1、1(2010年北京西城调研)下列命题中,正确命题的个数为()若n1,n2分别是平面,的法向量,则n1n2;若n1,n2分别是平面,的法向量,则n1n20;若n是平面的法向量,a与共面,则na0;若两个平面的法向量不垂直,则这两个平面一定不垂直A1 B2C3 D4解析:选C.中平面,可能平行,也可能重合,结合平面法向量的概念,易知正确,故选C.2已知平面内有一个点M(1,1,2),平面的一个法向量是n(6,3,6),则下列点P中在平面内的是()AP(2,3,3) BP(2,0,1)CP(4,4,0) DP(3,3,4)解析:选A.n(6,3,6)是平面的法向量,n,在选项A中,(1,4,1),n
2、0.3正四棱锥的侧棱长与底面边长都是1,则侧棱与底面所成的角为()A75B60C45 D30解析:选C.如图,四棱锥PABCD中,过P作PO平面ABCD于O,连结AO,则AO是AP在底面ABCD上的射影,PAO即为所求线面角,AO,PA1,cosPAO.PAO45,即所求线面角为45.4.如右图所示,正方体ABCDA1B1C1D1中,E、F分别是正方形ADD1A1和ABCD的中心,G是CC1的中点,设GF、C1E与AB所成的角分别为、,则等于()A120 B60C75 D90解析:选D.建立坐标系如图,B(2,0,0),A(2,2,0),G(0,0,1),F(1,1,0),C1(0,0,2),
3、E(1,2,1)则(0,2,0),(1,1,1),(1,2,1),cos,cos,cos,cos,sin,90,故选D.5若正三棱锥的侧面都是直角三角形,则侧面与底面所成二面角的余弦值是()A. B.C. D.解析:选B.以正三棱锥OABC的顶点O为原点,OA,OB,OC为x,y,z轴建系(图略),设侧棱长为1,则A(1,0,0),B(0,1,0),C(0,0,1),侧面OAB的法向量为(0,0,1),底面ABC的法向量为n(,),cos, n.6在正方体ABCDA1B1C1D1中,若E为A1C1中点,则直线CE垂直于()AAC BBDCA1D DA1A解析:选B.以A为原点,AB、AD、AA
4、1所在直线分别为x,y,z轴建系(图略),设正方体棱长为1,则A(0,0,0),C(1,1,0),B(1,0,0),D(0,1,0),A1(0,0,1),E(,1),(,1),(1,1,0),(1,1,0),(0,1,1),(0,0,1),显然00,即CEBD.7正四棱锥SABCD中,O为顶点在底面上的射影,P为侧棱SD的中点,且SOOD,则直线BC与平面PAC所成的角是_解析:如图,以O为原点建立空间直角坐标系Oxyz.设ODSOOAOBOCa,则A(a,0,0),B(0,a,0),C(a,0,0),P(0,),则(2a,0,0),(a,),(a,a,0),设平面PAC的法向量为n,可求得n
5、(0,1,1),则cos,n, n60,直线BC与平面PAC所成的角为906030.答案:308如图,正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为1,E、F分别是棱BC、DD1上的点,如果B1E平面ABF,则CE与DF的和的值等于_解析:以D1A1、D1C1、D1D所在直线分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系(图略),设CEx,DFy,则易知E(x,1,1),B1(1,1,0)(x1,0,1),又F(0,0,1y),B(1,1,1)(1,1,y),由于ABB1E,故若B1E平面ABF,只需(1,1,y)(x1,0,1)0xy1.答案:19.如图,在正三棱柱ABCA1B1C1中,AB1,AA12,则二
6、面角C1ABC的余弦值为_解析:如图建立空间直角坐标系,则A(0,0,0),(0,1,2),(,0)设n(x,y,z)为平面ABC1的法向量则取n(,2,1),取m(0,0,1),作为平面ABC的法向量则cosm,n.二面角C1ABC的余弦值为.答案:10如图,在正四棱柱ABCDA1B1C1D1中,AB2,AA14,E为BC的中点,F为CC1的中点(1)求EF与平面ABCD所成的角的余弦值;(2)求二面角FDEC的余弦值解:建立如图所示的空间直角坐标系Dxyz,则D(0,0,0),A(2,0,0),C(0,2,0),B(2,2,0),E(1,2,0),F(0,2,2)(1)(1,0,2)易得平
7、面ABCD的一个法向量为n(0,0,1),设与n的夹角为,则cos,EF与平面ABCD所成的角的余弦值为.(2)(1,0,2),(0,2,2)设平面DEF的一个法向量为m,则m0,m0,可得m(2,1,1),cosm,n,二面角FDEC的余弦值为.11正三棱柱ABCA1B1C1的所有棱长均为2,P是侧棱AA1上任意一点(1)求正三棱柱ABCA1B1C1的体积;(2)判断直线B1P与平面ACC1A1是否垂直,请证明你的结论;(3)当BC1B1P时,求二面角CB1PC1的余弦值解:(1)VABCA1B1C1SABCAA12222.(2)不垂直建立如图所示的空间直角坐标系Oxyz,设APa,则A,C
8、,B1,P的坐标分别为(0,1,0),(0,1,0),(,0,2),(0,1,a),(0,2,0),(,1,a2),20,B1P不垂直AC,直线B1P不可能与平面ACC1A1垂直(3)(,1,2),由BC1B1P,得0,即22(a2)0,a1.又BC1B1C,BC1平面CB1P,(,1,2)是平面CB1P的法向量设平面C1B1P的法向量为n(1,y,z),由,则n(1,2)设二面角CB1PC1的大小为,则cos,二面角CB1PC1的余弦值的大小为.12如图,四棱锥PABCD中,底面ABCD是矩形,PA底面ABCD,PAAB1,AD,点F是PB的中点,点E在边BC上移动(1)点E为BC的中点时,
9、试判断EF与平面PAC的位置关系,并说明理由;(2)求证:无论点E在BC边的何处,都有PEAF;(3)当BE为何值时,PA与平面PDE所成角的大小为45?解:(1)当点E为BC的中点时,EF与平面PAC平行在PBC中,E、F分别为BC、PB的中点,EFPC.又EF平面PAC,而PC平面PAC,EF平面PAC.(2)证明:建立如图所示空间直角坐标系,则P(0,0,1),B(0,1,0),F(0,),D(,0,0),设BEx(0x),则E(x,1,0),(x,1,1)(0,)0,PEAF.(3)设平面PDE的法向量为m(p,q,1),由,得m(,1,1)而(0,0,1),依题意PA与平面PDE所成角为45,所以sin45,得BEx或BEx(舍)故BE时,PA与平面PDE所成角为45.