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1、第55課 立體幾何中的探究性問題
1.(2019佛山二模)如圖所示四棱錐中,底面,四邊形中,,,,.
(1)求四棱錐的體積;
(2)求證:平面;
(3)在棱上是否存在點(異于點),使得∥平面,若存在,求的值,若不存在,說明理由.
【解析】(1)顯然四邊形為直角梯形,
∵底面,
(2) ∵底面,底面,∴.
∵在直角梯形中,
又∵, ∴平面.
(3)不存在,下面用反證法證明:
假設(shè)存在點(異于點),使得∥平面,
∵,平面,
∴平面,.
∴平面∥平面,
而平面與平面相交,得出矛盾.
2.(2019昌平二模)在正四棱柱中,為中點, 為中點.
(1)求證:
2、平面;
(2)在上是否存在一點,使平面?若存在,請確定點的位置,并證明你的結(jié)論;若不存在,請說明理由.
證明:(1)在正四棱柱中,
取中點,連結(jié),如圖:
∴且.
∴四邊形是平行四邊形.
∴四邊形是平行四邊形,∴.
∵為中點,∴.
∴四邊形是平行四邊形.
(2)當(dāng)點為的中點時,平面,
在正方形中,
∴,.∴平面.
∴在上存在中點,使得平面.
3.(2019朝陽二模)如圖,四邊形為正方形,平面,,.(1)求證:;
(2)若點在線段上,且滿足, 求證:平面;
(3)試判斷直線與平面是否垂直?若垂直,請給出證明;若不垂直
3、,請說明理由.
證明:(1)∵,
∴與確定平面,
∵平面,平面,
∴平面.
又平面,∴.
(2)過作,垂足為,
連結(jié),則.
又,∴.
又且,
∴,且,
∴四邊形為平行四邊形.
又平面,平面,
∴平面.
(3)直線平面.
證明如下:
由(1)可知,.
在四邊形中,,,,
∴,則.
設(shè),
∵,故,
則,即.
又∵,∴平面.
4.(2019茂名二模)如圖所示,圓柱的高為,點、、、分別是圓柱下底面圓周上的點,為矩形,是圓柱的母線,,,、、分別是線段、、的中點.
(1)求證:平面平面;
(2)求證://平面;
(3)在線段上是否存在一點,使得到平
4、面的距離為?若存在,求出;若不存在,請說明理由.
證明(1)∵是圓柱的母線,
∴圓柱的底面.
∵圓柱的底面,,
又∵為矩形,∴,
而,∴平面.
又平面,∴平面平面.
(2)取中點,連接,
∵、、分別是線段、、的中點,
∴、、、四點共面.
又為中點,∴.
又平面,平面,
∴//平面.
(3)假設(shè)在上存在一點,使得到平面的距離為,
則以為底,為頂點的三棱錐的高為,
連接,則,
由(2)知,
∴. ……11分
∴. ……12分
∵,∴,解得:.
∴線段上存在一點,當(dāng)時,
使得到平面的距離為.
內(nèi)容總結(jié)
(1)第55課 立體幾何中的探究性問題
1.(2019佛山二模)如圖所示四棱錐中,底面,四邊形中,,,,.
(1)求四棱錐的體積
(2)若存在,請確定點的位置,并證明你的結(jié)論
(3)12分
∵,∴,解得:.
∴線段上存在一點,當(dāng)時,
使得到平面的距離為.