1、1.如图,ABCD是正方形,O是正方形的中心,PO底面ABCD,E是PC的中点(1)求证:BD平面PAC;(2)若AB2,PB,求三棱锥BCDE的体积2.如图,在等腰梯形ABCD中,ABCD,ADDCCBCF,ABC60,四边形ACFE为平行四边形,FC平面ABCD,点M为线段EF的中点(1)求证:BC平面ACFE;(2)若AD2,求点A到平面MBC的距离3.(2019浙江省杭州第十四中学月考)如图,三棱锥PABC中,PA平面ABC, ABAC, PA1,ABAC,D为BC的中点,过点D作DQ平行于AP,且DQ1.连接QB, QC, QP.(1)证明:AQ平面PBC;(2)求直线BC与平面AB
2、Q所成角的余弦值4如图,三棱柱ABCA1B1C1中,侧面BB1C1C为菱形,B1C的中点为O,且AO平面BB1C1C.(1)证明:B1CAB;(2)若ACAB1,CBB160,BC1,试画出二面角ABCB1的平面角,并求它的余弦值答案精析1(1)证明连接AC(图略),PO平面ABCD,BD平面ABCD,POBD,又四边形ABCD为正方形,BDAC,又PO平面PAC,AC平面PAC,POACO,BD平面PAC.(2)解由题意知OB,又PB,PO2,SBCDBCCD222,点E到平面BCD的距离为hPO1,VBCDEVEBCDSBCDh21.2(1)证明设ADm,则DCCBADm,在梯形ABCD中
3、,ABCD,ABC60,AB2m,AC2AB2BC22ABBCcos 603m2,AB2AC2BC2,BCAC.FC平面ABCD,BC平面ABCD,FCBC,ACFCC,AC平面ACFE,FC平面ACFE,BC平面ACFE.(2)解由(1)知BCAC,SABCACBC222,四边形ACFE为平行四边形,FMAC,点M到平面ABC的距离为CFAD2,VMABCSABCCF22,BC平面ACFE,CM平面ACFE,BCCM,又MC,SMBCMCBC2,设点A到平面MBC的距离为d,则VAMBCVMABCSMBCdd,d.3(1)证明连接AD,PD(图略),由PA平面ABC得PAAD,因为PADQ且
4、PADQ,所以四边形ADQP为矩形,又ABAC,ABAC,所以AD1AP,所以四边形ADQP为正方形,AQPD,因为BCAD, BCDQ,ADDQD,AD,DQ平面ADQ,所以BC平面ADQ,所以BCAQ,又BCPDD,BC,PD平面PBC,所以AQ平面PBC.(2)解方法一建立如图所示的空间直角坐标系,则B,C,P,D,Q则(,0,0),设平面ABQ的法向量为n(a,b,c),于是可取n.设BC与平面ABQ所成的角为,则sin ,cos .方法二易知BQAQAB, 所以SABQ2,设点C到平面ABQ的距离为 h,因为VCABQVQABC,所以SABQhSABCQD,即h1,所以h,设BC与平
5、面ABQ所成的角为,则sin ,cos .4(1)证明连接BC1,因为侧面BB1C1C为菱形,所以B1CBC1,且B1C与BC1相交于O点因为AO平面BB1C1C,B1C平面BB1C1C,所以B1CAO.又BC1AOO,BC1,AO平面ABO,所以B1C平面ABO,因为AB平面ABO,所以B1CAB.(2)解作ODBC,垂足为D,连接AD,因为BCOA,BCOD,AOODO,所以BC平面AOD,又AD平面AOD,所以BCAD.所以ADO是二面角ABCB1的平面角因为CBB160,所以CBB1为等边三角形,又BC1,所以OCBC,所以ODOC.因为ACAB1,所以OAB1C.所以AD.在RtAOD中,cosADO.