题目
题型:不详难度:来源:
如图,四棱锥中,底面,四边形中, ,, ,,E为中点.
(1)求证:CD⊥面PAC;(2)求:异面直线BE与AC所成角的余弦值;
答案
解析
试题分析:(1)(6分)
∵PA⊥面ABCD,CD面ABCD ∴PA⊥CD 2分
∵,,且 AB=BC=2
∴∠ABC=90°,AC=2,∠CAD=45°
∵AD=4 ∴CD=2
∵CD2+AC2=AD2 ∴AC⊥CD 4分
∵AC∩PA=A ∴CD⊥面PAC 6分
(2)(6分)解:
方法一:以A为原点,分别以AB、AD、AP所在直线为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系
则A(0,0,0),B(2,0,0),C(2,2,0),P(0,0,2) 2分
∵E是PC中点
∴E(1,1,1)
4分
∵
∴BE⊥AC ∴BE与AC所成的角为90° 6分
方法二:作AC中点O,连结EO
∵E、O分别是PC、AC中点
∴EO//PA
∵PA⊥面ABCD ∴EO⊥面ABCD
∴EO⊥AC
可证得ABCG是正方形 ∴AC⊥BO
∵BO∩EO=O ∴AC⊥面BEO
∴AC⊥BE ∴BE与AC所成的角为90°
方法三:作PD中点F,AD中点G
∵AD2BC,AG=GD
∴四边形ABCG是正方形,且BG//CD ∴BO
∵EF是△PCD的中位线 ∴EF
∴EFBO ∴BEFO
∴BE与AC所成的角等于OF与AC所成的角
PB=2,BC=2,PC= ∴PB⊥BC
∵E是PC中点 ∴BE=
PD= ∴AF=
∵AO=,OF=BE=,AF= ∴∠AOF=90° 即BE与AC所成的角为90°
点评:立体几何的求解有两大思路。其一:几何法,依据线面的位置关系,长度关系推理计算:其二,代数法,利用空间坐标系,点的坐标转化为向量运算
核心考点
举一反三
已知棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,P在对角线A1C1上,记二面角P-AB-C为α,二面角P-BC-A为β。
(1)当A1P:PC1=1:3时,求cos(α+β)的大小。
(2)点P是线段A1C1(包括端点)上的一个动点,问:当点P在什么位置时,α+β有最小值?
A.45° | B.60° | C.90° | D.120° |
①若,,则;②若,,,,则;③若,,则; ④若,,,,则.其中真命题的个数是
A.1 | B.2 | C.3 | D.4 |
如图,在四棱锥中,底面是矩形,平面,,,点为的中点,为中点.
(1)求证:平面⊥平面;
(2)求直线与平面所成的角的正弦值;
(3)求点到平面的距离.
如图,已知几何体的三视图(单位:cm).
(1)在这个几何体的直观图相应的位置标出字母;(2分)
(2)求这个几何体的表面积及体积;(6分)
(3)设异面直线、所成角为,求.(6分)
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