0  363735  363743  363749  363753  363759  363761  363765  363771  363773  363779  363785  363789  363791  363795  363801  363803  363809  363813  363815  363819  363821  363825  363827  363829  363830  363831  363833  363834  363835  363837  363839  363843  363845  363849  363851  363855  363861  363863  363869  363873  363875  363879  363885  363891  363893  363899  363903  363905  363911  363915  363921  363929  447090 

1.交集的定义 

一般地,由所有属于A且属于B的元素所组成的集合,叫做A,B的交集.

记作AB(读作‘A交B’),即AB={x|xA,且xB}.

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11. ⑴设和的交点为,连接,连接, 

因为为的中点,为的中点,

所以,且  又是中点,

则 且,

所以且.

所以四边形为平行四边形,

所以.

又平面,平面,

则平面……………………5分

⑵因为三棱柱各侧面都是正方形,

        所以,

所以平面.

因为平面,所以.

由已知得,

所以.

所以平面

由⑴可知,

所以平面.

所以.

因为侧面是正方形,所以.

又平面,

平面.

所以平面.

⑶取中点,连接.

在三棱柱中,

因为平面

所以侧面底面.

因为底面是正三角形,且是中点,

所以,所以侧面.

所以是在平面上的射影,

所以是与平面所成角.

.  ………………14分

解法二:如图所示,建立空间直角坐标系.

设边长为2,可求得,

.

 ⑴易知,,

,所以,所以.

又,则平面…………5分

⑵易得,

所以.

所以.

又因为平面.

所以平面.………………10分

⑶设侧面的法向量为.

因为.

所以.

由得解得.

不妨令,设直线与平面所成角为,

所以.

所以直线与平面所成角的正弦值为.

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10. 解法一(1)∵PC平面ABC,平面ABC,∴PCAB.……(2分)

∵CD平面PAB,平面PAB,∴CDAB.……………(3分)

又,∴AB平面PCB.  ……………………(4分)

(2)过点A作AF//BC,且AF=BC,连结PF,CF.

则为异面直线PA与BC所成的角.………(6分)

由(1)可得AB⊥BC,∴CFAF.

由三垂线定理,得PFAF.

则AF=CF=,PF=,

在中,  tan∠PAF==,

∴异面直线PA与BC所成的角为.…………………………………(8分)

(3)取AP的中点E,连结CE、DE.

∵PC=AC=2,∴CE PA,CE=.

∵CD平面PAB,

由三垂线定理的逆定理,得  DE PA.

∴为二面角C-PA-B的平面角.…………………………………(10分)

由(1) AB平面PCB,又∵AB=BC,可得BC=.

    在中,PB=,.

在中,

sin∠CED=.    ……(12分)

解法二:(1)同解法一.

(2) 由(1) AB平面PCB,∵PC=AC=2,

又∵AB=BC,可求得BC=.

以B为原点,如图建立坐标系.

则A(0,,0),B(0,0,0),

C(,0,0),P(,0,2).

,.

…………………(7分)

   则+0+0=2.

     == .

  ∴异面直线AP与BC所成的角为.………………………(8分)

(3)设平面PAB的法向量为.

,,

则  即解得  令= -1,  得 = (,0,-1).

  设平面PAC的法向量为=().,,

 则  即解得  令=1, 得 n= (1,1,0).

   =.………………(12分)

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9. (Ⅰ)证明:,

面面.

又面,

所以平面.

(Ⅱ)取的中点,连接.

平面

又平面.

,

面.

所以四棱锥的体积.

(Ⅲ)如图以中点为原点,为轴建立如图所示的空间直角坐标系,

则,,,

所以的中点坐标为.

因为,所以.

易知是平面的一个法向量,.

设平面的一个法向量为

由

令则,,.

.

所以面与面所成锐二面角的余弦值为.

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18.8. 解:(I)证明:,

,同理可得BC//平面PDA,

又,…………………………………………4分

(II)如图以点D为坐标原点,以AD所在的直线为x轴建立空间直角坐标系如图示:设该简单组合体的底面边长为1,PD=a,

则B(1,1,0),C(0,1,0),P(0,0,a),E(0,1,),N(,,)。

……………………8分

(III)连结DN,由(II)知

为平面ABCD的法向量,,

设平面PBE与平面ABCD所成的二面角为,则

,即平面PBE与平面ABCD所成的二面角为450………………………13分

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7. ⑴∵面,四边形是正方形,其对角线,交于点,

∴,.

∴平面,

∵平面,

∴          

⑵当为中点,即时,平面,理由如下:

连结,由为中点,为中点,知,

而平面,平面,

故平面.

⑶作于,连结,

∵面,四边形是正方形,

∴,

又∵,,∴,

∴,且,

∴是二面角的平面角,

即,

∵⊥面,∴就是与底面所成的角

连结,则,,

∴,

∴,∴,

∴

∴与底面所成角的正切值是.

另解:以为原点,、、所在的直线分别为、、轴建立空间直角坐标系如图所示,

设正方形的边长为,则,,,,,,,.

⑴,,

∴

⑵要使平面,只需,而,

由可得,解得,,

∴,∴

故当时,平面

设平面的一个法向量为,

则,而,,

∴,取,得,

同理可得平面的一个法向量

设所成的角为,则,

即,∴,∴

∵面,∴就是与底面所成的角,

∴.

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6. (Ⅰ)证明:∵三棱柱是直棱柱,∴平面.

 又∵平面,∴ .

∵,,是中点,∴.    

又∵∩, ∴平面.  

(Ⅱ)解:以为坐标原点,射线为轴正半轴,建立如图所示的空间直角坐标系,

则,,.

设,平面的法向量,

则,.

且,.于是

所以取,则    

∵ 三棱柱是直棱柱,∴ 平面.又∵ 平面,

∴  .∵ ,∴ .∵ ∩,

∴ 平面.∴ 是平面的法向量,.

∵二面角的大小是,

∴. 解得. ∴. 

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5. 解法一:(Ⅰ)平面,平面..

又,.

,,

,即.

又.平面.

…………………..6分

(Ⅱ)连接.

平面.,.

为二面角的平面角.

在中,,

,,

二面角的大小为.       ………………………..12分

解法二:(Ⅰ)如图,建立坐标系,

则,,,,,

,,,

.,,

又,面.

(Ⅱ)设平面的法向量为,

设平面的法向量为,

则n, n

解得

.

,n>.二面角的大小为.

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4. 方法1:(I)证明:∵平面PAD⊥平面ABCD,,

∴平面PAD,        …………(2分)

∵E、F为PA、PB的中点,

∴EF//AB,∴EF平面PAD;   …………(4分)

(II)解:过P作AD的垂线,垂足为O,

∵,则PO平面ABCD.

连OG,以OG,OD,OP为x、y、z轴建立空间坐标系,

                …………(6分)

∵PA=PD,∴,

得,

,故,

设平面EFG的一个法向量为则,

,                 …………(7分)

平面ABCD的一个法向量为

平面EFG与平面ABCD所成锐二面角的余弦值是:

,锐二面角的大小是;    …………(8分)

(III)解:设,M(x,,0),则, 

设MF与平面EFG所成角为,

则,

或,∵M靠近A,∴           …………(10分)

∴当时, MF与平面EFG所成角正弦值等于.………(12分)

方法2:(I)证明:过P作P OAD于O,∵,

则PO平面ABCD,连OG,以OG,OD,OP为x、y、z轴建立空间坐标系,

                 …………(2分)

∵PA=PD,∴,

得,

,

故,

∵,

∴EF平面PAD;        …………(4分)

(II)解:,

设平面EFG的一个法向量为

则, ,…………(7分)

平面ABCD的一个法向量为……[以下同方法1]

方法3:(I)证明:∵平面PAD⊥平面ABCD,,

∴平面PAD,         …………(2分)

∵E、F为PA、PB的中点,

∴EF//AB,∴EF平面PAD;    …………(4分)

(II)解:∵ EF//HG,AB//HG,∴HG是所二面角的棱,

                  …………(6分)

∵HG // EF,∴平面PAD, ∴DHHG,EHHG ,

∴EHA是锐二面角的平面角,等于;          ………(8分)

(III)解:过M作MK⊥平面EFG于K,连结KF,

则KFM即为MF与平面EFG所成角,           ………(10分)

因为AB//EF,故AB/平面EFG,故AB/的点M到平面EFG的距离等于A到平面EFG的距离,∵平面PAD,∴平面EFGH平面PBD于EH,

∴A到平面EFG的距离即三角形EHA的高,等于,即MK,

∴,,在直角梯形中,,

∴或∵M靠近A,∴         …………(11分)

∴当时, MF与平面EFG所成角正弦值等于.…………(12分)

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3. ⑴证明:因为,且为的中点,所以.

又由题意可知,平面平面,交线为,且平面,

所以平面.

⑵如图,以为原点,所在直线分别为轴建立空间直角坐标系.

由题意可知,,又

∴.

所以得:,,,,,,则有:

,,.

设平面的一个法向量为,则有

,令,得,

所以.

.

因为直线与平面所成角和向量与所成锐角互余,

所以.

⑶设,

即,得.

所以,得

令平面,得,即,得,

即存在这样的点,为的中点.

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