题目列表(包括答案和解析)
如图,三棱锥中,侧面底面, ,且,.(Ⅰ)求证:平面;
(Ⅱ)若为侧棱PB的中点,求直线AE与底面所成角的正弦值.
【解析】第一问中,利用由知, ,
又AP=PC=2,所以AC=2,
又AB=4, BC=2,,所以,所以,即,
又平面平面ABC,平面平面ABC=AC, 平面ABC,
平面ACP,所以第二问中结合取AC中点O,连接PO、OB,并取OB中点H,连接AH、EH,因为PA=PC,所以PO⊥AC,同(Ⅰ)易证平面ABC,又EH//PO,所以EH平面ABC ,
则为直线AE与底面ABC 所成角,
解
(Ⅰ) 证明:由用由知, ,
又AP=PC=2,所以AC=2,
又AB=4, BC=2,,所以,所以,即,
又平面平面ABC,平面平面ABC=AC, 平面ABC,
平面ACP,所以
………………………………………………6分
(Ⅱ)如图, 取AC中点O,连接PO、OB,并取OB中点H,连接AH、EH,
因为PA=PC,所以PO⊥AC,同(Ⅰ)易证平面ABC,
又EH//PO,所以EH平面ABC ,
则为直线AE与底面ABC 所成角,
且………………………………………10分
又PO=1/2AC=,也所以有EH=1/2PO=,
由(Ⅰ)已证平面PBC,所以,即,
故,
于是
所以直线AE与底面ABC 所成角的正弦值为
(本小题满分12分)如图,在矩形中,,又⊥平面,.
(Ⅰ)若在边上存在一点,使,
求的取值范围;
(Ⅱ)当边上存在唯一点,使时,
求二面角的余弦值.
如图所示的长方体中,底面是边长为的正方形,为与的交点,,是线段的中点.
(Ⅰ)求证:平面;
(Ⅱ)求证:平面;
(Ⅲ)求二面角的大小.
【解析】本试题主要考查了线面平行的判定定理和线面垂直的判定定理,以及二面角的求解的运用。中利用,又平面,平面,∴平面由,,又,∴平面. 可得证明
(3)因为∴为面的法向量.∵,,
∴为平面的法向量.∴利用法向量的夹角公式,,
∴与的夹角为,即二面角的大小为.
方法一:解:(Ⅰ)建立如图所示的空间直角坐标系.连接,则点、,
∴,又点,,∴
∴,且与不共线,∴.
又平面,平面,∴平面.…………………4分
(Ⅱ)∵,
∴,,即,,
又,∴平面. ………8分
(Ⅲ)∵,,∴平面,
∴为面的法向量.∵,,
∴为平面的法向量.∴,
∴与的夹角为,即二面角的大小为
.(本小题满分12分)如图,在矩形中,,又⊥平面,.
(Ⅰ)若在边上存在一点,使,
求的取值范围;
(Ⅱ)当边上存在唯一点,使时,
求二面角的余弦值.
如图所示,已知直线与不共面,直线,直线,又平面,平面,平面,求证:三点不共线.
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