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2020数学高二寒假自主学习作业本

时间:2020-09-12 22:01:56
二、填空题(每小题4分,共12分)

  7.(2014无锡高二检测)已知直线m 平面α,直线n 平面α,m∩n=M,直线a⊥m,a⊥n,直线b⊥m,b⊥n,则直线a,b的位置关系是________.

  【解析】因为直线a⊥m,a⊥n,直线m 平面α,直线n 平面α,m∩n=M,所以a⊥α.同理可证直线b⊥α,所以a∥b.

  答案:a∥b

  8.若三个平面两两垂直,它们交于一点A,空间一点C1到三个平面的距离分别为5,6,7,则AC1的长为________.

  【解析】如图构造长方体,可知长方体的长、宽、高分别为7,6,5,AC1为体对角线,所以AC1= = .

  答案:

  9.AB是☉O的直径,点C是☉O上的动点(点C不与A,B重合),过动点C的直线VC垂直于☉O所在的平面,D,E分别是VA,VC的中点,则下列结论中正确的是________(填写正确结论的序号).

  (1)直线DE∥平面ABC.

  (2)直线DE⊥平面VBC.

  (3)DE⊥VB.

  (4)DE⊥AB.

  【解析】因为AB是☉O的直径,点C是☉O上的动点(点C不与A,B重合),

  所以AC⊥BC,

  因为VC垂直于☉O所在的平面,

  所以AC⊥VC,又BC∩VC=C,

  所以AC⊥平面VBC.

  因为D,E分别是VA,VC的中点,

  所以DE∥AC,又DE平面ABC,AC 平面ABC,

  所以DE∥平面ABC,

  DE⊥平面VBC,DE⊥VB,

  DE与AB所成的角为∠BAC是锐角,故DE⊥AB不成立.

  由以上分析可知(1)(2)(3)正确.

  答案:(1)(2)(3)

  三、解答题(每小题10分,共20分)

  10.(2014开封高一检测)如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,CA=CB,AB=AA1,∠BAA1=60°.

  (1)求证:AB⊥A1C.

  (2)若AB=CB=2,A1C= ,求三棱柱ABC-A1B1C1的体积.

  【解析】(1)如图,

  取AB的中点O,连接OC,OA1,A1B.

  因为CA=CB,所以OC⊥AB.

  由于AB=AA1,∠BAA1=60°,故△AA1B为等边三角形,

  所以OA1⊥AB.

  因为OC∩OA1=O,所以AB⊥平面OA1C.

  又A1C 平面OA1C,故AB⊥A1C.

  (2)由题设知△ABC与△AA1B都是边长为2的等边三角形,

  所以OC=OA1= .

  又A1C= ,则A1C2=OC2+O ,故OA1⊥OC.

  因为OC∩AB=O,所以OA1⊥平面ABC,所以OA1为三棱柱ABC-A1B1C1的高.

  又△ABC的面积S△ABC= ,故三棱柱ABC-A1B1C1的体积V=S△ABC×OA1= × =3.

  11.如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC=1,∠ACB=90°,AA1= ,D是A1B1的中点.

  (1)求证:C1D⊥平面A1B.

  (2)当点F在BB1上什么位置时,会使得AB1⊥平面C1DF?并证明你的结论.

  【解析】(1)因为ABC-A1B1C1是直三棱柱,

  所以A1C1=B1C1=1,且∠A1C1B1=90°.

  又D是A1B1的中点,

  所以C1D⊥A1B1.

  因为AA1⊥平面A1B1C1,C1D 平面A1B1C1,

  所以AA1⊥C1D,又AA1∩A1B1=A1,

  所以C1D⊥平面A1B.

  (2)作DE⊥AB1交AB1于E,延长DE交BB1于F,连接C1F,则AB1⊥平面C1DF,点F即为所求.

  证明:因为C1D⊥平面AA1B1B,AB1 平面AA1B1B,

  所以C1D⊥AB1.

  又AB1⊥DF,DF∩C1D=D,

  所以AB1⊥平面C1DF.

  【变式训练】如图所示,ABCD为正方形,SA⊥平面ABCD,过A且垂直于SC的平面分别交SB,SC,SD于点E,F,G.求证:AE⊥SB.

  【证明】因为SA⊥平面ABCD,BC 平面ABCD,所以SA⊥BC,又因为BC⊥AB,

  SA∩AB=A,

  所以BC⊥平面SAB,

  又AE 平面SAB,所以BC⊥AE.

  因为SC⊥平面AEFG,所以SC⊥AE.

  又BC∩SC=C,所以AE⊥平面SBC,

  所以AE⊥SB.

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