【题目】如图,直三棱柱
中,
,
,
分别为
、
的中点.
![]()
(1)证明:
平面
;
(2)已知
与平面
所成的角为
,求二面角
的余弦值.
【答案】(1)见证明(2)![]()
【解析】
解法1:(1)建立空间直角坐标系,利用直线的向量和平面法向量平行证明线面垂直;
(2)设
,利用
与平面
所成的角为
得到
的值,再求出两个面的法向量之间的夹角余弦值,得到二面角的余弦值.
解法2:(1)取
中点
,连接
、
,易证
平面
,再证明
,可得
平面![]()
(2)设
,利用
与平面
所成的角为
得到
的值,再求出两个面的法向量之间的夹角余弦值,得到二面角的余弦值.
解法3:(1)同解法2
(2)设
,利用三棱锥
等体积转化,得到
到面
的距离,利用
与平面
所成的角为
得到
与
的关系,解出
,在两个平面分别找出
垂直于交线,得到二面角,求出其余弦值.
解法1:
(1)以
为坐标原点,射线
为
轴的正半轴,建立如图所示的直角坐标系
.
![]()
设
,
,则
,
,
,
,
,
,
,
,
.
因为
,
,
所以
,
,
面
,
面
,![]()
于是
平面
.
(2)设平面
的法向量
,
则
,
,
又
,
,
故
,取
,得
.
因为
与平面
所成的角为
,
,
所以
,
,
解得
,
.
由(1)知平面
的法向量
,
,
所以二面角
的余弦值为
.
解法2:
(1)取
中点
,连接
、
,
,
平面
,
平面![]()
,
而
平面
,
平面
,![]()
平面
.
为
中点,
,
,
,
,
四边形
为平行四边形,
.
平面
.
(2)以
为坐标原点,射线
为
轴的正半轴,建立如图所示的直角坐标系
.
![]()
设
,
,
,则
,
,
.
设平面
的法向量
,
则
,
,
又
,
,
故
,
取
,得
.
因为
与平面
所成的角为
,
,
所以
,
,
解得
,
.
由(1)知平面
的法向量
,
![]()
所以二面角
的余弦值为
.
解法3:
(1)同解法2.
(2)设
,
,则
,
,
,
![]()
,
,
到平面
距离
,设
到面
距离为
,
由![]()
得
,即![]()
.
因为
与平面
所成的角为
,
所以
,
而在直角三角形
中
,
所以
,
解得
.
因为
平面
,
平面
,所以
,
平面
,
平面
所以
,所以
平面
,
平面
,
平面![]()
所以
为二面角
的平面角,
而
,可得四边形
是正方形,所以
,
所以二面角
的余弦值为
.
![]()
科目:高中数学 来源: 题型:
【题目】某家庭进行理财投资,根据长期收益率市场预测,投资债券等稳健型产品的收益与投资额成正比,投资股票等风险型产品的收益与投资额的算术平方根成正比.已知投资1万元时两类产品的收益分别为0.125万元和0.5万元。
(1)分别写出两类产品的收益与投资额的函数关系式;
(2)该家庭现有20万元资金,全部用于理财投资,怎样分配资金才能获得最大收益?其最大收益为多少万元?
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科目:高中数学 来源: 题型:
【题目】《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有仓,广三丈,袤四丈五尺,容粟一万斛,问高几何?”其意思为:“今有一个长方体(记为
)的粮仓,宽3丈(即
丈),长4丈5尺,可装粟一万斛,问该粮仓的高是多少?”已知1斛粟的体积为2.7立方尺,一丈为10尺,则下列判断正确的是__________.(填写所有正确结论的编号)
①该粮仓的高是2丈;
②异面直线
与
所成角的正弦值为
;
③长方体
的外接球的表面积为
平方丈.
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科目:高中数学 来源: 题型:
【题目】某校高一年级开设了丰富多彩的校本课程,现从甲、乙两个班随机抽取了5名学生校本课程的学分,统计如下表.
甲 | 8 | 11 | 14 | 15 | 22 |
乙 | 6 | 7 | 10 | 23 | 24 |
用
分别表示甲、乙两班抽取的5名学生学分的方差,计算两个班学分的方差.得
______,并由此可判断成绩更稳定的班级是______班.
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科目:高中数学 来源: 题型:
【题目】如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,CA=4,CB=4,CC1=2
,∠ACB=90°,点M在线段A1B1上.
![]()
(1)若A1M=3MB1,求异面直线AM和A1C所成角的余弦值;
(2)若直线AM与平面ABC1所成角为30°,试确定点M的位置.
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科目:高中数学 来源: 题型:
【题目】阅读:
已知
、
,
,求
的最小值.
解法如下:
,
当且仅当
,即
时取到等号,
则
的最小值为
.
应用上述解法,求解下列问题:
(1)已知
,
,求
的最小值;
(2)已知
,求函数
的最小值;
(3)已知正数
、
、
,
,
求证:
.
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