如图所示,四边形
为直角梯形,
,
,
为等边三角形,且平面
平面
,
,
为
中点.
![]()
(1)求证:![]()
;
(2)求平面
与平面
所成的锐二面角的余弦值;
(3)在
内是否存在一点
,使
平面
,如果存在,求
的长;如果不存在,说明理由.
(1)参考解析;(2)
;(3)
,![]()
【解析】
试题分析:(1)根据题意,由于三角形ABE是等边三角形,所以以线段AB的中点为坐标原点建立空间直角坐标系.写出相应点的坐标,表示出向量AB与向量DE,并求出两个向量的数量积为零,所以两个向量垂直,及对应的两条直线垂直.
(2)平面与平面垂直关键是求出两个平面的法向量,再根据法向量的夹角的余弦值的绝对值等于锐二面角的余弦值.
(3)用待定系数的方法,假设存在该点Q,要满足
平面
,只需要向量PQ,与平面内任一两条直线所对应的向量的数量积为零即可,从而求出点Q的坐标即线段PQ的长.
试题解析:(1)证明:取
中点
,连结
,
因为△
是正三角形,所以
.
因为四边形
是直角梯形,
,
,
所以四边形
是平行四边形,
,
又
,所以
.
所以
平面
,
所以
.
(2)【解析】
因为平面
平面
,
,所以
平面
,
所以
.
如图所示,以
为原点建立空间直角坐标系.
![]()
则
,
,
,
,
.
所以
,
,
设平面
的法向量为![]()
,则
![]()
,
令
,则
,
.所以![]()
.
同理求得平面
的法向量为![]()
,设平面
与平面
所成的锐二面角为
,则
![]()
![]()
.
所以平面
与平面
所成的锐二面角的余弦值为
.
(3)【解析】
设
,因为
,
所以
,
,
.
依题意
即![]()
解得
,
.
符合点
在三角形
内的条件.
所以,存在点
,使
平面
,此时
.
考点:1.空间坐标系的建立.2.平面与平面所成的角.3.直线与平面垂直.4.代数运算能力.5.向量的数量积.6.相应的公式.
科目:高中数学 来源:2015届北京市西城区高二第一学期期末理科数学试卷(解析版) 题型:填空题
如图,长方体
中,
是边长为
的正方形,
与平面
所成的角为
,则棱
的长为_______;二面角
的大小为_______.
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科目:高中数学 来源:2015届北京东城(南片)高二上学期期末考试文数学试卷(解析版) 题型:填空题
三棱锥的顶点为P,PA,PB,PC为三条棱,且PA,PB,PC两两垂直,又PA=2,PB=3,PC=4,则三棱锥P-ABC的体积是 .
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