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如图,正方形所在平面与圆所在的平面相交于,线段为圆的弦,垂直于圆所在的平面,垂足为圆上异于的点,设正方形的边长为,且.

(1)求证:平面平面
(2)若异面直线所成的角为与底面所成角为,二面角所成角为,求证

(1)详见解析;(2)详见解析.

解析试题分析:(1)证明平面平面,即证明平面,转化为证明直线与平面内的两条相交直线垂直;(2)立体几何中求空间角的方法有两种,一是常规法,找出(或作出)适合题意的角;证明找出的角符合对应角的要求;求出相关角的大小(或三角函数值).二是用向量法,即先确定两个向量(直线的方向向量或平面的法向量)求两个向量夹角的余弦值,注意确定所求的夹角与向量夹角的关系,最后得出所求的角或角的三角函数值.
试题解析:(1)所在的平面,在圆所在的平面上,
又在正方形中,平面
平面平面平面.
(2)平面平面,即为圆的直径,
,且
以点为坐标原点,分别以轴、轴,以垂直于底面的直线为轴,建立空间直角坐标系,则


由此得
设平面的一个法向量,则,即
,则,又平面的一个法向量为

于是,即.
考点:空间几何体的线线、线面关系,线面、面面角的求法.

练习册系列答案
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科目:高中数学 来源: 题型:解答题

四棱锥P-ABCD中,侧面PAD⊥底面ABCD,底面ABCD是边长为2的正方形,又PA=PD,∠APD=60°,E、G分别是BC、PE的中点.

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(2)求证:平面平面
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(Ⅰ)求证:底面
(Ⅱ)求直线与平面所成角的大小;
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如图所示,已知AB为圆O的直径,点D为线段AB上一点,且,点C为圆O上一点,且.点P在圆O所在平面上的正投影为点D,PD=DB.

(1)求证:平面
(2)求点到平面的距离.

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(Ⅰ)求证:PD//平面AMC;
(Ⅱ)若AB=1,求二面角B—AC—M的余弦值。

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如图,在四棱锥中,⊥面,为线段上的点.

(Ⅰ)证明:⊥面 ;
(Ⅱ)若的中点,求所成的角的正切值;
(Ⅲ)若满足⊥面,求的值.

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如图,已知四棱锥P-ABCD的底面为菱形,且∠ABC =60°,AB=PC=2,AP=BP=

(Ⅰ)求证:平面PAB⊥平面ABCD ;
(Ⅱ)求二面角A-PC-D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,在直三棱柱中,底面△为等腰直角三角形,为棱上一点,且平面⊥平面.

(Ⅰ)求证:为棱的中点;(Ⅱ)为何值时,二面角的平面角为.

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