7.在△ABC中,=a,=b,M是CB的中点,N是AB的中点,且CN、AM交于点P,则可用a、b表示为 .
答案 -a+b
6.已知平面内有一点P及一个△ABC,若++=,则点P在线段 上.
答案 AC
5.设=x+y,且A、B、C三点共线(该直线不过端点O),则x+y= .
答案 1
4.如图所示,平面内的两条相交直线OP1和OP2将该平面
分割成四个部分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(不包括边界).若
=a1+b2,且点P落在第Ⅲ部分,则实数a,b满足
a 0,b 0.(用“>”,“<”或“=”填空)
答案 > <
3.若=3e1,=-5e1,且||=||,则四边形ABCD是 .
答案 等腰梯形
2.(2008·全国Ⅰ理)在△ABC中,=c,=b,若点D满足=2,则= (用b,c表示).
答案 b+c
1.下列算式中正确的是 (填序号).
①++=0 ②-= ③0·=0 ④(a)=··a
答案 ①③④
20. (2008·浙江理,18) (16分)如图所示,矩形ABCD和梯形BEFC所在平面互相垂直,
BE∥CF,∠BCF=∠CEF=90°,AD=,EF=2.
(1)求证:AE∥平面DCF;
(2)当AB的长为何值时,二面角A-EF-C的大小为60°?
方法一 (1)证明 过点E作EG⊥CF交CF于G,
连接DG.可得四边形BCGE为矩形,
又四边形ABCD为矩形,
所以AD EG,从而四边形ADGE为平行四边形,
故AE∥DG.
因为AE平面DCF,DG平面DCF,
所以AE∥平面DCF.
(2)解 过点B作BH⊥EF交FE的延长线于H,连接AH.
由平面ABCD⊥平面BEFC,AB⊥BC,
得AB⊥平面BEFC,
从而AH⊥EF,所以∠AHB为二面角A-EF-C的平面角.
在Rt△EFG中,因为EG=AD=,EF=2,
所以∠CFE=60°,FG=1,
又因为CE⊥EF,所以CF=4,
从而BE=CG=3.
于是BH=BE·sin∠BEH=.
因为AB=BH·tan∠AHB=×=,
所以当AB为时,二面角A-EF-C的大小为60°.
方法二 如图所示,以点C为坐标原点,以CB、CF和CD所在直线分别作为x轴、y轴和z轴,建立空间直角坐标系C-xyz.
设AB=a,BE=b,CF=c,
则C(0,0,0),A(,0,a),
B(,0,0),E(,b,0),F(0,c,0).
(1)证明 =(0,b,-a),=(,0,0),=(0,b,0),
所以·=0,·=0,从而CB⊥AE,CB⊥BE.
AE∩BE=E,所以CB⊥平面ABE.
因为CB⊥平面DCF,
所以平面ABE∥平面DCF,AE平面ABE.
故AE∥平面DCF.
(2)解 因为=(-,c-b,0),=(,b,0).
·=0,||=2,
所以 解得
所以E(,3,0),F(0,4,0).
设n=(1,y,z)与平面AEF垂直,
则n·=0,n·=0,解得n=(1,,).
又因为BA⊥平面BEFC,=(0,0,a),
所以|cos〈n, 〉|=
解得a=.
所以当AB为时,二面角A-EF-C的大小为60°.
19.(16分)如图所示,在矩形ABCD中,AB=2BC=2a,E为AB上一点,将B点沿线段EC折起至点P,连接PA、PC、PD,取PD的中点F,若有AF∥平面PEC.
(1)试确定E点位置;
(2)若异面直线PE、CD所成的角为60°,并且PA的长度大于a,
求证:平面PEC⊥平面AECD.
(1)解 E为AB的中点.
证明如下:取PC的中点G,连接GE,GF.
由条件知GF∥CD,EA∥CD,∴GF∥EA.
则G、E、A、F四点共面.
∵AF∥平面PEC,
平面GEAF∩平面PEC=GE,
∴FA∥GE.
则四边形GEAF为平行四边形.
∴GF=AE,∵GF=CD,∴EA=CD=BA.
即E为AB的中点.
(2)证明 ∵EA∥CD,PE、CD所成的角为60°,且PA的长度大于a.
∴∠PEA=120°.
∵PE=BE=EA=a,∴PA=a.
取CE的中点M,连接PM,AM,BM,在△AEM中,
AM==a.
∵PM=BM=a,∴PM2+AM2=PA2.
则∠PMA=90°,PM⊥AM.
∵PM⊥EC,EC∩AM=M,
∴PM⊥平面AECD.
∵PM平面PEC,
∴平面PEC⊥平面AECD.
18.(16分)三棱锥被平行于底面ABC的平面所截得的几何体如图所示,截面为A1B1C1,
∠BAC=90°,A1A⊥平面ABC,A1A=,AB=,AC=2,A1C1=1,=.
(1)证明:平面A1AD⊥平面BCC1B1;
(2)求二面角A-CC1-B的余弦值.
方法一 (1)证明 ∵A1A⊥平面ABC,BC平面ABC,
∴A1A⊥BC.
在Rt△ABC中,AB=,AC=2,∴BC=.
∵BD∶DC=1∶2,∴BD=.又==,
∴△DBA∽△ABC,∴∠ADB=∠BAC=90°,
即AD⊥BC.
又A1A∩AD=A,∴BC⊥平面A1AD.
∵BC平面BCC1B1,∴平面A1AD⊥平面BCC1B1.
(2)解 如图①,作AE⊥C1C交C1C于E点,连接BE,由已知得AB⊥平面ACC1A1,
∴AE是BE在平面ACC1A1内的射影.
由三垂线定理知BE⊥CC1,
∴∠AEB为二面角A-CC1-B的平面角. 图①
过C1作C1F⊥AC交AC于F点,
则CF=AC-AF=1,
C1F=A1A=,∴∠C1CF=60°.
在Rt△AEC中,
AE=ACsin60°=2×=,
在Rt△BAE中,tan∠AEB===,
∴cos∠AEB=,
即二面角A-CC1-B余弦值为.
方法二 (1) 证明 如图②,建立空间直角坐标系,
图②
则A(0,0,0),B(,0,0),C(0,2,0),
A1(0,0,),C1(0,1, ).
∵BD∶DC=1∶2,∴=,
∴D点坐标为,
∴=, =(-,2,0),=(0,0,).
∵·=0,·=0,
∴BC⊥AA1,BC⊥AD.又A1A∩AD=A,
∴BC⊥平面A1AD.又BC平面BCC1B1,
∴平面A1AD⊥平面BCC1B1.
(2)解 ∵BA⊥平面ACC1A1,取m==(,0,0)为平面ACC1A1的法向量.
设平面BCC1B1的法向量为n=(x,y,z),
则·n=0,·n=0,
∴
∴x=y,z=,可取y=1,则n=,
cos〈m,n〉=
=,
即二面角A-CC1-B的余弦值为.
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