活动,某商场打算将进行促销活动的礼品盒重新设计.方案如下:将一块边长为10的正方形纸片ABCD剪去四个全等的等腰三角形(△SEE′,△SFF′,△SGG′,△SHH′),再将剩下的阴影部分折成一个四棱锥形状的包装盒S-EFGH,其中A,B,C,D重合于点O,E与E′重合,F与F′重合,G与G′重合,H与H′重合(如图所示).
(1)求证:平面SEG⊥平面SFH;
5
(2)已知AE=,过O作OM⊥SH于点M,求cos∠EMO的值.
2解 (1)证明:因为折叠后A,B,C,D重合于一点O,
所以拼接成底面EFGH的四个直角三角形必为全等的等腰直角三角形, 所以底面EFGH是正方形,故EG⊥FH. 因为在原平面图形中,△SEE′≌△SGG′, 所以SE=SG,所以EG⊥SO.
又FH∩SO=O,FH?平面SFH,SO?平面SFH, 故EG⊥平面SFH. 又因为EG?平面SEG, 所以平面SEG⊥平面SFH.
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(2)依题意,当AE=时,即OE=.
22555
Rt△SHO中,OH=,SH=,
22故SO=5,所以OM=
SO·OH=5. SH由(1)知EG⊥平面SFH,且OM?平面SFH, 故EG⊥OM,从而EO⊥OM,
3522
故Rt△EMO中,EM=EO+OM=,
2
OM2
所以cos∠EMO==.
EM3
18.(2018·全国卷Ⅲ)(本小题满分12分)如图,矩形ABCD 所在平面与半圆弧CD所在平面垂直,M是CD上异于C,D的点.
(1)证明:平面AMD⊥平面BMC;
(2)在线段AM上是否存在点P,使得MC∥平面PBD?说明理由. 解 (1)证明:由题设知,平面CMD⊥平面ABCD,交线为CD. 因为BC⊥CD,BC?平面ABCD, 所以BC⊥平面CMD,故BC⊥DM.
因为M为CD上异于C,D的点,且DC为直径,所以DM⊥CM. 又BC∩CM=C,所以DM⊥平面BMC. 而DM?平面AMD,故平面AMD⊥平面BMC. (2)当P为AM的中点时,MC∥平面PBD.
证明如下:连接AC交BD于O.因为四边形ABCD为矩形,所以O为AC的中点. 连接OP,因为P为AM的中点,所以MC∥OP. 又MC?平面PBD,OP?平面PBD, 所以MC∥平面PBD.
19.(2018·南昌二模)(本小题满分12分)如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是直角梯形,AB∥CD,AB⊥AD,AB=2CD=2AD=4,侧面PAB是等腰直角三角形,PA=PB,平面PAB⊥平面ABCD,点E,F分别是棱AB,PB上的点,平面CEF∥平面PAD.
(1)确定点E,F的位置,并说明理由; (2)求三棱锥F-DCE的体积. 解 (1)因为平面CEF∥平面PAD. 平面CEF∩平面ABCD=CE,
平面PAD∩平面ABCD=AD,所以CE∥AD,
1
又AB∥DC,所以四边形AECD是平行四边形,所以DC=AE=AB,
2即点E是AB的中点. 因为平面CEF∥平面PAD, 平面CEF∩平面PAB=EF, 平面PAD∩平面PAB=PA.
所以EF∥PA,又因为点E是AB的中点, 所以点F是PB的中点,
综上,E,F分别是AB,PB的中点. (2)因为PA=PB,AE=EB,所以PE⊥AB, 又平面PAB⊥平面ABCD, 平面PAB∩平面ABCD=AB, 所以PE⊥平面ABCD.
又F为PB的中点,AB∥CD,AB⊥AD,
11112
所以V三棱锥F-DCE=V三棱锥P-DCE=S△DEC·PE=××2×2×2=.
26623
20.(2018·石家庄一模)(本小题满分12分)四棱锥S-ABCD的底面ABCD为直角梯形,
AB∥CD,AB⊥BC,AB=2BC=2CD=2,△SAD为正三角形.
→→
(1)点M为棱AB上一点,若BC∥平面SDM,AM=λAB,求实数λ的值; (2)若BC⊥SD,求点B到平面SAD的距离.