高中数学人教A版 (2019)必修 第二册第八章 立体几何初步8.6 空间直线、平面的垂直课时训练
展开考法一 线面角
【例1】(2023·湖南岳阳)如图,在正方体中,直线与平面所成的角为( )
A.B.C.D.
【一隅三反】
1.(2024·陕西)在正三棱柱中,,是的中点,则直线与平面所成角的正弦值为( )
A.B.C.D.
2.(2024北京 )如图,在正三棱柱中,,则与平面所成角的余弦值为( )
A.B.C.D.
3.(2024云南昆明)如图所示,在长方体中,,,是棱的中点.
(1)求异面直线和所成的角的正切值;
(2)求与平面所成的角大小.
考法二 二面角
【例2-1】(2024上海)在正方体中,截面与底面所成锐二面角的正切值为( )
A.B.C.D.
【例2-2】(2024广东广州)如图1,在矩形ABCD中,,.将△BCD沿BD翻折至,且,如图2.
(1)求证:平面平面;
(2)求平面与平面ABD夹角的余弦值.
【一隅三反】
1.(2024安徽合肥)如图,三棱锥中,且为正三角形,分别是的中点,若截面侧面,则此棱锥侧面与底面夹角的余弦值为 .
2.(2024天津和平)如图,正方体,棱长为是的中点,则二面角的正弦值为( )
A.B.C.D.
3.(2023·四川)如图所示,是正三角形,平面,,,,且F为的中点.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面所成二面角的正弦值.
考法三 点线距
【例3】(2024湖北)已知垂直于所在的平面,,则点到的距离为 .
【一隅三反】
1.(2023重庆·期中)如图在棱长为2的正方体,中E为BC的中点,点P在线段上,点P到直线的距离的最小值为( )
A.B.C.D.
2.(2023上海·期末)为直角梯形,,,,平面,,
(1)求证:;
(2)求点到直线的距离.
考法四 线线距
【例4】(2024江苏)如图,在正方体中,棱长为1,写出下列异面直线的公垂线并求异面直线的距离.
(1)和;
(2)和;
(3)和.
【一隅三反】
1.(2024上海普陀)在四面体中,若,则异面直线与的距离为 .
2.(2024河北)如图,已知四棱锥中,为矩形,平面,,异面直线与之间的距离为 .
3.(2024江苏)在棱长为1的正方体中,直线AC与直线的距离是 .
考法五 点面距
【例5】(2023新疆喀什·期末)如图,在四棱锥中,平面,,.
(1)求证:平面;
(2)若,求点C到平面的距离.
【一隅三反】
1.(2023北京)如图,正方形的边长为分别是的中点,将沿折起,使得为正三角形.
(1)求证:平面;
(2)求点到平面的距离.
2.(2024湖南)如图,在四棱锥中,平面,,,,为线段的中点,PB与底面ABCD所成角正切值为.
(1)求证:;
(2)求点D到面的距离.
3(2024四川雅安)如图,在四棱柱中,底面和侧面均是边长为2的正方形.
(1)证明:.
(2)若,求点到平面的距离.
考法六 面面距
【例6】(2023·河南)如图所示,正六棱柱的底面边长为1,高为.
(1)证明:平面平面;
(2)求平面与平面间的距离.
【一隅三反】
1.(2023福建)在长方体中,有一过且与平面平行的平面,棱,,则平面与平面的距离是 .
2.(2024北京)直四棱柱中,底面为正方形,边长为,侧棱,分别为的中点,分别是的中点.
(1)求证:平面平面;
(2)求平面与平面的距离.
3(2024江西)如图,在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是AA1与CC1的中点.
(1)证明:平面EB1D1平面FBD;
(2)求平面EB1D1与平面FBD之间的距离.
单选题
1.(2024山东)已知正四棱台的上、下底面边长分别为2和4,若侧棱与底面ABCD所成的角为,则该正四棱台的体积为( )
A.B.C.D.
2.(2023山东)在底面为正方形,侧棱垂直于底面的四棱柱中,,异面直线与所成角的余弦值为,则直线与直线的距离为( )
A.2B.1C.D.
3.(2024湖北)在直三棱柱中,所有棱长均为1,则点到平面的距离为( )
A.B.C.D.
4.(2024河北 )已知正方体的棱长为为线段上的动点,则点到平面距离的最小值为( )
A.1B.C.D.2
5.(2024湖北宜昌 )在棱长为的正方体中,,分别为棱,的中点, 则点到平面的距离为( )
A.B.
C.D.
6.(2024广东汕头 )如图,在三棱锥中,平面,则下列选项中,不正确的是( )
A.平面平面
B.二面角的余弦值为
C.与平面所成角为
D.三棱锥外接球的表面积为
7.(2023·全国·模拟预测)在长方体中,已知与所成的角为,与平面所成的角为,则下列结论错误的是( )
A.B.与平面所成的角为
C.平面D.与平面所成的角为
8.(2024陕西咸阳)如图,边长为2的两个等边三角形,若点到平面的距离为,则二面角的大小为( )
A.B.C.D.
多选题
9.(2024山东)在正方体中,下列结论正确的是( ).
A.B.平面
C.直线与所成的角为D.二面角的大小为
10.(2024黑龙江)如图,正方体的棱长为1,则下列四个命题正确的是( )
A.两条异面直线和所成的角为
B.直线与平面垂直
C.点到面的距离为
D.三棱柱外接球表面积为
11.(2023福建漳州 )如图,三棱锥中,,平面,则下列结论正确的是( )
A.直线与平面所成的角为
B.二面角的正切值为
C.点到平面的距离为
D.
12.(2024山东 )在如图所示的三棱锥中,,面,,下列结论正确的为( )
A.直线与平面所成的角为
B.二面角的正切值为
C.到面的距离为
D.异面直线
填空题
13.(2024上海)已知正方体的棱长为1,则异面直线与之间的距离是 .
14.(2023上海·期末)如图所示,正四面体的棱长为1,则点到平面的距离为 .
15.(2024河北)在正方体中,与平面所成角的大小为 .
16.(2023北京)在正三棱柱中,,则直线到平面的距离为
解答题
17.(2024·四川)如图,在四棱锥中,,,平面平面.
(1)证明:平面;
(2)已知,且,求点D到平面的距离.
18(2024陕西)如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,是与的交点,,平面是的中点.
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面所成角的正切值.
19.(2023甘肃)如图,在三棱台中,平面,,,.
(1)求证:平面平面;
(2)求与平面所成角正弦值.
20.(2024江苏苏州·阶段练习)在三棱台中,,,且平面平面.
(1)求证:平面平面;
(2)求二面角的正弦值.
21(2024河北)在平行六面体中,已知,.
(1)证明:平面;
(2)当三棱锥体积最大时,求二面角的余弦值.
22.(2024湖南)如图,平行六面体的底面是菱形,且.试用尽可能多的方法解决以下两问:
(1)若,记面为,面为,求二面角的平面角的余弦值;
(2)当的值为多少时,能使平面?
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