題目列表(包括答案和解析)
如圖,長方體
中,底面
是正方形,
是
的中點(diǎn),
是棱
上任意一點(diǎn)。
(Ⅰ)證明:![]()
;
(Ⅱ)如果
=2 ,
=
,
, 求
的長。
![]()
【解析】(Ⅰ)因底面是正方形,故![]()
,又側(cè)棱垂直底面,可得
,而
,所以
面
,因
,所以
面
,又
面
,所以![]()
;
(Ⅱ)因
=2 ,
=
,,可得
,
,設(shè)
,由
得
,即
,解得
,即
的長為
。
如圖1,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3,AC=6,D,E分別是AC,AB上的點(diǎn),且DE∥BC,DE=2,將△ADE沿DE折起到△A1DE的位置,使A1C⊥CD,如圖2.
(1) 求證:A1C⊥平面BCDE;
(2) 若M是A1D的中點(diǎn),求CM與平面A1BE所成角的大;
(3) 線段BC上是否存在點(diǎn)P,使平面A1DP與平面A1BE垂直?說明理由
【解析】(1)∵
DE∥BC∴
∴
∴
∴
又∵
∴![]()
(2)如圖,以C為坐標(biāo)原點(diǎn),建立空間直角坐標(biāo)系C-xyz,
![]()
則![]()
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設(shè)平面
的法向量為
,則
,又
,
,所以
,令
,則
,所以
,
設(shè)CM與平面
所成角為
。因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012070912442510881234/SYS201207091244479838554563_ST.files/image021.png">,
所以![]()
所以CM與平面
所成角為
。
如圖,四棱錐P-ABCD中,底面ABCD為菱形,PA
底面ABCD,AC=
,PA=2,E是PC上的一點(diǎn),PE=2EC。
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(I)
證明PC
平面BED;
(II) 設(shè)二面角A-PB-C為90°,求PD與平面PBC所成角的大小
【解析】本試題主要是考查了四棱錐中關(guān)于線面垂直的證明以及線面角的求解的運(yùn)用。
從題中的線面垂直以及邊長和特殊的菱形入手得到相應(yīng)的垂直關(guān)系和長度,并加以證明和求解。
解法一:因?yàn)榈酌鍭BCD為菱形,所以BD
AC,又
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【點(diǎn)評(píng)】試題從命題的角度來看,整體上題目與我們平時(shí)練習(xí)的試題和相似,底面也是特殊的菱形,一個(gè)側(cè)面垂直于底面的四棱錐問題,那么創(chuàng)新的地方就是點(diǎn)E的位置的選擇是一般的三等分點(diǎn),這樣的解決對(duì)于學(xué)生來說就是比較有點(diǎn)難度的,因此最好使用空間直角坐標(biāo)系解決該問題為好。
如圖,邊長為2的正方形ABCD,E是BC的中點(diǎn),沿AE,DE將
折起,使得B與C重合于O.
(Ⅰ)設(shè)Q為AE的中點(diǎn),證明:QD
AO;
(Ⅱ)求二面角O—AE—D的余弦值.
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【解析】第一問中,利用線線垂直,得到線面垂直,然后利用性質(zhì)定理得到線線垂直。取AO中點(diǎn)M,連接MQ,DM,由題意可得:AO
EO, DO
EO,
AO=DO=2.AO
DM
因?yàn)镼為AE的中點(diǎn),所以MQ//E0,MQ
AO
AO
平面DMQ,AO
DQ
第二問中,作MN
AE,垂足為N,連接DN
因?yàn)锳O
EO, DO
EO,EO
平面AOD,所以EO
DM
,因?yàn)锳O
DM ,DM
平面AOE
因?yàn)镸N
AE,DN
AE,
DNM就是所求的DM=
,MN=
,DN=
,COS
DNM=
![]()
(1)取AO中點(diǎn)M,連接MQ,DM,由題意可得:AO
EO, DO
EO,
AO=DO=2.AO
DM
因?yàn)镼為AE的中點(diǎn),所以MQ//E0,MQ
AO
AO
平面DMQ,AO
DQ
(2)作MN
AE,垂足為N,連接DN
因?yàn)锳O
EO, DO
EO,EO
平面AOD,所以EO
DM
,因?yàn)锳O
DM ,DM
平面AOE
因?yàn)镸N
AE,DN
AE,
DNM就是所求的DM=
,MN=
,DN=
,COS
DNM=![]()
二面角O-AE-D的平面角的余弦值為![]()
如圖,四棱錐S—ABCD中,SD⊥底面ABCD,AB∥DC,AD⊥DC,AB=AD=1,DC=SD=2,E為棱SB上的三等分點(diǎn),SE=2EB
(Ⅰ)證明:平面EDC⊥平面SBC.(Ⅱ)求二面角A—DE—C的大小 .
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【解析】本試題主要考查了立體幾何中的運(yùn)用。
(1)證明:因?yàn)镾D⊥底面ABCD,AB∥DC,AD⊥DC,AB=AD=1,DC=SD=2,E為棱SB上的三等分點(diǎn),SE=2EB 所以ED⊥BS,DE⊥EC,所以ED⊥平面SBC.,因此可知得到平面EDC⊥平面SBC.
(Ⅱ)由SA2= SD2+AD2 = 5 ,AB=1,SE=2EB,AB⊥SA,知
AE2= (1 /3 SA)2+(2/ 3 AB)2 =1,又AD=1.
故△ADE為等腰三角形.
取ED中點(diǎn)F,連接AF,則AF⊥DE,AF2= AD2-DF2 =
.
連接FG,則FG∥EC,F(xiàn)G⊥DE.
所以,∠AFG是二面角A-DE-C的平面角.
連接AG,AG= 2 ,F(xiàn)G2= DG2-DF2
=
,
cos∠AFG=(AF2+FG2-AG2 )/2⋅AF⋅FG =-1 /2 ,
所以,二面角A-DE-C的大小為120°
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