一、选择题
1(汉沽一中2008~2009届月考理 3).如右图所示,一个空间几何体的主视图和左视图都是边长为的正方形,俯视图是一个直径为的圆,那么这个几何体的全面积为(A)
A. B.
C. D.
2(汉沽一中2008~2009届月考文5). 一条直线若同时平行于两个相交平面,则这条直线与这两个平面交线的位置关系是( C ) w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A.异面 B. 相交 C. 平行 D. 不确定
3(和平区2008年高考数学(理)三模6). 如果直线与平面,满足:和,那么必有(B )
A. 且 B. 且
C. 且 D. 且
4(汉沽一中2008~2008学年月考理6).三棱锥D―ABC的三个侧面分别与底面全等,且AB=AC=,BC=2,则二面角A―BC―D的大小为D
A. 300 B.
二、填空题
1(汉沽一中2008~2009届月考理11).在直角三角形中,两直角边分别为,设为斜边上的高,则,由此类比:三棱锥的三个侧棱两两垂直,且长分别为,设棱锥底面上的高为,则 .
2(汉沽一中2008~2008学年月考理11).一个正四棱锥的底面边长为2,侧棱长为,五个顶点都在同一个球面上,则此球的表面积为 . 9π
3(和平区2008年高考数学(理)三模12). 在120°的二面角内放一个半径为6的球,与两个半平面各有且仅有一个公共点,则这两点间的球面距离是 。2
三、解答是
1(2009年滨海新区五所重点学校联考文19).( 本小题满分12分) 如图,在棱长为的正方体中,
、分别为、的中点。
(Ⅰ)求证://平面
(Ⅱ)求证:⊥
(Ⅲ)求三棱锥的体积
19.(本小题满分12分)
解:
(Ⅰ)连结BD1,在△DD1B中,E、F分别为D1D,
DB的中点,则EF//D1B。 ………………2分
………………4分
(Ⅱ)∵B
AB平面ABC1D1,BC1平面ABC1D1,
AB∩BC1=B,
∴B
又∵BD1平面ABC1D1,
∴B
而EF//BD1,∴EF⊥B
(Ⅲ)三棱锥的体积………………12分
2(汉沽一中2008~2009届月考文18).(本小题满分14分)如图,已知棱柱的底面是菱形,且面,,,为棱的中点,为线段的中点,
(1)求证:面;
(2)求证:面;
(3)求面与面所成二面角的大小.
(1)证明:连结、交于点,再连结………………………………………………1分
且, 又,
且
四边形是平行四边形,…………… 3分
又面
面 ……………………………… 4分
(2)证明:底面是菱形, ………… 5分
又面,面
,面 ………………………………………………6分
又面 ………………………………8分
(3)延长、交于点 ………………………………9分
是的中点且是菱形
又 ………………………………10分
由三垂线定理可知
为所求角 ……………………………………………12分
在菱形中,
…………………………………………………14分
3(汉沽一中2008~2009届月考理17).(本小题满分14分)
如图所示的几何体中,平面,,,
,是的中点.
(Ⅰ)求证:;
(Ⅱ)求二面角的余弦值.
解法一: 分别以直线为轴、轴、轴,建立如图所示的空间直角坐标系,设,则
,
所以. ………………………… 4分
(Ⅰ)证: …… 5分
…… 6分
,即.……………………… 7分
(Ⅱ)解:设平面的法向量为,
由,得
取得平面的一非零法向量为 ………………………… 10分
又平面BDA的法向量为 …………………………………… 11分
,
∴二面角的余弦值为. …………………………… 14分
解法二:
(Ⅰ)证明:取的中点,连接,则,
故四点共面, ………………………… 2分
∵平面,
. ………………………… 3分
又
………………………… 4分
由,
平面 ………………………… 6分
; ……………………… 7分
(Ⅱ)取的中点,连,则
平面
过作,连,则
是二面角的平面角. ……………………… 9分
设, 与的交点为,记,,则有
.
.
, …………………… 12分
又
在中,
即二面角的余弦值为. …………………… 14分
4(汉沽一中2008~2008学年月考理17).(本小题满分14分)
如图,三棱锥P―ABC中, PC平面ABC,PC=AC=2,AB=BC,D是PB上一点,且CD平面PAB.
(I) 求证:AB平面PCB;
(II) 求异面直线AP与BC所成角的大小;
(III)求二面角C-PA-B的大小.
解法一:(I) ∵PC平面ABC,平面ABC,
∴PCAB.…………………………2分
∵CD平面PAB,平面PAB,
∴CDAB.…………………………4分
又,
∴AB平面PCB. …………………………5分
(II) 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(Ⅰ)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.…………………………………9分
(III)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.…………………………………11分
由(I) AB平面PCB,又∵AB=BC,可求得BC=.
在中,PB=,
.
∴二面角C-PA-B的大小为arcsin.……14分
解法二:(I)同解法一.
(II) 由(I) 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.………………………10分
(III)设平面PAB的法向量为m= (x,y,z).
,,
则 即
解得 令= -1, 得 m= (,0,-1).
设平面PAC的法向量为n=().
,,
则 即
解得 令=1, 得 n= (1,1,0).……………………………12分
=.
∴二面角C-PA-B的大小为arccos.………………………………14分
5(和平区2008年高考数学(理)三模19). (本小题满分12分)
如图,直二面角D―AB―E中,四边形ABCD是边长为2的正方形,AE=EB,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE。
(1)求证:AE⊥平面BCE;
(2)求二面角B―AC―E的大小;
(3)求点D到平面ACE的距离。
解:(1)如图,∵ BF⊥平面ACE ∴ BF⊥AE(1分)
又∵ 二面角D―AB―E为直二面角,且CB⊥AB
∴ CB⊥平面ABE ∴ CB⊥AE
∵ ∴ AE⊥平面BCE(3分)
(2)连BD交AC于G,连FG
∵ 正方形ABCD边长为2 ∴ BG⊥AC,
∵ BF⊥平面ACE 由三垂线定理逆定理得FG⊥AC
∴ ∠BGF是二面角B―AC―E的平面角(5分)
由(1)AE⊥平面BCE ∴ AE⊥EB
又∵ AE=EB ∴ 在等腰直角三角形AEB中,
又∵ Rt△BCE中,
∴ (7分)
∴ 在Rt△BFG中,
∴ 二面角B―AC―E等于(8分)
(3)过E作EO⊥AB于O,OE=1
∵ 二面角D―AB―E为直二面角
∴ EO⊥平面ABCD(9分)
设D到平面ACE的距离为h
∵ ∴
∵ AE⊥平面BCE ∴ AE⊥EC
∴
∴ 点D到平面ACE的距离为(12分)
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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