如圖,是邊長為的正方形,平面,,,與平面所成角為.
(1)求證:平面;
(2)求二面角的余弦值;
(3)設(shè)點(diǎn)是線段上一個動點(diǎn),試確定點(diǎn)的位置,使得平面,并證明你的結(jié)論.
(1) 參考解析;(2) ; (3)
解析試題分析:(1)因?yàn)橐C平面即直線與平面垂直的證明,通過證明這條直線垂直平面內(nèi)的兩條相交直線即可,依題意易得到.
(2)因?yàn)橐蠖娼?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/f8/d/ipz2p.png" style="vertical-align:middle;" />的余弦值,一般是通過建立空間坐標(biāo)系,寫出相應(yīng)的點(diǎn)的坐標(biāo),由于AC所在的向量就是平面EDB的法向量,所以關(guān)鍵是通過待定系數(shù)法求出平面EFB的法向量.再通過兩法向量的夾角得到兩平面的二面角的大小,二面角是鈍角還是銳角通過圖形來確定.
(3)因?yàn)辄c(diǎn)是線段上一個動點(diǎn),試確定點(diǎn)的位置,使得平面.通過對點(diǎn)M的假設(shè)寫出向量AM.從而由該向量垂直平面的法向量,即可得到相應(yīng)的點(diǎn)M的坐標(biāo).
試題解析:(1)證明: 因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/03/6/2xdac1.png" style="vertical-align:middle;" />平面, 所以.
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/39/3/1ui1f4.png" style="vertical-align:middle;" />是正方形,所以,又相交
從而平面.
(2)解:因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/1f/9/xvbdj.png" style="vertical-align:middle;" />兩兩垂直,所以建立空間直角坐標(biāo)系如圖所示.因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/6f/0/iatxa4.png" style="vertical-align:middle;" />與平面所成角為, 即,
所以.由可知,.
則,,,,,
所以,,
設(shè)平面的法向量為,則,即,
令,則. 因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/b1/c/crksz1.png" style="vertical-align:middle;" />平面,所以為平面的法向量,,
所以.
因?yàn)槎娼菫殇J角,所以二面角的余弦值為.
(3)解:點(diǎn)是線段上一個動點(diǎn),設(shè). 則,
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/87/f/ielxr.png" style="vertical-align:middle;" />平面,所以,
即,解得.
此時,點(diǎn)坐標(biāo)為,,符合題意.
考點(diǎn):1.線面垂直的證明.2.二面角的問題.3.直線與平面平行.4.空間想象能力.
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題
)如圖所示,在三棱錐P-ABC中,AB=BC=,平面PAC⊥平面ABC,PD⊥AC于點(diǎn)D,AD=1,CD=3,PD=.
(1)證明:△PBC為直角三角形;
(2)求直線AP與平面PBC所成角的正弦值.
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題
如圖,四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是正方形,O為底面中心,A1O⊥平面ABCD,AB=AA1=.
(1)證明:A1C⊥平面BB1D1D;
(2)求平面OCB1與平面BB1D1D的夾角θ的大。
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題
如圖,在四棱錐P-ABCD中,PD⊥平面ABCD,底面ABCD是菱形,∠BAD=60°,O為AC與BD的交點(diǎn),E為PB上任意一點(diǎn).
(1)證明:平面EAC⊥平面PBD;
(2)若PD∥平面EAC,并且二面角B-AE-C的大小為45°,求PD∶AD的值.
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題
已知四棱錐的底面是正方形,底面,是上的任意一點(diǎn).
(1)求證:平面平面;
(2)當(dāng)時,求二面角的大小.
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題
如圖,在四棱錐P-ABCD中,平面PAC⊥平面ABCD,且PA⊥AC,PA=AD=2.四邊形ABCD滿足BC∥AD,AB⊥AD,AB=BC=1.點(diǎn)E,F分別為側(cè)棱PB,PC上的點(diǎn),且=λ.
(1)求證:EF∥平面PAD.
(2)當(dāng)λ=時,求異面直線BF與CD所成角的余弦值;
(3)是否存在實(shí)數(shù)λ,使得平面AFD⊥平面PCD?若存在,試求出λ的值;若不存在,請說明理由.
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題
如圖,在四棱錐中,頂點(diǎn)在底面內(nèi)的射影恰好落在的中點(diǎn)上,又,且
(1)求證:;
(2)若,求直線與所成角的余弦值;
(3)若平面與平面所成的角為,求的值。
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題
如圖所示,四棱錐PABCD中,PA⊥底面ABCD,BC=CD=2,AC=4,∠ACB=∠ACD=,F(xiàn)為PC的中點(diǎn),AF⊥PB.
(1)求PA的長;
(2)求二面角B-AF-D的正弦值.
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