如图,四棱锥
中,
平面
,底面
为矩形,
为
的中点.![]()
(1)求证:
;
(2)在线段
上是否存在一点
,使得
平面
?若存在,求出
的长;若不存在,请说明理由.
(1)证明详见解析;(2)当
为线段
的中点时,满足
平面
,此时
.
解析试题分析:(1)要证线线垂直,通常只需证线面垂直,本题中要证
,只需证明
平面
,而要证
平面
,又只需证
垂直于平面
内的两条相交直线
即可,这两个垂直关系,由题中的
为矩形及
平面
不难得到,命题得证;(2)先假设在线段
上能找到一点
,使得
平面
,此时平面
平面
,
平面
,由线面平行的性质可知
,由
是
的中点,在
中可知,
也是
的中点,此时再根据题中的条件,即可求出
的值,最后采用综合法进行证明即可,问题得以解决.
试题解析:(1)证明:因为
平面
,
平面
,所以![]()
又因为
是矩形,所以![]()
因为
,所以
平面
4分
又因为
平面
,所以
6分
(2)取
中点
,连结![]()
因为
为
的中点,
是
的中点,所以![]()
又因为
平面
,
平面
,所以
平面
10分
此时![]()
即在
边上存在一点
,使得
平面
,
的长为
12分.
考点:1.空间中的垂直关系;2.空间中的平行关系.
科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图,四棱锥P
ABCD中,AB⊥AC,AB⊥PA,AB∥CD,AB=2CD,E,F,G,M,N分别为PB,AB,BC,PD,PC的中点![]()
(1)求证:CE∥平面PAD;
(2)求证:平面EFG⊥平面EMN.
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图,在四棱锥P
ABCD中,底面是边长为2
的菱形,∠BAD=120°,且PA⊥平面ABCD,PA=2
,M、N分别为PB、PD的中点.![]()
(1)证明:MN∥平面ABCD;
(2)过点A作AQ⊥PC,垂足为点Q,求二面角A
MN
Q的平面角的余弦值.
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图所示,四棱锥P
ABCD的底面为正方形,侧棱PA⊥底面ABCD,且PA=AD=2,E,F,H分别是线段PA,PD,AB的中点.![]()
(1)求证:PB∥平面EFH;
(2)求证:PD⊥平面AHF.
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图①,在等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AB=AD,∠ABC=60°,E是BC的中点.如图②,将△ABE沿AE折起,使二面角BAEC成直二面角,连结BC、BD,F是CD的中点,P是棱BC的中点.求证:![]()
图①图②
(1)AE⊥BD;
(2)平面PEF⊥平面AECD.
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题
如图所示,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,点M在AD1上移动,点N在BD上移动,D1M=DN=a(0<a<
),连接MN.![]()
(1)证明对任意a∈(0,
),总有MN∥平面DCC1D1.
(2)当a为何值时,MN的长最小?
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