題目列表(包括答案和解析)
如圖所示的長(zhǎng)方體
中,底面
是邊長(zhǎng)為
的正方形,
為
與
的交點(diǎn),
,
是線(xiàn)段
的中點(diǎn).
(Ⅰ)求證:
平面
;
(Ⅱ)求證:
平面
;
(Ⅲ)求二面角
的大。
【解析】本試題主要考查了線(xiàn)面平行的判定定理和線(xiàn)面垂直的判定定理,以及二面角的求解的運(yùn)用。中利用
,又
平面
,
平面
,∴
平面
由
,
,又
,∴
平面
.
可得證明
(3)因?yàn)椤?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012061921381634452104/SYS201206192139454539928006_ST.files/image021.png">為面
的法向量.∵
,
,
∴
為平面
的法向量.∴利用法向量的夾角公式,
,
∴
與
的夾角為
,即二面角
的大小為
.
方法一:解:(Ⅰ)建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系.連接
,則點(diǎn)
、
,
![]()
∴
,又點(diǎn)
,
,∴![]()
∴
,且
與
不共線(xiàn),∴
.
又
平面
,
平面
,∴
平面
.…………………4分
(Ⅱ)∵
,![]()
∴
,
,即
,
,
又
,∴
平面
. ………8分
(Ⅲ)∵
,
,∴
平面
,
∴
為面
的法向量.∵
,
,
∴
為平面
的法向量.∴
,
∴
與
的夾角為
,即二面角
的大小為![]()
如圖1,在
中,
,D,E分別為AC,AB的中點(diǎn),點(diǎn)F為線(xiàn)段CD上的一點(diǎn),將
沿DE折起到
的位置,使
,如圖2.
(Ⅰ)求證:DE∥平面![]()
(Ⅱ)求證:![]()
(Ⅲ)線(xiàn)段
上是否存在點(diǎn)Q,使
?說(shuō)明理由。
![]()
【解析】(1)∵DE∥BC,由線(xiàn)面平行的判定定理得出
(2)可以先證
,得出
,∵
∴![]()
∴![]()
(3)Q為
的中點(diǎn),由上問(wèn)
,易知
,取
中點(diǎn)P,連接DP和QP,不難證出
,
∴
∴
,又∵
∴![]()
如圖,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,底面ABC為正三角形,M、N、G分別是棱CC1、AB、BC的中點(diǎn),且
.
(Ⅰ)求證:CN∥平面AMB1;
(Ⅱ)求證: B1M⊥平面AMG.
![]()
【解析】本試題主要是考查了立體幾何匯總線(xiàn)面的位置關(guān)系的運(yùn)用。第一問(wèn)中,要證CN∥平面AMB1;,只需要確定一條直線(xiàn)CN∥MP,既可以得到證明
第二問(wèn)中,∵CC1⊥平面ABC,∴平面CC1 B1 B⊥平面ABC,得到線(xiàn)線(xiàn)垂直,B1M⊥AG,結(jié)合線(xiàn)面垂直的判定定理和性質(zhì)定理,可以得證。
解:(Ⅰ)設(shè)AB1 的中點(diǎn)為P,連結(jié)NP、MP ………………1分
![]()
![]()
∵CM
,NP
,∴CM
NP, …………2分
∴CNPM是平行四邊形,∴CN∥MP …………………………3分
∵CN 平面AMB1,MP奐 平面AMB1,∴CN∥平面AMB1…4分
(Ⅱ)∵CC1⊥平面ABC,∴平面CC1 B1 B⊥平面ABC,
∵AG⊥BC,∴AG⊥平面CC1 B1 B,∴B1M⊥AG………………6分
∵CC1⊥平面ABC,平面A1B1C1∥平面ABC,∴CC1⊥AC,CC1⊥B1 C,
設(shè):AC=2a,則![]()
…………………………8分
同理,
…………………………………9分
∵ BB1∥CC1,∴BB1⊥平面ABC,∴BB1⊥AB,
![]()
………………………………10分
![]()
在棱長(zhǎng)為
的正方體
中,
是線(xiàn)段
的中點(diǎn),
.
(1) 求證:
^
;
(2) 求證:
//平面
;
(3) 求三棱錐
的表面積.
![]()
【解析】本試題考查了線(xiàn)線(xiàn)垂直和線(xiàn)面平行的判定定理和表面積公式的運(yùn)用。第一問(wèn)中,利用
,得到結(jié)論,第二問(wèn)中,先判定
為平行四邊形,然后
,可知結(jié)論成立。
第三問(wèn)中,
是邊長(zhǎng)為
的正三角形,其面積為
,
因?yàn)?img
src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012061917121082894691/SYS201206191714422195910840_ST.files/image017.png">平面
,所以
,
所以
是直角三角形,其面積為
,
同理
的面積為
,
面積為
. 所以三棱錐
的表面積為
.
解: (1)證明:根據(jù)正方體的性質(zhì)
,
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012061917121082894691/SYS201206191714422195910840_ST.files/image028.png">,
所以
,又
,所以
,
,
所以
^
.
………………4分
(2)證明:連接
,因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012061917121082894691/SYS201206191714422195910840_ST.files/image033.png">,
所以
為平行四邊形,因此
,
由于
是線(xiàn)段
的中點(diǎn),所以
, …………6分
因?yàn)?img
src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012061917121082894691/SYS201206191714422195910840_ST.files/image035.png">
面
,![]()
平面
,所以
∥平面
. ……………8分
(3)
是邊長(zhǎng)為
的正三角形,其面積為
,
因?yàn)?img
src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012061917121082894691/SYS201206191714422195910840_ST.files/image017.png">平面
,所以
,
所以
是直角三角形,其面積為
,
同理
的面積為
,
……………………10分
面積為
. 所以三棱錐
的表面積為
![]()
如圖,已知四棱錐
的底面ABCD為正方形,
平面ABCD,E、F分別是BC,PC的中點(diǎn),
,
.
(1)求證:
平面
;
(2)求二面角
的大。
![]()
【解析】第一問(wèn)利用線(xiàn)面垂直的判定定理和建立空間直角坐標(biāo)系得到法向量來(lái)表示二面角的。
![]()
第二問(wèn)中,以A為原點(diǎn),如圖所示建立直角坐標(biāo)系
,,
設(shè)平面FAE法向量為
,則![]()
,
,
![]()
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