1. (江西省鹰潭市2008届高三第一次模拟)已知斜三棱柱
,
,
,
在底面
上的射影恰为
的中点
,又知
.
(Ⅰ)求证:
平面
;
(Ⅱ)求
到平面
的距离;
(Ⅲ)求二面角
的大小.
(Ⅰ)证明 如图,取
的中点
,则
,∵
,∴
,
又
平面
,以
为
轴建立空间坐标系,
则
,
,
,
,
,
,
,
,由
,知
,
又
,从而
平面
.
(Ⅱ)解 由
,得
.设平面
的法向量
为
,
,
,
,
设
,则![]()
∴点
到平面
的距离
.
(Ⅲ)解 设面
的法向量为
,
,
,
∴![]()
设
,则
,故
,
根据法向量的方向可知二面角
的大小为
.
5.如图,已知
是棱长为
的正方体,点
在
上,点
在
上,且
.
(1)求证:
四点共面;(4分);(2)若点
在
上,
,点
在
上,
,垂足为
,求证:
平面
;(4分);(3)用
表示截面
和侧面
所成的锐二面角的大小,求
.
证明:(1)建立如图所示的坐标系,则
,
,
,
所以
,故
,
,
共面.又它们有公共点
,所以
四点共面.
(2)如图,设
,则
,而
,由题设得
,
得
.因为
,
,有
,又
,
,所以
,
,从而
,
.故
平面
.
(3)设向量
截面
,于是
,
.
而
,
,得
,
,解得
,
,所以
.又
平面
,所以
和
的夹角等于
或
(
为锐角).
于是
. 故
.
2007-2008年联考题
4.如图,在三棱锥
中,
,![]()
,
.
(Ⅰ)求证:
;(Ⅱ)求二面角
的大小;(Ⅲ)求点
到平面
的距离.
解法一:(Ⅰ)取
中点
,连结
.
,
.
,
.
![]()
,
平面
.
平面
,
.
(Ⅱ)
,
,
.又
,
.
又
,即
,且
,
平面
.取
中点
.连结
.
,
.
是
在平面
内的射影,
.
![]()
是二面角
的平面角.在
中,
,
,
,
.
二面角
的大小为
.
(Ⅲ)由(Ⅰ)知
平面
,
平面
平面
.过
作
,垂足为
.
平面
平面
,
平面
.
的长即为点
到平面
的距离.
由(Ⅰ)知
,又
,且
,
平面
.
平面
,
.
在
中,
,
,
.
.
点
到平面
的距离为
.
解法二:(Ⅰ)
,
,
.又
,
.
,
平面
.
平面
,
.
(Ⅱ)如图,以
为原点建立空间直角坐标系
.则
.
设
.
,
,
.取
中点
,连结
.
,
,
,
.
是二面角
的平面角.
,
,
,
.
二面角
的大小为
.
(Ⅲ)
,
在平面
内的射影为正
的中心
,且
的长为点
到平面
的距离.
如(Ⅱ)建立空间直角坐标系
.
,
点
的坐标为
.
.
点
到平面
的距离为
.
3.等边三角形
与正方形
有一公共边
,二面角
的余弦值为
,
分别是
的中点,则
所成角的余弦值等于
答案
.
2.某几何体的一条棱长为
,在该几何体的正视图中,这条棱的投影是长为
的线段,在该几何体的侧视图与俯视图中,这条棱的投影分别是长为a和b的线段,则a+b的最大值为( )A.
B.
C.
D.![]()
答案 C
1. 连结球面上两点的线段称为球的弦.半径为4的球的两条弦AB、CD的长度分别等于2
、4
,M、N分别为AB、CD的中点,每条弦的两端都在球面上运动,有下列四个命题:
①弦AB、CD可能相交于点M ②弦AB、CD可能相交于点N ③MN的最大值为5 ④MN的最小值为l,其中真命题的个数为
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
答案 C
6. (2009年广东省广州市高三年级调研测试)如图,已知
等腰直角三角形
,其中∠
=90º,
.
点A、D分别是
、
的中点,现将△
沿着边![]()
折起到△
位置,使
⊥
,连结
、
.
(1)求证:
⊥
;
(2)求二面角
的平面角的余弦值.
(1)证明 ∵点A、D分别是
、
的中点,
∴
.
∴∠
=90º.
∴
.
∴
,
∵
,
∴
⊥平面
.
∵
平面
,
∴
.
(2)解 建立如图所示的空间直角坐标系
.
则
(-1,0,0),
(-2,1,0),
(0,0,1).
∴
=(-1,1,0),
=(1,0,1),
设平面
的法向量为
=(x,y,z),则:
,
令
,得
,
∴
=(1,1,-1).
显然,
是平面
的一个法向量,
=(![]()
).
∴cos<
,
>=
.
∴二面角
的平面角的余弦值是
.
9月份更新
5.
(广东省高明一中2009届高三上学期第四次月考)如图,
已知
平面
,
平面
,△
为
等边三角形,
,
为
的中点.
(1) 求证:
平面
;
(2) 求证:平面
平面
;
(3) 求直线
和平面
所成角的正弦值.
设
,建立如图所示的坐标系
,则
.
∵
为
的中点,∴
.
(1) 证明
,
∵
,
平面
,∴
平面
.
(2) 证明 ∵
,
∴
,∴
.
∴
平面
,又
平面
,
∴平面
平面
.
(3) 解 设平面
的法向量为
,由
可得:
,取
.
又
,设
和平面
所成的角为
,则
.
∴直线
和平面
所成角的正弦值为
.
4.
(广东省北江中学2009届高三上学期12月月考)如图,
在四面体ABCD中,O、E分别是BD、BC的中点,
![]()
(1)求证:
平面BCD;
(2)求异面直线AB与CD所成角的余弦值;
(3)求点E到平面ACD的距离.
⑴ 证明 连结OC
![]()
,
.
在
中,由已知可得
而
,
![]()
即
∴
平面
.
(2)解 以O为原点,如图建立空间直角坐标系,
则![]()
![]()
,
∴ 异面直线AB与CD所成角的余弦值为
.
⑶解 设平面ACD的法向量为
则
,
∴
,令
得
是平面ACD的一个法向量.
又
∴点E到平面ACD的距离
.
3.(厦门市第二外国语学校2008-2009学年高三数学第四次月考)已知点H在正方体
的对角线
上,∠HDA=
.
(Ⅰ)求DH与
所成角的大小;
(Ⅱ)求DH与平面
所成角的大小.
解:以
为原点,
为单位长建立空间直角坐标系
.
设![]()
则
,
.连结
,
.
设
,由已知
,
由![]()
可得
.解得
,
所以
.(Ⅰ)因为
,
所以
.即DH与
所成的角为
.
(Ⅱ)平面
的一个法向量是
.
因为
, 所以
.
可得DH与平面
所成的角为
.
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