2015年高考理数真题分类汇编:专题十 立体几何 含解析 - 图文(7)

2019-08-31 16:24

所以平面FGH与平面ACFD所成角(锐角)的大小为60 .

【考点定位】1、空间直线与平面的位置关系;2、二面角的求法;3、空间向量在解决立体几何问题中的应用.

【名师点睛】本题涉及到了立体几何中的线面平行与垂直的判定与性质,全面考查立几何中的证明与求解,意在考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力;利用空间向量解决立体几何问题是一种成熟的方法,要注意建立适当的空间直角坐标系以及运算的准确性.

26.【2015高考天津,理17】(本小题满分13分)如图,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,侧棱A1A?底面ABCD,AB?AC,AB=1,

AC=AA1=2,AD=CD=5,且点M和N分别为B1C和D1D的中点.

(I)求证:MN//平面ABCD;

(II)求二面角D1-AC-B1的正弦值;

(III)设E为棱A1B1上的点,若直线NE和平面ABCD所成角的正弦值为长

【答案】(I)见解析; (II)

1,求线段A1E的3310; (III) 107?2.

【解析】如图,以A为原点建立空间直角坐标系,依题意可得

A(0,0,0),B(0,1,0),C(2,0,0),D(1,?2,0),

D1C1NA1B1MDCAB

,又因为M,N分别为B1C和D1D的中点,得M?1,,1?,N(1,?2,1).

?1??2?D1C1NDCA1B1MAB

(I)证明:依题意,可得n?(0,0,1)为平面ABCD的一个法向量,MN??0,???5?,0?, 2?由此可得,MN?n?0,又因为直线MN?平面ABCD,所以MN//平面ABCD (II)AD1?(1,?2,2),AC?(2,0,0),设n1?(x,y,z)为平面ACD1的法向量,则

??x?2y?2z?0?n1?AD1?0,即,不妨设z?1,可得n1?(0,1,1), ???2x?0??n1?AC?0??n2?AB1?0设n2?(x,y,z)为平面ACB1的一个法向量,则?,又AB1?(0,1,2),得

??n2?AC?0?y?2z?0,不妨设z?1,可得n2?(0,?2,1) ??2x?0【考点定位】直线和平面平行和垂直的判定与性质,二面角、直线与平面所成的角,空间向量的应用.

【名师点睛】本题主要考查直线和平面平行和垂直的判定与性质,二面角、直线与平面所成的角,空间向量的应用.将立体几何向量化,体现向量工具的应用,即把几何的证明与计算问题转化为纯代数的计算问题,是向量的最大优势,把空间一些难以想象的问题转化成计算问题,有效的解决了一些学生空间想象能力较差的问题.

27.【2015高考重庆,理19】如题(19)图,三棱锥P?ABC中,PC?平面

ABC,PC?3,?ACB??2.D,E分别为线段AB,BC上的点,且

CD?DE?2,CE?2EB?2.

(1)证明:DE?平面PCD (2)求二面角A?PD?C的余弦值。

PCDA题(19)图EB

【答案】(1)证明见解析;(2)【解析】

3. 6试题分析:(1)要证线面垂直,就是要证线线垂直,题中由PC?平面ABC,可知PC?DE,再分析已知由DC?CE?2,CE?2得CD?DE,这样与DE垂直的两条直线都已找到,

从而可得线面垂直;(2)求二面角的大小,可心根据定义作出二面角的平面角,求出这个平面角的大小,本题中,由于?ACB??2,PC?平面ABC,因此CA,CB,CP两两垂直,可

以他们为x,y,z轴建立空间直角坐标系,写出图中各点的坐标,求出平面APD和平面CPD的法向量n1,n2,向量n1,n2的夹角与二面角相等或互补,由此可得结论. 试题解析:(1)证明:由PC?平面ABC,DE?平面ABC,故PC?DE由CE=2,CD=DE=2得?CDE为等腰直角三角形,故CD?DE 由PC

CD=C,DE垂直于平面PCD内两条相交直线,故DE?平面PCD

(2)解:由(1)知,?CDE为等腰直角三角形,?DCE=垂直CE于F,易知DF=FC=EF=1,又已知EB=1,

?4,,如(19)图,过点D作DF

故FB=2. 由?ACB=

?2,得DF//AC,

DFFB233==,故AC=DF=. ACBC322,CB ,CP的方程为x轴,y轴,z轴的正方向建立空间直角坐标以C为坐标原点,分别以CA

系,则C(0,0,0,),P(0,0,3),A(

3,0,0), 2E(0,2,0),D(1,1,0),ED=(1,-1,0),

1DP=(-1,-1,3)DA=(,-1,0)

2=(x1,y1,z1), 设平面PAD的法向量n1

从而法向量n1,n2的夹角的余弦值为cos?n1,n2??n1?n23=,

|n1|?|n2|6故所求二面角A-PD-C的余弦值为3. 6【考点定位】考查线面垂直,二面角.考查空间想象能力和推理能力.

【名师点晴】立体几何解答题的一般模式是首先证明线面位置关系(一般考虑使用综合几何方法进行证明),然后是与空间角有关的问题,综合几何方法和空间向量方法都可以,但使用综


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