【题目】(2017·全国Ⅱ卷)如图,四棱锥P-ABCD中,侧面PAD为等边三角形且垂直于底面ABCD,AB=BC=AD,∠BAD=∠ABC=90°,E是PD的中点.
(1)证明:直线CE∥平面PAB;
(2)点M在棱PC上,且直线BM与底面ABCD所成角为45°,求二面角M-AB-D的余弦值.
【答案】(1)见解析(2)
【解析】试题分析:(1) 取PA的中点F,根据平几知识得四边形BCEF是平行四边形,即得CE∥BF ,再根据线面平行判定定理证结论,(2) 先根据条件建立空间直角坐标系,设立各点坐标,根据方程组各面法向量,根据向量数量积求向量夹角,最后根据二面角与向量夹角相等或互补关系求二面角M-AB-D的余弦值.
试题解析: (1)证明 取PA的中点F,连接EF,BF,
因为E是PD的中点,所以EF∥AD,EF=AD.
由∠BAD=∠ABC=90°得BC∥AD,
又BC=AD,所以EF綉BC,
四边形BCEF是平行四边形,CE∥BF,
又BF平面PAB,
CE平面PAB,
故CE∥平面PAB.
(2)解 由已知得BA⊥AD,以A为坐标原点,的方向为x轴正方向,||为单位长,建立如图所示的空间直角坐标系A-xyz,则
A(0,0,0),B(1,0,0),C(1,1,0),P(0,1,),
=(1,0,-),=(1,0,0).
设M(x,y,z)(0<x<1),则
=(x-1,y,z),=(x,y-1,z-).
因为BM与底面ABCD所成的角为45°,
而n=(0,0,1)是底面ABCD的法向量,
所以|cos〈,n〉|=sin 45°,
=,
即(x-1)2+y2-z2=0.①
又M在棱PC上,设=λ(0<λ≤1),则
x=λ,y=1,z=-λ.②
由①,②解得 (舍去),
所以M,从而=.
设m=(x0,y0,z0)是平面ABM的法向量,则
即
所以可取m=(0,-,2).
于是cos〈m,n〉==.
因此二面角M-AB-D的余弦值为.
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【题目】在平面直角坐标系中,椭圆: 的离心率为,点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知与为平面内的两个定点,过点的直线与椭圆交于, 两点,求四边形面积的最大值.
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【题目】随机抽取某中学甲、乙两班各10名同学,测量他们的身高(单位:cm),获得身高数据的茎叶图如图7.
(1)根据茎叶图判断哪个班的平均身高较高;
(2)计算甲班的样本方差;
(3)现从乙班这10名同学中随机抽取两名身高不低于173cm的同学,求身高为176cm的同学被抽中的概率。
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【题目】如图,在四棱锥PABCD中,PA⊥平面ABCD,AD∥BC,AD⊥CD,且AD=CD=2,BC=4,PA=2.
(1)求证:AB⊥PC;
(2)在线段PD上,是否存在一点M,使得二面角MACD的大小为45°,如果存在,求BM与平面MAC所成角的正弦值,如果不存在,请说明理由.
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【题目】如图,在正三棱柱中,所有棱长都等于.
(1)当点是的中点时,
①求异面直线和所成角的余弦值;
②求二面角的正弦值;
(2)当点在线段上(包括两个端点)运动时,求直线与平面所成角的正弦值的取值范围.
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【题目】如图所示,已知四棱锥的底面为矩形, 底面,且(),, 分别是, 的中点.
(1)当为何值时,平面平面?并证明你的结论;
(2)当异面直线与所成角的正切值为2时,求三棱锥的体积.
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【题目】在某校组织的高二女子排球比赛中,有、两个球队进入决赛,决赛采用7局4胜制.假设、两队在每场比赛中获胜的概率都是.并记需要比赛的场数为.
(Ⅰ)求大于4的概率;
(Ⅱ)求的分布列与数学期望.
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