已知直三棱柱的三視圖如圖所示,且的中點.

(Ⅰ)求證:∥平面;
(Ⅱ)求二面角的余弦值;
(Ⅲ)試問線段上是否存在點,使 角?若存在,確定點位置,若不存在,說明理由.

(Ⅰ)詳見解析;(Ⅱ)二面角的余弦值為;(Ⅲ)當(dāng)點為線段中點時,角.

解析試題分析:(Ⅰ)為了證明∥平面,需要在平面內(nèi)找一條與平行的直線,而要找這條直線一般通過作過且與平面相交的平面來找.在本題中聯(lián)系到中點,故連結(jié),這樣便得一平面,接下來只需證與交線平行即可.對(Ⅱ)(Ⅲ)兩個小題,由于是直三棱柱,且,故兩兩垂直,所以可以以為坐標(biāo)軸建立空間直角坐標(biāo)系來解決.
試題解析:(Ⅰ)證明:根據(jù)三視圖知:三棱柱是直三棱柱,連結(jié),交于點,連結(jié).由 是直三棱柱,得 四邊形為矩形,的中點.又中點,所以中位線,所以 , 因為 平面,平面, 所以 ∥平面.                            4分
(Ⅱ)解:由是直三棱柱,且,故兩兩垂直.
如圖建立空間直角坐標(biāo)系.

,則.
所以
設(shè)平面的法向量為,則有
所以  
,得.       6分
易知平面的法向量為.                  7分
由二面角是銳角,得 .   8分
所以二面角的余弦值為.
(Ⅲ)解:假設(shè)存在滿足條件的點.
因為在線段上,,,故可設(shè),其中.
所以 ,.          9分
因為

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題

在直角梯形ABCD中,ABCDADAB,CD=2AB=4,AD,ECD的中點,將△BCE沿BE折起,使得CODE,其中垂足O在線段DE內(nèi).

(1)求證:CO⊥平面ABED;
(2)問∠CEO(記為θ)多大時,三棱錐CAOE的體積最大,最大值為多少.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題

如圖所示,圓柱的高為2,底面半徑為,AE、DF是圓柱的兩條母線,過作圓柱的截面交下底面于,四邊形ABCD是正方形.

(Ⅰ)求證
(Ⅱ)求四棱錐E-ABCD的體積.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題

已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC,點D是AB的中點.

(1)求證:BC1∥平面CA1D;
(2)求證:平面CA1D⊥平面AA1B1B;
(3)若底面ABC為邊長為2的正三角形,BB1= ,求三棱錐B1-A1DC的體積.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題

如圖,在底面是正方形的四棱錐中,,于點,中點,上一動點.

(1)求證:;
(1)確定點在線段上的位置,使//平面,并說明理由.
(3)如果PA=AB=2,求三棱錐B-CDF的體積

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題

已知四棱錐的三視圖如下圖所示,其中正視圖、側(cè)視圖是直角三角形,俯視圖是有一條對角線的正方形.是側(cè)棱上的動點.

(1)求證:;
(2)若的中點,求直線與平面所成角的正弦值;
(3) 若四點在同一球面上,求該球的體積.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題

某個實心零部件的形狀是如下圖所示的幾何體,其下部是底面均是正方形,側(cè)面是全等的等腰梯形的四棱臺,上部是一個底面與四棱臺的上底面重合,側(cè)面是全等的矩形的四棱柱.

(1)證明:直線平面;
(2)現(xiàn)需要對該零部件表面進行防腐處理.已知,,(單位:),每平方厘米的加工處理費為元,需加工處理費多少元?

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題

一個三棱柱的底面是邊長3的正三角形,側(cè)棱垂直于底面,它的三視圖如圖所示,.
(1)請畫出它的直觀圖;(2)求這個三棱柱的表面積和體積.

查看答案和解析>>

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:解答題

如圖是某直三棱柱(側(cè)棱與底面垂直)被削去上底后的直觀圖與三視圖中的側(cè)(左)視圖、俯視圖,在直觀圖中,的中點,側(cè)(左)視圖是直角梯形,俯視圖是等腰直角三角形,有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示.

(1)求出該幾何體的體積;
(2)若的中點,求證:∥平面
(3)求證:平面⊥平面.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案