三棱锥A BCD及其侧视图、俯视图如图14所示.设M,N分别为线段AD,AB的中点,P为线段BC上的点,且MN⊥NP.
(1)证明:P是线段BC的中点;
(2)求二面角A NP M的余弦值.
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图14
解:(1)如图所示,取BD的中点O,连接AO,CO.
由侧视图及俯视图知,△ABD,△BCD为正三角形,
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所以AO⊥BD,OC⊥BD.
因为AO,OC⊂平面AOC,且AO∩OC=O,
所以BD⊥平面AOC.
又因为AC⊂平面AOC,所以BD⊥AC.
取BO的中点H,连接NH,PH.
又M,N,H分别为线段AD,AB,BO的中点,所以MN∥BD,NH∥AO,
因为AO⊥BD,所以NH⊥BD.
因为MN⊥NP,所以NP⊥BD.
因为NH,NP⊂平面NHP,且NH∩NP=N,所以BD⊥平面NHP.
又因为HP⊂平面NHP,所以BD⊥HP.
又OC⊥BD,HP⊂平面BCD,OC⊂平面BCD,所以HP∥OC.
因为H为BO的中点,所以P为BC的中点.
(2)方法一:如图所示,作NQ⊥AC于Q,连接MQ.
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由(1)知,NP∥AC,所以NQ⊥NP.
因为MN⊥NP,所以∠MNQ为二面角A NP M的一个平面角.
由(1)知,△ABD,△BCD为边长为2的正三角形,所以AO=OC=
.
由俯视图可知,AO⊥平面BCD.
因为OC⊂平面BCD,所以AO⊥OC,因此在等腰直角△AOC中,AC=
.
作BR⊥AC于R
因为在△ABC中,AB=BC,所以R为AC的中点,
所以BR=
=
.
因为在平面ABC内,NQ⊥AC,BR⊥AC,
所以NQ∥BR.
又因为N为AB的中点,所以Q为AR的中点,
所以NQ=
=
.
同理,可得MQ=
.
故△MNQ为等腰三角形,
所以在等腰△MNQ中,
cos∠MNQ=
=
=
.
故二面角A NP M的余弦值是
.
方法二:由俯视图及(1)可知,AO⊥平面BCD.
因为OC,OB⊂平面BCD,所以AO⊥OC,AO⊥OB.
又OC⊥OB,所以直线OA,OB,OC两两垂直.
如图所示,以O为坐标原点,以OB,OC,OA的方向为x轴,y轴,z轴的正方向,建立空间直角坐标系O xyz.
则A(0,0,
),B(1,0,0),C(0,
,0),D(-1,0,0).
因为M,N分别为线段AD,AB的中点,
又由(1)知,P为线段BC的中点,
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故二面角ANPM的余弦值是
.
科目:高中数学 来源: 题型:
抛掷红、蓝两颗骰子,设事件A为“蓝色骰子的点数为3或6”,事件B为“两颗骰子的点数之和大于8”.
(1)求P(A),P(B),P(AB);
(2)当已知蓝色骰子的点数为3或6时,求两颗骰子的点数之和大于8的概率.
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科目:高中数学 来源: 题型:
如图16所示,四棱柱ABCD A1B1C1D1的所有棱长都相等,AC∩BD=O,A1C1∩B1D1=O1,四边形ACC1A1和四边形BDD1B1均为矩形.
(1)证明:O1O⊥底面ABCD;
(2)若∠CBA=60°,求二面角C1OB1D的余弦值.
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图16
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科目:高中数学 来源: 题型:
如图13,四棱锥PABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,E为PD的中点.
(1)证明:PB∥平面AEC;
(2)设二面角DAEC为60°,AP=1,AD=
,求三棱锥EACD的体积.
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图13
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科目:高中数学 来源: 题型:
如图15所示,△ABC和△BCD所在平面互相垂直,且AB=BC=BD=2,∠ABC=∠DBC=120°,E,F分别为AC,DC的中点.
(1)求证:EF⊥BC;
(2)求二面角EBFC的正弦值.
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图15
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科目:高中数学 来源: 题型:
在空间直角坐标系Oxyz中,已知A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,2,0),D(1,1,
).若S1,S2,S3分别是三棱锥D ABC在xOy,yOz,zOx坐标平面上的正投影图形的面积,则( )
A.S1=S2=S3 B.S2=S1且S2≠S3
C.S3=S1且S3≠S2 D.S3=S2且S3≠S1
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科目:高中数学 来源: 题型:
如图J112①所示,四边形ABCD为等腰梯形,AE⊥DC,AB=AE=
DC,F为EC的中点.现将△DAE沿AE翻折到△PAE的位置,如图J112②所示,且平面PAE⊥平面ABCE.
(1)求证:平面PAF⊥平面PBE;
(2)求三棱锥APBC与三棱锥EBPF的体积之比.
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图J112
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