,
令,则,即,
再设直线与平面所成的角为,而,
所以,
∴,因此直线与平面所成的角为………………(8分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)知是平面的一个法向量,而,
所以点到平面的距离为
32、(福建省仙游一中2008届高三第二次高考模拟测试)在如图所示的多面体中,已知正方形ABCD和直角梯形ACEF所在的平面互相垂直,EC⊥AC,EF∥AC,AB=,EF=EC=1,
⑴求证:平面BEF⊥平面DEF;
⑵求二面角A-BF-E的大小。
解法1:⑴ ①证明: ∵平面ACEF⊥平面ABCD,EC⊥AC,
∴EC⊥平面ABCD;连接BD交AC于点O,连接FO,
∵正方形ABCD的边长为,∴AC=BD=2;
在直角梯形ACEF中,∵EF=EC=1,O为AC中点,
∴FO∥EC,且FO=1;易求得DF=BF=,
DE=BE=,由勾股定理知 DF⊥EF,BF⊥EF,
∴∠BFD是二面角B-EF-D的平面角,
由BF=DF=,BD=2可知∠BFD=,
∴平面BEF⊥平面DEF ………………(6分)
⑵取BF中点M,BE中点N,连接AM、MN、AN,
∵AB=BF=AF=,∴AM⊥BF,
又∵MN∥EF,EF⊥BF,∴MN⊥BF,
∴∠AMN就是二面角A-BF-E的平面角。
易求得,;
在Rt△中,可求得,
∴在△中,由余弦定理求得,
∴ ……………………………(12分)
解法2:⑴∵平面ACEF⊥平面ABCD,EC⊥AC,∴EC⊥平面ABCD;
建立如图所示的空间直角坐标系C-xyz,则
,,,,
∴,,…(2分)
设平面BEF、平面DEF的法向量分别为
,则
①
②, ③, ④.
由①③③④解得,∴,…(4分)
∴,∴,故平面BEF⊥平面DEF…………(6分)
⑵设平面ABF的法向量为,∵,
∴,,解得
∴,………(8分)∴……(10分)
由图知,二面角A-BF-E的平面角是钝角,故所求二面角的大小为
31、(福建省厦门市2008学年高三质量检查) 如图,三棱锥P-ABC中,PC⊥平面ABC,PC=AC=2,AB=BC,D是PB上一点,且CD⊥平面PAB。
(1)求证:AB⊥平面PCB;
(2)求二面角C-PA-B的大小的余弦值。
(1)解:∵PC⊥平面ABC,AB平面ABC,
∴PC⊥AB。
∵CD⊥平面PAB,AB平面PAB,
∴CD⊥AB。
又PC∩CD=C,
∴AB⊥平面PCB。
(2)解法一:
取AB的中点E,连结CE、DE。
∵PC=AC=2,∴CE⊥PA,CE=
∵CD⊥平面PAB,
由三垂线定理的逆定理,得DE⊥PA。
∴∠CED为二面角C-PA-B的平面角。
由(1)AB⊥平面PCB,∴AB⊥BC,
又∵AB=BC,AC=2,求得BC=
(2)解法二:
∵AB⊥BC,AB⊥平面PBC,过点B作直线l∥PA,
则l⊥AB,l⊥BC,以BC、BA、l所在直线为x、y、
z轴建立空间直角坐标系(如图)。…………6分
设平面PAB的法向量为
得 …………8分
设平面PAC的法向量为,
解得 …………10分
…………11分
…………12分
(2)解法三:
∵CD⊥平面PAB,∴是平面PAB的一个法向量。
取AC中点F,∵AB=BC=,∴BF⊥AC,
又PC⊥平面ABC,有平面PAC⊥平面ABC,
∴BF⊥平面PAC,∴是平面PAC的一个法向量。
…………7分
…………9分
…………10分
45、
44、(上海市部分重点中学2008届高三第二次联考)设a,b,c表示三条直线,表示两个平面,下列命题中不正确的是---------( )
A. B. Þb⊥c
C. D.
答案:D
43、(山西大学附中2008届二月月考)湖面上漂着一个小球,湖水结冰后将球取出,冰面上留下一个直径为12cm,深2cm的空穴,则该球的表面积为_____________cm2.()
答案:400π
42、(山东省郓城一中2007-2008学年第一学期期末考试)在1200的二面角-l-β内有一点P,P在平面、β内的射影A、B分别落在半平面、β内,且PA=3,PB=4,则P到l的距离为
答案:
41、(山东省济南市2008年2月高三统考)一个长方体的各顶点均在同一球的球面上,且一个顶点上的三条棱的长分别为2,2,3,则此球的表面积为 .
答案:17π
40、(江西省鹰潭市2008届高三第一次模拟)空间三条直线中,任何两条不共面,且两两互相垂直,直线与这三条直线所成的角都为,则= 。
答案:
39、(江苏省南通通州市2008届高三年级第二次统一测试)已知m、n是两条不重合的直线,α、β、γ是三个两两不重合的平面,给出下列命题:
①若m∥β,n∥β,m、nα,则α∥β;
②若α⊥γ,β⊥γ,α∩β=m,nγ,则m⊥n;
③若m⊥α,α⊥β,m∥n,则n∥β;
④若n∥α,n∥β,α∩β=m,那么m∥n;
其中所有正确命题的序号是 .
答案:②④
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