48、(河北省正定中学高2008届一模)在五棱锥P-ABCDE中,PA=AB=AE=4a,PB=PE=a,BC=DE=2a,∠EAB=∠ABC=∠DEA=90°.(1)若中点,求证:平面.

(2)求二面角A-PD-E的正弦值;(3)求点C到平面PDE的距离.

解(1)∵∠AED=90°,∴AEED.∵PA⊥平面ABCDE,∴PAED.∴ED⊥平面PAE,所以DEAG中点,所以AGPEDEPE=EAG⊥平面PDE  ………………………(4分)

(2)∵∠AED=90°,∴AEED

PA⊥平面ABCDE,∴PAED.∴ED⊥平面PAE

AAGPEG,过DEAG,∴AG⊥平面PDE.过GGHPDH,连AH

由三垂线定理得AHPD.∴∠AHG为二面角A-PD-E的平面角.

在直角△PAE中,AG=2a.在直角△PAD中,AHa

∴在直角△AHG中,sin∠AHG

∴二面角A-PD-E的正弦值为.        …………………………………………..( 8分)

(3)∵∠EAB=∠ABC=∠DEA=90°,  BC=DE=2a,AB=AE=4a,

AE中点F,连CF,∵AF∥=BC,∴四边形ABCF为平行四边形.

CFAB,而AB∥DE,∴CFDE,而DE平面PDECF平面PDE

CF∥平面PDE.∴点C到平面PDE的距离等于F到平面PDE的距离.

PA⊥平面ABCDE,∴PADE

又∵DEAE,∴DE⊥平面PAE.∴平面PAE⊥平面PDE

∴过F作FG⊥PE于G,则FG⊥平面PDE.∴FG的长即F点到平面PDE的距离.在△PAE中,PA=AE=4a,F为AE中点,FG⊥PE, 

∴FG=a. ∴点C到平面PDE的距离为a.(或用等体积法求)…………(12分)

45、(广东省五校2008年高三上期末联考)已知梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC =∠BAD =,AB=BC=2AD=4,E、F分别是AB、CD上的点,EF∥BC,AE = x,G是BC的中点。沿EF将梯形ABCD翻折,使平面AEFD⊥平面EBCF (如图) .

(1) 当x=2时,求证:BD⊥EG ;

(2) 若以F、B、C、D为顶点的三棱锥的体积记为f(x),求f(x)的最大值;

(3) 当 f(x)取得最大值时,求二面角D-BF-C的余弦值.

解:(1)(法一)∵平面平面,AE⊥EF,∴AE⊥面平面,AE⊥EF,AE⊥BE,又BE⊥EF,故可如图建立空间坐标系E-xyz。…………………………………………… 1分

则A(0,0,2),B(2,0,0),G(2,2,0),D(0,2,2),E(0,0,0)…………2分

(-2,2,2),(2,2,0)…………………………………………………3分

(-2,2,2)(2,2,0)=0,∴ ……………………………4分

(法二)作DH⊥EF于H,连BH,GH,……………1分

由平面平面知:DH⊥平面EBCF,

而EG平面EBCF,故EG⊥DH。

又四边形BGHE为正方形,∴EG⊥BH,

BHDH=H,故EG⊥平面DBH,………………… 3分

而BD平面DBH,∴ EG⊥BD。………………… 4分

(或者直接利用三垂线定理得出结果)

(2)∵AD∥面BFC,

所以 VA-BFC4(4-x)x

………………………………………………………………………7分

有最大值为。…………………………………………………………8分

(3)(法一)设平面DBF的法向量为,∵AE=2, B(2,0,0),D(0,2,2),

F(0,3,0),∴(-2,2,2), ………………………………9分

x=3,则y=2,z=1,∴ 

 面BCF的一个法向量为     ……………………………12分

则cos<>=  …………………………………………13分

由于所求二面角D-BF-C的平面角为钝角,所以此二面角的余弦值为- ……………14分

(法二)作DH⊥EF于H,作HM⊥BF,连DM。

由三垂线定理知 BF⊥DM,∴∠DMH是二面角D-BF-C的平面角的补角。…………………………9分

由△HMF∽△EBF,知,而HF=1,BE=2,,∴HM=

又DH=2,

∴在Rt△HMD中,tan∠DMH=-

因∠DMH为锐角,∴cos∠DMH=,  ………………………………13分

而∠DMH是二面角D-BF-C的平面角的补角,

故二面角D-BF-C的余弦值为-。   ………………………………14分

 0  367693  367701  367707  367711  367717  367719  367723  367729  367731  367737  367743  367747  367749  367753  367759  367761  367767  367771  367773  367777  367779  367783  367785  367787  367788  367789  367791  367792  367793  367795  367797  367801  367803  367807  367809  367813  367819  367821  367827  367831  367833  367837  367843  367849  367851  367857  367861  367863  367869  367873  367879  367887  447090 

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