1、高考资源网() 您身边的高考专家1.如图所示,平面PAD平面ABCD,ABCD为正方形,PAD是直角三角形,且PAAD2,E,F,G分别是线段PA,PD,CD的中点求证:PB平面EFG.证明:因为平面PAD平面ABCD,且ABCD为正方形,所以AB,AP,AD两两垂直以A为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系Axyz,则A(0,0,0),B(2,0,0),C(2,2,0),D(0,2,0),P(0,0,2),E(0, 0,1),F(0,1,1),G(1,2,0)法一:(0,1,0),(1,2,1),设平面EFG的法向量为n(x,y,z),则即令z1,则n(1,0,1)为平面EFG的一个法向量
2、,因为(2,0,2),所以n0,所以n,因为PB平面EFG,所以PB平面EFG.法二:(2,0,2),(0,1,0),(1,1,1)设st,即(2,0,2)s(0,1,0)t(1,1,1),所以解得st2.所以22,又因为与不共线,所以,与共面因为PB平面EFG,所以PB平面EFG.2.如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,ABC为等腰直角三角形,BAC90,且ABAA1,D,E,F分别为B1A,C1C,BC的中点求证:(1)DE平面ABC;(2)B1F平面AEF.证明:如图,建立空间直角坐标系Axyz,令ABAA14,则A(0,0,0),E(0,4,2),F(2,2,0),B(4,0,0),
3、B1(4,0,4)(1)取AB中点N,则N(2,0,0),C(0,4,0),D(2,0,2),所以(2,4,0),(2,4,0),所以,所以DENC.又NC平面ABC,DE平面ABC,故DE平面ABC.(2)因为(2,2,4),(2,2,2),(2,2,0),所以(2)22(2)(4)(2)0,所以,即B1FEF.因为(2)222(4)00,所以,即B1FAF,又AFFEF,所以B1F平面AEF.3(2016宁波高三模拟)在如图所示的几何体中,四边形ABCD为正方形,PA平面ABCD,PABE,ABPA4,BE2.(1)求PD与平面PCE所成角的正弦值;(2)在棱AB上是否存在一点F,使得平面
4、DEF平面PCE?如果存在,求的值;如果不存在,说明理由解:(1)如图,建立空间直角坐标系,则B(4,0,0),C(4,4,0),E(4,0,2),P(0,0,4),D(0,4,0),所以(4,4,4),(4,0,2),(0,4,4)设平面PCE的法向量为m(x,y,z),则令x1,则所以m(1,1,2)设PD与平面PCE所成的角为,则sin |cos m,|.所以PD与平面PCE所成角的正弦值是.(2)假设点F存在,连接EF,FD,ED,可设F(a,0,0),则(4a,0,2),(4,4,2)设平面DEF的法向量为n(x,y,z),则令x2,则所以n.因为平面DEF平面PCE,所以mn0,即
5、22a80,所以a4,点F.所以.4.如图,已知AB平面ACD,DE平面ACD,ACD为等边三角形,ADDE2AB,F为CD的中点(1)求证:AF平面BCE;(2)求证:平面BCE平面CDE.证明:(1)设ADDE2AB2a,建立如图所示的空间直角坐标系Axyz,则A(0,0,0),C(2a,0,0),B(0,0,a),D(a,a,0),E(a,a,2a)因为F为CD的中点,所以F.,(a,a,a),(2a,0,a)因为(),AF平面BCE,所以AF平面BCE.(2)因为,(a,a,0),(0,0,2a),所以0,0,所以,.又CDDED,所以平面CDE,即AF平面CDE.又AF平面BCE,所
6、以平面BCE平面CDE.1.如图所示,在四棱锥PABCD中,PC平面ABCD,PC2,在四边形ABCD中,BC90,AB4,CD1,点M在PB上,PB4PM,PB与平面ABCD成30角(1)求证:CM平面PAD;(2)求证:平面PAB平面PAD.证明:(1)以C为坐标原点,分别以CB所在直线为x轴,CD所在直线为y轴,CP所在直线为z轴建立如图所示的空间直角坐标系Cxyz,因为PC平面ABCD,所以PBC为PB与平面ABCD所成的角,所以PBC30.因为PC2,所以BC2,PB4.所以D(0,1,0),B(2,0,0),A(2,4, 0),P(0,0,2),M,所以(0,1,2),(2,3,0
7、),令n(x,y,z)为平面PAD的一个法向量,则即所以令y2,得n(,2,1)因为n2010,所以n,又CM平面PAD,所以CM平面PAD.(2)取AP的中点E,则E(,2,1),(,2,1)因为PBAB,所以BEPA,又因为(,2,1)(2,3,0)0,所以,所以BEDA,又PADAA,所以BE平面PAD,又因为BE平面PAB,所以平面PAB平面PAD.2如图,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ADCB.(1)试判断直线AB与平面DEF的位置关系,并说明理由;(2)在线段BC上是否存在一点P,使APDE?如果存在,求出的值;如果不存在,请说明理由解:(1)AB平面DEF,理由如下:在ABC中,由E、F分别是AC、BC的中点,得EFAB.又因为AB平面DEF,EF平面DEF,所以AB平面DEF.(2)以点D为坐标原点,直线DB、DC、DA分别为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系(如图所示),则A(0,0,2),B(2,0,0),C(0,2,0),E(0,1),故(0,1)假设存在点P(x,y,0)满足条件,则(x,y,2),y20,所以y.又(x2,y,0),(x,2y,0),所以(x2)(2y)xy,所以xy2.把y代入上式得x,所以,所以在线段BC上存在点P使APDE,此时.高考资源网版权所有,侵权必究!