0  374689  374697  374703  374707  374713  374715  374719  374725  374727  374733  374739  374743  374745  374749  374755  374757  374763  374767  374769  374773  374775  374779  374781  374783  374784  374785  374787  374788  374789  374791  374793  374797  374799  374803  374805  374809  374815  374817  374823  374827  374829  374833  374839  374845  374847  374853  374857  374859  374865  374869  374875  374883  447090 

1.一长方体木料,沿图①所示平面EFGH截长方体,若AB⊥CD,那么图②四个图形中是截面的是                              ( )

解析:因为AB、MN两条交线所在平面(侧面)互相平行,故AB、MN无公共点,又AB、MN在平面EFGH内,故AB∥MN,同理易知AN∥BM,又AB⊥CD,∴截面必为矩形.

答案:A

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22.(文)(本小题满分14分)(2009·山东高考)如图,

在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD

为等腰梯形,AB∥CD,AB=4,BC=CD=2,

AA1=2,E、E1分别是棱AD、AA1的中点.

(1)设F是棱AB的中点,证明:直线EE1∥平面FCC1;

(2)证明:平面D1AC⊥平面BB1C1C.

解:(1)证明:法一:取A1B1的中点为F1,连结FF1、C1F1,

由于FF1∥BB1∥CC1,所以F1∈平面FCC1,

因此平面FCC1即为平面C1CFF1.

连结A1D、F1C,

由于A1F1綊D1C1綊CD,

所以四边形A1DCF1为平行四边形,

因此A1D∥F1C.

又EE1∥A1D,得EE1∥F1C,

而EE1⊄平面FCC1,F1C⊂平面FCC1,

故EE1∥平面FCC1.

法二:因为F为AB的中点,CD=2,AB=4,AB∥CD,

所以CD綊AF,

因此四边形AFCD为平行四边形,

所以AD∥FC.

又CC1∥DD1,FC∩CC1=C,FC⊂平面FCC1,CC1⊂平面FCC1,

所以平面ADD1A1∥平面FCC1,

又EE1⊂平面ADD1A1,

所以EE1∥平面FCC1.

(2)证明:连结AC,在△FBC中,FC=BC=FB,

又F为AB的中点,所以AF=FC=FB,

因此∠ACB=90°,

即AC⊥BC.

又AC⊥CC1,且CC1∩BC=C,

所以AC⊥平面BB1C1C,

而AC⊂平面D1AC,

故平面D1AC⊥平面BB1C1C.

(理)(本小题满分14分)(2009·沈阳模拟)已知四棱锥

S-ABCD的底面ABCD是正方形,SA⊥底面

ABCD,E是SC上的任意一点.

(1)求证:平面EBD⊥平面SAC;

(2)设SA=4,AB=2,求点A到平面SBD的距离;

(3)当的值为多少时,二面角B-SC-D的大小为120°?

解:(1)∵SA⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,

∴SA⊥BD,

∵四边形ABCD是正方形,

∴AC⊥BD,∴BD⊥ 平面SAC,

∵BD⊂平面EBD,

∴平面EBD⊥平面SAC.

(2)设AC∩BD=F,连结SF,则SF⊥BD,

∵AB=2,SA=4,∴BD=2,

SF===3,

∴S△SBD=BD·SF=·2·3=6,

设点A到平面SBD的距离为h,

∵SA⊥平面ABCD,

∴·S△SBD·h=·S△ABD·SA,

∴6·h=·2·2·4,∴h=,

即点A到平面SBD的距离为.

(3)设SA=a,以A为原点,AB、AD、AS所在直线分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系,为计算方便,不妨设AB=1,则C(1,1,0),S(0,0,a),B(1,0,0),D(0,1,0),

∴=(1,1,-a),=(1,0,-a),=(0,1,-a),

再设平面SBC、平面SCD的法向量分别为n1=(x1,y1,z1),n2=(x2,y2,z2),

则

∴y1=0,从而可取x1=a,则z1=1,∴n1=(a,0,1),

∴x2=0,从而可取y2=a,则z2=1,∴n2=(0,a,1),

∴cos〈n1,n2〉=,

要使二面角B-SC-D的大小为120°,则=,从而a=1,

即当==1时,二面角B-SC-D的大小为120°.

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21.(文)(本小题满分12分)(2010·徐州模拟)如图,PA垂直于矩形ABCD所在的平面,AD=PA=2,CD=2,E、F分别是AB、PD的中点.

(1)求证:AF∥平面PCE;

(2)求证:平面PCE⊥平面PCD;

(3)求四面体PEFC的体积.

解:(1)证明:设G为PC的中点,连接FG,EG,

∵F为PD的中点,E为AB的中点,

∴FG綊CD,AE綊CD

∴FG綊AE,∴AF∥GE

∴GE⊆平面PEC,

∴AF∥平面PCE;

(2)证明:∵PA=AD=2,∴AF⊥PD

∴PA⊥平面ABCD,CD⊆平面ABCD,

∴PA⊥CD,∵AD⊥CD,PA∩AD=A,

∴CD⊥平面PAD,

∵AF⊆平面PAD,∴AF⊥CD

∵PD∩CD=D,∴AF⊥平面PCD,

∴GE⊥平面PCD,

∵GE⊆平面PEC,

∴平面PCE⊥平面PCD;

(3)由(2)知,GE⊥平面PCD,

所以EG为四面体PEFC的高,

又GF∥CD,所以GF⊥PD,

EG=AF=,GF=CD=,

S△PCF=PD·GF=2.

得四面体PEFC的体积V=S△PCF·EG=.

(理)(本小题满分12分)如图所示,在直三棱柱

ABC-A1B1C1中,AB=1,AC=AA1=,

∠ABC=60°.

(1)证明:AB⊥A1C;

(2)求二面角A-A1C-B的余弦值.

解:法一:(1)证明:∵三棱柱ABC-A1B1C1为直三棱柱,∴AB⊥AA1,

在△ABC中,AB=1,AC=,∠ABC=60°,

由正弦定理得∠ACB=30°,

∴∠BAC=90°,即AB⊥AC,

∴AB⊥平面ACC1A1,

又A1C⊂平面ACC1A1,

∴AB⊥A1C.

(2)如图,作AD⊥A1C交A1C于D点,连结BD,

由三垂线定理知BD⊥A1C,

∴∠ADB为二面角A-A1C-B的平面角.

在Rt△AA1C中,AD===,

在Rt△BAD中,tan∠ADB==,

∴cos∠ADB=,

即二面角A-A1C-B的余弦值为.

法二:(1)证明:∵三棱柱ABC-A1B1C1为直棱柱,

∴AA1⊥AB,AA1⊥AC.

在△ABC中,AB=1,AC=,∠ABC=60°,

由正弦定理得∠ACB=30°,

∴∠BAC=90°,即AB⊥AC.

如图,建立空间直角坐标系,

则A(0,0,0),B(1,0,0),C(0,,0),A1(0,0,),

∴=(1,0,0),

=(0,,-).

∵·=1×0+0×+0×(-)=0,

∴AB⊥A1C.

(2)如图,可取m==(1,0,0)为平面AA1C的法向量,设平面A1BC的法向量为n=(l,m,n),

则·n=0,·n=0,

又=(-1,,0),=(0,,-).

∴∴l=m,n=m.

不妨取m=1,则n=(,1,1).

cos〈m,n〉=

==,

∴二面角A-A1C-B的余弦值为.

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20.(本小题满分12分)(2010·泉州模拟)如图所示是一个几何体的直观图、正视图、俯视图、侧视图(其中正视图为直角梯形,俯视图为正方形,侧视图为直角三角形,尺寸如图所示)

(1)求四棱锥P-ABCD的体积;

(2)证明:BD∥面PEC;

(3)若G为BC上的动点,求证:AE⊥PG.

解:(1)由几何体的三视图可知,底面ABCD是

边长为4的正方形,PA⊥面ABCD,PA∥EB,

且PA=4,BE=2,AB=AD=CD=CB=4,

∴VP-ABCD=PAxSABCD=×4×4×4=.

(2)证明:连接AC、BD交于O点,取PC中点F,连接OF,

∵EB∥PA,且EB=PA,又OF∥PA,且OF=PA,

∴EB∥OF,且EB=OF,

∴EBOF为平行四边形,

∴EF∥BD.

又EF⊂面PEC,BD⊄面PEC,所以BD∥面PEC.

(3)连BP,∵==,∠EBA=∠BAP=90°,

∴△EBA∽△BAP,∴∠PBA=∠BEA,

∴∠PBA+∠BAE=∠BEA+∠BAE=90°,

∴PB⊥AE.

又∵BC⊥面APEB,∴BC⊥AE,

∴AE⊥面PBG,∴AE⊥PG.

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19.(本小题满分12分)(2010·广州模拟)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面为正方形,PC与底面ABCD垂直(图1),图2为该四棱锥的正视图和侧视图,它们是腰长为6 cm的全等的等腰直角三角形.

(1)根据图2所给的正视图、侧视图画出相应的俯视图,

并求出该俯视图的面积.

(2)图3中,E为棱PB上的点,F为底面对角线AC上

的点,且=,求证:EF∥平面PDA.

解:(1)该四棱锥的俯视图为内含对角线,边长为6 cm的正

方形,如图.其面积为36 cm2.

(2)证明:连结BF并延长交AD于G,连结PG,

则在正方形ABCD中,=.

又=,∴=,

∴在△BGP中,EF∥PG.

又EF⊄平面PDA,PG⊂平面PDA,

∴EF∥平面PDA.

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18.(本小题满分12分)在正四棱锥P-ABCD

中,PA=2,直线PA与平面ABCD所成的

角为60°,求正四棱锥P-ABCD的体积V.

解:作PO⊥平面ABCD,垂足为O.连结AO,

O是正方形ABCD的中心,∠PAO是直线PA

与平面ABCD所成的角.

∠PAO=60°,PA=2.

∴PO=.

AO=1,AB=,

∴V=PO·SABCD

=××2=.

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17.(本小题满分12分)如图,已知点P在圆柱OO1

的底面圆O上,AB、A1B1分别为圆O、圆O1

的直径且A1A⊥平面PAB.

(1)求证:BP⊥A1P;

(2)若圆柱OO1的体积V=12π,OA=2,∠AOP

=120°,求三棱锥A1-APB的体积.

解:(1)证明:易知AP⊥BP,由AA1⊥平面PAB,得AA1⊥BP,且AP∩AA1=A,

所以BP⊥平面PAA1,

故BP⊥A1P.

(2)由题意V=π·OA2·AA1=4π·AA1=12π,

解得AA1=3.

由OA=2,∠AOP=120°,得

∠BAP=30°,BP=2,AP=2,

∴S△PAB=×2×2=2,

∴三棱锥A1-APB的体积V=S△PAB·AA1=×2×3=2.

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16.(2010·日照模拟)如图所示,四棱锥P-ABCD

的底面是一直角梯形,AB∥CD,CD=2AB,

E为PC的中点,则BE与平面PAD的位置

关系为________.

解析:取PD的中点F,连结EF,AF,由题中条件易得四边形ABEF为平行四边形,从而进一步可推出BE∥AF,根据线面平行的判定定理可得BE∥平面PAD(或取CD的中点M,连结EM,BM,由条件可推出平面BEM∥平面PAD,进一步也可得出BE∥平面PAD).

答案:平行

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15.(文)点P(1,2,3)关于y轴的对称点为P1,P关于坐标平面xOz的对称点为P2,则|P1P2|=________.

解析:∵P1(-1,2,-3),P2(1,-2,3),

∴|P1P2|=

=2.

答案:2

(理)在空间四边形ABCD中,AC和BD为对角线,G为△ABC的重心,E是BD上一点,BE=3ED,以{,, }为基底,则=________.

解析:由题意,连结AE,

则=-

=+-

=+(-)

-×(→+)

=-+-.

答案:--

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14.(文)在△ABC中,∠ACB=90°,AB=8,∠ABC=60°,PC⊥平面ABC,PC=4,M是AB上一个动点,则PM的最小值为________.

解析:如下图,作CH⊥AB于H,连PH,

∵PC⊥面ABC,

∴PH⊥AB,PH为PM的最小值,等于2.

答案:2

(理)(2010·潍坊质检)正三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=4,AA1=2,D为A1B1的中点,则AD与平面ACC1A1所成角等于________.

解析:如图,在平面A1B1C1内过点D作DF⊥A1C1于F,连结AF,则由该三棱柱是正三棱柱知DF⊥平面AA1C1C,∠DAF即为AD与平面ACC1A1所成的角,根据题目条件在Rt△AFD中可求得AD=2,DF=,所以∠DAF=.

答案:

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