8、证明:(1)取PD中点Q, 连EQ , AQ , 则
…1分
![]()
…………………………………………2分
………………3分
………………………5分
(2)
. …………………………10分
解:(3)
…………………………………11分
.
8、
如图所示, 四棱锥P
ABCD底面是直角梯形,
底面ABCD, E为PC的中点, PA=AD=AB=1.
(1)证明:
;
(2)证明:
;
(3)求三棱锥B
PDC的体积V.
7、解法一:(Ⅰ)证明:
平面
平面
,平面
平面
,且
,
.
![]()
平面
,
.
又![]()
. ………4分
(Ⅱ)解:作
于点
,
于点
,连结
.
平面
平面
,
,
根据三垂线定理得
,
是二面角
的平面角. ………….. 6分
设
,
.
,
,
,
………….. 8分
即二面角
的大小是
.
……….. 9分
(Ⅲ)解:在底面
内分别过
作
的平行线,交于点
,
连结
.
则
是异面直线
和
所成的角或其补角. ….. 11分
,
,
,
.
易知底面
为矩形,从而
,![]()
在
中,
,
………….. 13分
异面直线
和
所成角的大小为
.
………….. 14分
解法二:
作
于点
,
平面
平面
,
平面
.
过点
作
的平行线,交
于点
.
如图,以
为原点,直线
分别为
轴,
轴,
轴,建立空间直角坐标系 . …………..
2分
. ![]()
.
,
.
![]()
![]()
………….. 4分
(Ⅰ)证明:![]()
. 又![]()
.
………….. 7分
(Ⅱ)解:作
于点
,连结
.
平面
, 根据三垂线定理得
,
是二面角
的平面角.
………….. 8分
在
中,
,
从而
, …………..
10分
即二面角
的大小是
.
………….. 11分
(Ⅲ)解:
,
,
异面直线
和
所成角的大小为
.
7、如图,在三棱锥
中,
,![]()
![]()
,平面
平面
.
(Ⅰ)求证:
;
(Ⅱ)求二面角
的大小;
(Ⅲ)求异面直线
和
所成角的大小.
6、
![]()
解法二:
(1)解:同解法一………………5分
(2)解:建立如图的空间直角坐标系O-xyz,
则A(-1,0,0),B(1,0,0),
则P(0,0,
),C(1,2,0)
设
为平面PAC的一个法向量,
则![]()
又![]()
令z=1,得
得![]()
又
是平面ABC的一个法向量,设二面角B-AC-P的大小为
,
则![]()
………………10分
(2) 解:设
为平面PCD的一个法向量.
则
由D(-1,2,0),可知
),
可得a=0,令
,则c=2.得
,
设点A到平面PCD的距离为d,则![]()
∴点A到平面PCD的距离为![]()
6、
如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAB⊥平面ABCD,底面ABCD是边长为2的正方形,△PAB为等边三角形.(1)求PC与平面ABCD所成角的大小;
(2)求二面角B-AC-P的大小;
(3)求点A到平面PCD的距离.
5、方法一:(1)证明:![]()
又
平面
平面ABCD
平面
平面ABCD=BC,
平面ABCD ……2分
在梯形ABCD中,可得![]()
,即![]()
在平面ABCD内的射影为AO,
……4分
(2)解:
,且平面
平面ABCD
∴DC⊥平面PBC
平面PBC,![]()
∴∠PCB为二面角P-DC-B的平面角 ……6分
∵△PBC是等边三角形,∴∠PCB=60°,即二面角P-DC-B的大小为60° ……8分
(3)证明:取PB的中点N,连结CN
∵PC=BC,∴CN⊥PB ①
,且平面
平面ABCD
平面PBC ……………10分
平面PAB
平面
平面PAB ②
由①、②知CN⊥平面PAB
连结DM、MN,则由MN∥AB∥CD
MN=AB=CD,得四边形MNCD为平行四边形
∴CN∥DM ∴DM⊥平面PAB
∵DMÌ平面PAD
平面PAD⊥平面PAB ………………12分
方法二:取BC的中点O,因为△PBC是等边三角形,
由侧面PBC⊥底面ABCD 得PO⊥底面ABCD ……1分
以BC中点O为原点,以BC所在直线为x轴,过点O与
AB平行的直线为y轴,建立如图所示的空间直角坐标系
O-xyz……2分
(1)证明:∵CD=1,则在直角梯形中,![]()
在等边三角形PBC中,![]()
![]()
![]()
![]()
,即
……4分
(2)解:取PC中点N,则![]()
![]()
平面PDC,显然
,且
平面ABCD
所夹角等于所求二面角的平面角 ……6分
![]()
二面角
的大小为
……8分
(3)证明:取PA的中点M,连结DM,则M的坐标为![]()
又
……10分
![]()
即![]()
平面PAB,
平面
平面PAB.
5、如图,已知四棱锥P-ABCD的底面是直角梯形,∠ABC=∠BCD=90°,
AB=BC=PB=PC=2CD=2,侧面PBC⊥底面ABCD,O是BC中点,AO交BD于E.
(1)求证:PA⊥BD;
(2)求二面角P-DC-B的大小;
(3)求证:平面PAD⊥平面PAB.
4、解:(I)因为
平面
,
所以平面
平面
,
又
,所以
平面
,
得
,又![]()
所以
平面
;……………4分
(II)因为
,所以四边形
为 菱形,
故
,又
为
中点,知
。
取
中点
,则
平面
,从而面
面
,
过
作
于
,则
面
,
在
中,
,故
,即
到平面
的距离为
。
(III)过
作
于
,连
,则
,
从而
为二面角
的平面角,
在
中,
,所以
,在
中,
,
故二面角
的大小为
。……………12分
解法2:(I)如图,取
的中点
,则
,因为
,
所以
,又
平面
,
以
为
轴建立空间坐标系,
则
,
,
,
,
,
,
,
,由
,知
,
又
,从而
平面
;……………4分
(II)由![]()
,得
。
设平面
的法向量为
,
,
,所以
,设
,则![]()
所以点
到平面
的距离![]()
。……………8分
(III)再设平面
的法向量为
,
,
,
所以
,设
,则
,
故![]()
,根据法向量的方向,可知二面角
的大小为
。
4、
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。
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