Question

【題目】如圖所示，平面，點(diǎn)在以為直徑的上，，，點(diǎn)為線段的中點(diǎn)，點(diǎn)在弧上，且.

（1）求證：平面平面；

（2）求證：平面平面；

（3）設(shè)二面角的大小為，求的值.

【答案】(1)證明見(jiàn)解析；(2)證明見(jiàn)解析；(3).

【解析】試題分析：

（1）由△ABC中位線的性質(zhì)可得，則平面.由線面平行的判斷定理可得平面.結(jié)合面面平行的判斷定理可得平面.

（2）由圓的性質(zhì)可得，由線面垂直的性質(zhì)可得，據(jù)此可知平面.利用面面垂直的判斷定理可得平面平面.

（3）以為坐標(biāo)原點(diǎn)，所在的直線為軸，所在的直線為軸，建立空間直角坐標(biāo)系.結(jié)合空間幾何關(guān)系計(jì)算可得平面的法向量，平面的一個(gè)法向量，則.由圖可知為銳角，故.

試題解析：

（1）證明：因?yàn)辄c(diǎn)為線段的中點(diǎn)，點(diǎn)為線段的中點(diǎn)，

所以，因?yàn)?/span>平面，平面，所以平面.

因?yàn)?/span>，且平面，平面，所以平面.

因?yàn)?/span>平面，平面，，

所以平面平面.

（2）證明：因?yàn)辄c(diǎn)在以為直徑的上，所以，即.

因?yàn)?/span>平面，平面，所以.

因?yàn)?/span>平面，平面，，所以平面.

因?yàn)?/span>平面，所以平面平面.

（3）解：如圖，以為坐標(biāo)原點(diǎn)，所在的直線為軸，所在的直線為軸，建立空間直角坐標(biāo)系.

因?yàn)?/span>，，所以，.

延長(zhǎng)交于點(diǎn).因?yàn)?/span>，

所以，，.

所以，，，.

所以，.

設(shè)平面的法向量.

因?yàn)?/span>，所以，即.

令，則，.

所以.

同理可求平面的一個(gè)法向量.

所以.由圖可知為銳角，所以.

【題型】解答題
【結(jié)束】
21

【題目】已知圓，點(diǎn)，直線.

（1）求與圓相切，且與直線垂直的直線方程；

（2）在直線上（為坐標(biāo)原點(diǎn)），存在定點(diǎn)（不同于點(diǎn)），滿足：對(duì)于圓上任一點(diǎn)，都有為一常數(shù)，試求所有滿足條件的點(diǎn)的坐標(biāo).

Answer 1

【答案】(1)；(2)答案見(jiàn)解析.

【解析】試題分析：

（1）設(shè)所求直線方程為，利用圓心到直線的距離等于半徑可得關(guān)于b的方程，解方程可得，則所求直線方程為

（2）方法1：假設(shè)存在這樣的點(diǎn)，由題意可得，則，然后證明為常數(shù)為即可.

方法2：假設(shè)存在這樣的點(diǎn)，使得為常數(shù)，則，據(jù)此得到關(guān)于的方程組，求解方程組可得存在點(diǎn)對(duì)于圓上任一點(diǎn)，都有為常數(shù).

試題解析：

（1）設(shè)所求直線方程為，即，

∵直線與圓相切，∴，得，

∴所求直線方程為

（2）方法1：假設(shè)存在這樣的點(diǎn)，

當(dāng)為圓與軸左交點(diǎn)時(shí)，；

當(dāng)為圓與軸右交點(diǎn)時(shí)，，

依題意，，解得，（舍去），或.

下面證明點(diǎn)對(duì)于圓上任一點(diǎn)，都有為一常數(shù).

設(shè)，則，

∴ ，

從而為常數(shù).

方法2：假設(shè)存在這樣的點(diǎn)，使得為常數(shù)，則，

∴，將代入得，

，即

對(duì)恒成立，

∴，解得或（舍去），

所以存在點(diǎn)對(duì)于圓上任一點(diǎn)，都有為常數(shù).