(2007•無(wú)錫二模)如圖,已知四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD為直角梯形,AB∥CD,AB⊥AD,AB=AD=A1B=2CD,側(cè)面A1ADD1為正方形.
(1)求直線(xiàn)A1A與底面ABCD所成角的大。
(2)求二面角C-A1B-A正切值的大。
(3)在棱C1C上是否存在一點(diǎn)P,使得 D1P∥平面A1BC,若存在,試說(shuō)明點(diǎn)P的位置;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
分析:(1)做出輔助線(xiàn),根據(jù)面面垂直得到線(xiàn)線(xiàn)垂直,進(jìn)而得到線(xiàn)面垂直,得到∠A1AB為直線(xiàn)A1A與平面ABCD所成的角.求出結(jié)果
(2)做出輔助線(xiàn),過(guò)O作OH⊥A1B,垂足為H,連接CH.根據(jù)OC∥DA,DA⊥平面AA1B1B,得到CO⊥平面AA1B1B.得到∠CHO為二面角C-A1B-A的平面角,在三角形求出角的正切值
(3)結(jié)論是存在.當(dāng)點(diǎn)P為棱C1C中點(diǎn)時(shí),D1P∥平面A1BC.根據(jù)線(xiàn)面平行的判定定理整出結(jié)論.
解答:解:(1)取AB中點(diǎn)O,連接A1O.設(shè)AB=a.∵AD⊥AA1,AD⊥AB,AA1∩AB=A,
∴AD⊥平面AA1B1B,AD?而ABCD∴平面AA1B1B⊥平面ABCD.
∵AB=AA1=A1B=a,∴A1O⊥AB,∴A1O⊥平面ABCD.
∴∠A1AB為直線(xiàn)A1A與平面ABCD所成的角.
∵∠A1AB=60°,∴直線(xiàn)A1A與平面ABCD所成角的大小為60°
(2)過(guò)O作OH⊥A1B,垂足為H,連接CH.∵OC∥DA,DA⊥平面AA1B1B,
∴CO⊥平面AA1B1B.
∵OH⊥A1B,∴CH⊥A1B.∴∠CHO為二面角C-A1B-A的平面角.
在正△A1AB中,OH=OBsin∠A1BA=OBsin60°=
a
2
3
2
=
3
4
a,
在Rt△COH中,OC=a,tan∠CHO=
OC
OH
=
a
3
4
a
=
4
3
3

∴二面角C-A1B-A正切值的大小為
4
3
3

(3)存在.當(dāng)點(diǎn)P為棱C1C中點(diǎn)時(shí),D1P∥平面A1BC.
證明如下
延長(zhǎng)D1P與DC交于Q,連接BQ,∵點(diǎn)P為棱C1C中點(diǎn),
∴PC為△D1DQ的中位線(xiàn).∴QC=DC.
由條件,得四邊形ABQD為正方形.
∴BQ=AD=A1D1,且BQ∥AD∥A1D1
則四邊形A1BQD1是平行四邊形.
∴D1P∥A1B.∵D1P?平面A1BC.A1B?平面A1BC.
∴D1P∥平面A1BC.
點(diǎn)評(píng):本題主要考查了線(xiàn)面平行的判定,以及利用空間向量的方法求解二面角等有關(guān)知識(shí),同時(shí)考查了空間想象能力、轉(zhuǎn)化與劃歸的思想,屬于中檔題.
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3
y-2=0
被圓
x=1+2cosθ
y=-
3
+2sinθ
(θ∈R)
所截得的弦長(zhǎng)為
2
3
2
3

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(2007•無(wú)錫二模)若向量
a
,
b
滿(mǎn)足|
a
|=|
b
|=1,
a
b
(2
a
+3
b
)⊥(k
a
-4
b
)
,則實(shí)數(shù)k的值為( 。

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