立体几何2011-2012学年上学期高二期中考试(数学理)[1]

  • 格式:doc
  • 大小:571.00 KB
  • 文档页数:4

立体几何中的向量法
1.已知点)1,2,1(-A ,)4,2,4(-B ,则AB = ( ) A .5 B .12 C .25 D . 10
2.如图长方体中,2AB AD ==,1CC =1,则二面角1C BD C --的正切值为 ( )
A .2
B .22
C .060
D .22
3.在下列条件中,使M 与A 、B 、C 不共面的是 ( ) A .111
()236
OM OA OB OC =
++ B .20MA MB MC ++= C .2OM OA AB AC =++
D .0OM OA OB OC +++=
4.a 、b 为空间两向量,若a b a b +=-,则 ( ) A .a ⊥b B .a //b C .a 2=b D .不确定
5.若)4,2,3(-=,)3,5,2(--=,则______=+;______53=-;______=⋅.
6.已知向量),2,4(),5,1,2(x b a -=-=
,若a ⊥b ,则=x ______;
若//a b
则=x ______.
7.如图空间四边形ABCD ,E ,F 分别是BC ,CD 的中点,则+AB BC CD DF ++=______,
1
()2
BD BC +=_________,
1
()2
AD AB AC -+=_________.
8.如图,设P 是正方形ABCD 外一点,且PA ⊥平面ABCD ,其它..
线面垂直还有 个;若3
6tan =∠PDA ,则直线PC 与平面ABCD 所成
角的大小为 .
9.正△ABC 的边长为4,CD 是AB 边上的高,,E F 分别是AC 和BC 边的中点,
现将△ABC 沿CD 翻折成直二面角A DC B --.(1)直线AB 与平面DEF 的位置关系为 ;(2)在线段BC 上存在一点P ,使AP DE ⊥,此时→

=BC BP λ,
=λ ,建系后P 点坐标为 .
10.如图,在平行六面体1111ABCD A BC D -中,已知
2AB =,1AD =,3AA '=,060CBA CBB BAA ''∠=∠=∠=,求C A '的长.
A
B
C
D
E
F
A
B
C
D
E
F
x
A
B
C
D
A 1
B 1
C 1
D 1
11.(本小题满分12分)
在正方体ABCD—A1B1C1D1中,E、F、G分别是BC、CD、CC1的中点.
(1)求证:B1D1//面EFG;(2)求EF与A1C1 成角
(3)求二面角C-EF-G的佘弦值
12、棱长为1的正方体,E、、F、G分别是DD1,BD,BB1的中点(1)求证:EF⊥CF (2)求EF与CG成角的佘弦值
(3)求CE的长(4)求DD1与平面EFC成角的正弦值
13. 如图,正四棱柱AC1中,AA 1=2AB=4,点E在CC1上且C1E=3EC
(1)证明:A1C⊥平面BED
(2)求二面角A1-DE-B的大小
14、如图,底面为平行四边形的四棱柱AC1中,DD1⊥底面ABCD,∠DAB=60,AB=2AD,DD1=3AD,E,F分别是线段AB,D1E的中点
(1)求证:C E⊥DF
(2)求二面角A-EF-C的佘弦值
A
15.已知四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为边长为1的正方形,且2PC =,090PCD PCB ∠=∠=, E 是PC 上与C 不重合的一点。

(1) 求证:EB CD ⊥; (2) 求证:AEC PDB 面面⊥;
(3) 当E 为PC 中点时,求异面直线PB 与EA 所成的角余弦值.
16.如图,已知正方形
ABCD 和矩形ACEF 所在平面互相垂直,
AB 1AF =.
(1) 求证:ADF AB 面⊥;
(2) 试问:在线段EF 上是否存在一点P ,使得直线 DFB CP 面//? (3) 求二面角A DF B --的大小.
17、已知在四棱柱P-ABCD 中,底面ABCD 是矩形,AD=2,AB=1,P A ⊥平面ABCD ,
E ,
F 分别是线段AB 、BC 的中点。

(1)证明:P F ⊥FD
(2)判断PA 上是否存在点G ,使得E G ∥平面PFD ,证明你的结论 (3)若PB 与平面ABCD 所成的角为450,求二面角A-PD-F 的佘弦值
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题:
9.)1,3,1( )27,31,19(- -28
10.2 10-
11.b a // 12.→
F A →
F B →
D E 13.4 0
30 14.平行 31 )0,3
3,32( 三、解答题: 15. 解:22
2
)(→


→++'='='C B B A A A C A C
A






→→→⋅+⋅'+⋅'+++'=C B B A C B A A B A A A C B B A A A 2222
2
2
2
2
2
90
cos 2120cos 2120cos 2⋅⋅+⋅⋅'+⋅⋅'+++'=→





→→→C B B A C B A A B A A A C B B A A A
0)2
1
(132)21(232149+-⨯⨯⨯+-⨯⨯⨯+++=5=
所以5=
'→
C A ,故5='C A .
16.证明:(1) ABCD 为正方形 ∴DC BC ⊥
又 0
90PCD PCB ∠=∠=,C CD CB =⋂
∴ABCD PC 面⊥ ∴DC PC ⊥
又 C BC PC =⋂ ∴PCB DC 面⊥ ∴EB DC ⊥ (2) ABCD 为正方形 ∴BD AC ⊥ 又 ABCD PC 面⊥ ∴BD PC ⊥ 而C PC AC =⋂ ∴PCA BD 面⊥
又 PDB BD 面⊂ ∴AEC PDB 面面⊥
解:(3)建立如图所示坐标系,则)0,1,1(A ,)1,0,0(E ,)2,0,0(P ,)0,1,0(B , 所以)1,1,1(-=→
A E ,)2,1,0(-=→
B P ,3=→
A E ,5=→
B P ,3=⋅→
→B P A E
所以5
15
5
33,cos =
⨯>=
<→

B P A E . 17.证明:(1) ACEF ABCD 面面⊥ ,A
C ACEF ABC
D =⋂面面,AC AF ⊥
∴ABCD AF 面⊥ ∴AB AF ⊥
又AB DA ⊥ ,A DA AF =⋂ ∴ADF AB 面⊥
(2) 存在.取EF 的中点P ,连结CP ,FO ,则易证FO CP //,故DFB CP 面//. (3)法一:在平面AFD 中过A 作AS DF ⊥于S ,连结BS ,
,AB AF AB AD ⊥⊥, ,A AF AD = ∴AB ⊥平面ADF ,
∴AB ⊥DF ,又AB
AS A = DF ⊥平面ABS DF BS ∴⊥,
∴ASB ∠是二面角
A DF
B --的平面角. 分 在Rt ASB ∆中,,2,3
6
==
AB AS ∴,60,3tan ︒=∠==∠ASB AS AB ASB ∴二面角A DF B --的大小为60︒. 法二:
,AB AF AB AD ⊥⊥,,A AD AF = ∴AB ⊥平面ADF .
∴(AB =为平面DAF 的法向量. ∵NE DB ⋅=()1,22,22--
·)0,2,2(-=0, ∴NE ·
NF =()1,22,22--
·(022
=, 得NE DB ⊥,NE NF ⊥ ∴NE 为平面BDF 的法向量. ∴cos <AB ,NE >2
1
=
,∴AB 与NE 的夹角是60︒. 即所求二面角A DF B --的大小是60︒.。