已知直三棱柱的三視圖如圖所示,且是的中點.
(Ⅰ)求證:∥平面;
(Ⅱ)求二面角的余弦值;
(Ⅲ)試問線段上是否存在點,使與成 角?若存在,確定點位置,若不存在,說明理由.
(Ⅰ)詳見解析;(Ⅱ)二面角的余弦值為;(Ⅲ)當點為線段中點時,與成角.
解析試題分析:(Ⅰ)為了證明∥平面,需要在平面內(nèi)找一條與平行的直線,而要找這條直線一般通過作過且與平面相交的平面來找.在本題中聯(lián)系到為中點,故連結(jié),這樣便得一平面,接下來只需證與交線平行即可.對(Ⅱ)(Ⅲ)兩個小題,由于是直三棱柱,且,故兩兩垂直,所以可以以為坐標軸建立空間直角坐標系來解決.
試題解析:(Ⅰ)證明:根據(jù)三視圖知:三棱柱是直三棱柱,,連結(jié),交于點,連結(jié).由 是直三棱柱,得 四邊形為矩形,為的中點.又為中點,所以為中位線,所以 ∥, 因為 平面,平面, 所以 ∥平面. 4分
(Ⅱ)解:由是直三棱柱,且,故兩兩垂直.
如圖建立空間直角坐標系.
,則.
所以 ,
設(shè)平面的法向量為,則有
所以
取,得. 6分
易知平面的法向量為. 7分
由二面角是銳角,得 . 8分
所以二面角的余弦值為.
(Ⅲ)解:假設(shè)存在滿足條件的點.
因為在線段上,,,故可設(shè),其中.
所以 ,. 9分
因為與成
科目:高中數(shù)學 來源: 題型:解答題
在直角梯形ABCD中,AB∥CD,AD⊥AB,CD=2AB=4,AD=,E為CD的中點,將△BCE沿BE折起,使得CO⊥DE,其中垂足O在線段DE內(nèi).
(1)求證:CO⊥平面ABED;
(2)問∠CEO(記為θ)多大時,三棱錐C-AOE的體積最大,最大值為多少.
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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:解答題
如圖所示,圓柱的高為2,底面半徑為,AE、DF是圓柱的兩條母線,過作圓柱的截面交下底面于,四邊形ABCD是正方形.
(Ⅰ)求證;
(Ⅱ)求四棱錐E-ABCD的體積.
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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:解答題
已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC,點D是AB的中點.
(1)求證:BC1∥平面CA1D;
(2)求證:平面CA1D⊥平面AA1B1B;
(3)若底面ABC為邊長為2的正三角形,BB1= ,求三棱錐B1-A1DC的體積.
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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:解答題
如圖,在底面是正方形的四棱錐中,面,交于點,是中點,為上一動點.
(1)求證:;
(1)確定點在線段上的位置,使//平面,并說明理由.
(3)如果PA=AB=2,求三棱錐B-CDF的體積
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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:解答題
已知四棱錐的三視圖如下圖所示,其中正視圖、側(cè)視圖是直角三角形,俯視圖是有一條對角線的正方形.是側(cè)棱上的動點.
(1)求證:;
(2)若為的中點,求直線與平面所成角的正弦值;
(3) 若四點在同一球面上,求該球的體積.
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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:解答題
某個實心零部件的形狀是如下圖所示的幾何體,其下部是底面均是正方形,側(cè)面是全等的等腰梯形的四棱臺,上部是一個底面與四棱臺的上底面重合,側(cè)面是全等的矩形的四棱柱.
(1)證明:直線平面;
(2)現(xiàn)需要對該零部件表面進行防腐處理.已知,,,(單位:),每平方厘米的加工處理費為元,需加工處理費多少元?
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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:解答題
一個三棱柱的底面是邊長3的正三角形,側(cè)棱垂直于底面,它的三視圖如圖所示,.
(1)請畫出它的直觀圖;(2)求這個三棱柱的表面積和體積.
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科目:高中數(shù)學 來源: 題型:解答題
如圖是某直三棱柱(側(cè)棱與底面垂直)被削去上底后的直觀圖與三視圖中的側(cè)(左)視圖、俯視圖,在直觀圖中,是的中點,側(cè)(左)視圖是直角梯形,俯視圖是等腰直角三角形,有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示.
(1)求出該幾何體的體積;
(2)若是的中點,求證:∥平面;
(3)求證:平面⊥平面.
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