【題目】如圖甲,E是邊長等于2的正方形的邊CD的中點,以AE、BE為折痕將△ADE與△BCE折起,使D,C重合(仍記為D),如圖乙.
(1)探索:折疊形成的幾何體中直線DE的幾何性質(寫出一條即可,不含DE⊥DA,DE⊥DB,說明理由);
(2)求二面角D-BE-A的余弦值
【答案】(1)幾何性質見解析,理由見解析;(2)
【解析】
(1)根據折前折后折痕同側的位置關系、長度不變,可以證明平面
,據此結論也可得到
,或
與平面
內任一直線都垂直,也可計算直線
與平面
所成角等于
;
(2)建立空間直角坐標系,利用向量法可求二面角的余弦值.
(1)性質1:平面
.
證明如下:翻折前,,
翻折后仍然,
且,
則平面
.
性質2:.
證明如下:
與性質1證明方法相同,得到平面
.
又因平面
,則
.
性質3:與平面
內任一直線都垂直.
證明如下:
與性質1證明方法相同,得到平面
,
從而與平面
內任一直線都垂直.
性質4:直線與平面
所成角等于
.
證明如下:
如圖,取的中點
,連接
,
,
由得
,
與性質2證明相同,得,
再因,則
平面
,進而平面
平面
.
作于
,則
平面
,
即就是直線
與平面
所成的角.
,
,
,
.
(2)與(1)之性質4證明相同,得到,
平面
,
,
平面
內,則平面
平面
.
以為坐標原點、
為
軸建立如圖所示的空間直角坐標系.
,
,
,則平面
的一個法向量
,
,
,
,
.
設是平面
的法向量,
則
取,求得一個法向量
記二面角的大小為
,則
與
相等或互補,
,
因是銳角,則
.
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【題目】過拋物線C:x2=4y的準線上任意一點P作拋物線的切線PA,PB,切點分別為A,B,則A點到準線的距離與B點到準線的距離之和的最小值是( )
A.7B.6C.5D.4
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【題目】在直角坐標系中,曲線
的參數方程為
(
為參數),以原點
為極點,以
軸正半軸為極軸,建立極坐標系,曲線
的極坐標方程為
.
(1)求曲線的普通方程與曲線
的直角坐標方程;
(2)設為曲線
上位于第一,二象限的兩個動點,且
,射線
交曲線
分別于
,求
面積的最小值,并求此時四邊形
的面積.
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【題目】如圖,在四棱錐中,ABCD為菱形,
平面ABCD,連接AC,BD交于點O,
,
,E是棱PC上的動點,連接DE.
(1)求證:平面平面
;
(2)當面積的最小值是4時,求此時點E到底面ABCD的距離.
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【題目】如圖,直線PQ與⊙O相切于點A,AB是⊙O的弦,∠PAB的平分線AC交⊙O于點C,連結CB,并延長與直線PQ相交于點Q,若AQ=6,AC=5.
(Ⅰ)求證:QC2﹣QA2=BCQC;
(Ⅱ)求弦AB的長.
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【題目】試在①,②
,③
三個條件中選兩個條件補充在下面的橫線處,使得
面ABCD成立,請說明理由,并在此條件下進一步解答該題:
如圖,在四棱錐中,
,底ABCD為菱形,若__________,且
,異面直線PB與CD所成的角為
,求二面角
的余弦值.
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