【题目】正方体ABCD-A1B1C1D1 的棱长为 2,且AC 与BD 交于点O,E 为棱DD1 中点,以A 为原点,建立空间直角坐标系A-xyz,如图所示.
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(Ⅰ)求证:B1O⊥平面EAC;
(Ⅱ)若点F 在EA 上且B1F⊥AE,试求点F 的坐标;
(Ⅲ)求二面角B1-EA-C 的正弦值.
【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)
(Ⅲ) ![]()
【解析】
证明:(I) 由题设知下列各点的坐标A(0, 0, 0),B(2, 0, 0),C (2, 2, 0),
D (0, 2, 0),E (0, 2, 1),B1(2, 0, 2).
∵O是正方形ABCD的中心,∴O (1, 1, 0).
∴
= (-1, 1, -2),
= (2, 2, 0),
= (0,2, 1).
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∴·
= (-1, 1, -2)·(2, 2, 0)
= -1·2 + 1·2-2·0 = 0.
·= (-1, 1, -2)·(0, 2, 1)
= -1·0 + 1·2-2·1 = 0.
∴
即B1O ⊥AC,B1O⊥AE,
∴B1O⊥平面ACE.
(II) 由F点在AE上,可设点F的坐标为F (0, 2l,l),
则
= (-2, 2l,l-2).
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= (-2, 2l,l-2)·(0, 2, 1) = 5l-2 = 0,
∴l=
,
∴
.
(III) ∵B1O⊥平面EAC,B1F⊥AE,连结OF,由三垂线定理的逆定理得OF⊥AE.
∴∠OFB1即为二面角B1-EA-C的平面角.
∴
=
又
=
,
∴
=
=
.
在Rt△B1OF中,sin∠B1FO=
=
.
故二面角B1-EA-C的正弦值为
.
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【题目】众所周知,城市公交车的数量太多会造成资源的浪费,太少又难以满足乘客的需求,为此,某市公交公司在某站台的50名候车乘客中随机抽取10名,统计了他们的候车时间(单位:分钟),得到下表.
候车时间 | 人数 |
| 1 |
| 4 |
| 2 |
| 2 |
| 1 |
(1)估计这10名乘客的平均候车时间(同一组中的每个数据可用该组区间的中点值代替);
(2)估计这50名乘客的候车时间少于10分钟的人数.
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【题目】(1)已知数列
为等差数列,其前n项和为
.若
,试分别比较
与
、
与
的大小关系.
(2)已知数列
为等差数列,
的前n项和为
.证明:若存在正整数k,使
,则
.
(3)在等比数列
中,设
的前n项乘积
,类比(2)的结论,写出一个与
有关的类似的真命题,并证明.
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【题目】我国古代数学名著《九章算术商功》中阐述:“斜解立方,得两堑堵.斜解堑堵,其一为阳马,一为鳖臑.阳马居二,鳖臑居一,不易之率也.合两鳖臑三而一,验之以棊,其形露矣.”若称为“阳马”的某几何体的三视图如图所示,图中网格纸上小正方形的边长为1,对该几何体有如下描述:
①四个侧面都是直角三角形;
②最长的侧棱长为
;
③四个侧面中有三个侧面是全等的直角三角形;
④外接球的表面积为24π.
其中正确的描述为____.
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【题目】正四面体ABCD的体积为1,O为其中心,正四面体EFGH与正四面体ABCD关于点O对称,则这两个正四面体的公共部分的体积为( )
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A.
B.
C.
D.![]()
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【题目】在如图所示的多面体中,平面
平面
,四边形
为边长为2的菱形,
为直角梯形,四边形
为平行四边形,且
,
,
.
(1)若
,
分别为
,
的中点,求证:
平面
;
(2)若
,
与平面
所成角的正弦值为
,求二面角
的余弦值.
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【题目】早在一千多年之前,我国已经把溢流孔用于造桥技术,以减轻桥身重量和水流对桥身的冲击,现设桥拱上有如图所示的4个溢流孔,桥拱和溢流孔轮廓线均为抛物线的一部分,且四个溢流孔轮廓线相同.根据图上尺寸,在平面直角坐标系
中,桥拱所在抛物线的方程为_______,溢流孔与桥拱交点
的坐标为_______.
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