1.直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=90°,EFG分别是AA1,AC,BB1的中点,且CG⊥C1G,(1)CG

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  • 1.直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=90°,EFG分别是AA1,AC,BB1的中点,且CG⊥C1G,(1)CG‖平面BEF,(2)CG⊥平面A1C1G

    2.在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,O为BD1的中点,M为BC的中点,N为AB的中点,P为BB1的中点,(1)BD1垂直B1C(2)BD1垂直平面MNP(3)异面直线B1O与C1M所成角的余弦值.

    3.四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PD垂直底面,PD=AD=a(1)二面角A=PB-D的大小(2)在线段PB上是否存在一点E,是的PC⊥ADE,存在确定位置,不存在说明理由.

    1、(1)连结A1C、A1G,

    ∵EF是△AA1C的中位线,

    ∴EF//A1C,

    ∵A1E=AA1/2,BG=BB1/2,AA1=BB1,AA1//BB1,

    ∴A1E=BG,A1E//BG,

    ∴四边形BGA1E是平行四边形,

    ∴A1G//BE,

    ∵A1C∩AG=A1,BE∩EF=E,

    ∴平面BEF//平面GA1C,

    ∵CG∈平面A1CG,

    ∴CG//平面BEF.

    (2)∵A1C1⊥B1C1(已知),

    ∵CC1⊥A1C1,A1C1∩B1C1=C1,

    ∴A1C1⊥平面BB1C1C,

    ∵CG∈平面BB1C1C,

    ∴A1C1⊥CG,

    ∵A1C1∩C1G=C1,

    ∴CG⊥平面A1C1G.

    2、(1)连结BC1,

    ∵D1C1⊥平面BCC1B1,

    ∴BC1是斜线BD1在平面BCC1B1上的射影,

    ∵BC1和B1C都是正方形BCC1B1的对角线,

    ∴BC1⊥B1C,

    根据三垂线定理,

    ∴B1C⊥BD1.

    (2)、与(1)同理,BD1⊥AC,BD1⊥B1C,

    B1C∩AC=C,

    ∴BD1⊥平面AB1C,

    而∵PM是△BCB1的中位线,

    ∴PM//B1C,

    同理PN//AB1,

    ∵PN∩PM=P,

    AB1∩B1C=B1,

    ∴平面MNP//平面CAB1,

    ∵BD1⊥平面AB1C,

    ∴BD1⊥平面MNP.

    (3)、延长CB至F,使BF=1,B1F=C1M=√5,

    DB1=2√2,

    DF=√(2^2+3^2)=√13,

    在三角形DB1F中,

    B1F^2+DB1^2=13,

    DF^2=13,

    三角形DFB1是直角三角形,

    〈OB1F=90度,

    B1F//C1M,

    ∴异面直线B1O与C1M所成角为90度,

    余弦值为0.

    3、(1)设AC和BD相交于O,

    PD⊥平面ABCD,PD∈平面PBD,

    平面PBD⊥平面ABCD,

    AD⊥BD,

    AD⊥平面PBD,

    三角形POB是三角形PAB在平面PDB上的投影,

    PD=AD,〈PDA=90度,PA=√2a,

    三角形PAB是直角三角形,

    S△PAB=PA*AB/2=√2a^2/2,

    S△PDB=√2a*a/2=√2a^2/2,

    S△POB= S△PDB/2=√2a^2/4,

    设二面角A-PB-D平面角为α,

    S△PAB*cosα= S△POB,

    cosα=1/2,

    α=60度.

    (2)取PC中点M,连结DM,并在平面PBC上作ME//BC,交PB于E,

    ∵PD=DC,

    ∴△PDC是等腰RT△,

    ∴DM⊥PC,

    根据三垂线定理,

    ∵BC⊥DC,

    ∴BC⊥PC,

    ME是三角形PBC中位线,

    ∴ME//BC,

    ∴ME⊥PC,

    ∵DM∩ME=M,

    ∴PC⊥平面DME

    又∵AD//BC,

    ∴ME//AD,

    ∴A、D、M、E四点在同一平面内,

    ∴E是PB的中点,

    ∴存在一点E,在PB的中点,使得PC垂直平面ADE.