第八章 立体几何 第三节 空间向量在立体几何中的应用1 - 图文(2)

2019-09-01 14:47

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的最小正周期为 ;y?f(x)在其两个相邻零点间的图像与x轴所围区域的面积为 【答案】4 ??1

说明:“正方形PABC沿?轴滚动”包括沿?轴正方向和沿?轴负方向滚动。沿?轴正方向滚动指的是先以顶点A为中心顺时针旋转,当顶点B落在?轴上时,再以顶点B为中心顺时针旋转,如此继续。类似地,正方形PABC可以沿?轴负方向滚动。

4.(2010四川文)(15)如图,二面角??l??的大小是60°,线段AB??.B?l,

AB与l所成的角为30°.则AB与平面?所成的角的正弦值是 .

??B?A?【答案】

34

【解析】过点A作平面β的垂线,垂足为C,在β内过C作l的垂线.垂足为D 连结AD,有三垂线定理可知AD⊥l,故∠ADC为二面角??l??的平面角,为60° 又由已知,∠ABD=30°连结CB,则∠ABC为AB与平面?所成的角 设AD=2,则AC=3,CD=1

??B?AC D ?AB=

ADsin300=4

ACAB34∴sin∠ABC=

?

5.(2010湖北文数)14.圆柱形容器内盛有高度为3cm的水,若放入三个相同的珠(球的半么与圆柱的底面半径相同)后,水恰好淹没最上面的球(如图所示),则球的半径是____cm. 【答案】4

【解析】设球半径为r,则由3V球?V水?V柱可得3??r3??r2?8??r2?6r,

34解得r=4.

6.(2010湖南理数)13.图3中的三个直角三角形是一个体积为20cm的几何体的三视图,则h? cm.

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7.(2010湖北理数)13.圆柱形容器内部盛有高度为8cm的水,若放入三个相同的球(球的半径与圆柱的底面半径相同)后,水恰好淹没最上面的球(如图所示),则球的半径是 cm。 【答案】4

【解析】设球半径为

3?V?r,则由3V球?水柱V可得

43322?r??r?8??r?6r,解得r=4.

8.(2010福建理数)

12.若一个底面是正三角形的三棱柱的正视图如图所示,则其表面积等于 .

【答案】6+23

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【解析】由正视图知:三棱柱是以底面边长为2,高为1的正三棱柱,所以底面积为

34?4?23,侧面积为3?2?1?6,所以其表面积为6+23。

2?【命题意图】本题考查立体几何中的三视图,考查同学们识图的能力、空间想象能力等基本能力。 三、解答题

1.(2010辽宁文)(19)(本小题满分12分)

如图,棱柱ABC?A1B1C1的侧面BCC1B1是菱形,

B1C?A1B

(Ⅰ)证明:平面AB1C?平面A1BC1;

(Ⅱ)设D是A1C1上的点,且A1B//平面B1CD,求

A1D:DC1的值.

解:(Ⅰ)因为侧面BCC1B1是菱形,所以B1C?BC1

又已知B1C?A1B,且A1B?BC1?B 所又B1C?平面A1BC1,又B1C?平面AB1C , 所以平面AB1C?平面A1BC1 .

(Ⅱ)设BC1交B1C于点E,连结DE,

2.(2010辽宁理)(19)(本小题满分12分)

已知三棱锥P-ABC中,PA⊥ABC,AB⊥AC,PA=AC=?AB,N为AB上一点,AB=4AN,M,S分别为PB,BC的中点.

(Ⅰ)证明:CM⊥SN;

则DE是平面A1BC1与平面B1CD的交线, 因为A1B//平面B1CD,所以A1B//DE. 又E是BC1的中点,所以D为A1C1的中点. 即A1D:DC1=1.

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(Ⅱ)求SN与平面CMN所成角的大小. 证明:

设PA=1,以A为原点,射线AB,AC,AP分别为x,y,z轴正向建立空间直角坐标系如图。

则P(0,0,1),C(0,1,0),B(2,0,0),M(1,0,4分

??????1???11(Ⅰ)CM?(1,?1,),SN?(?,?,0),

222?????????11因为CM?SN????0?0,

2212),N(

12,0,0),S(1,

12,0).??

所以CM⊥SN ??6分

????1(Ⅱ)NC?(?,1,0),

2设a=(x,y,z)为平面CMN的一个法向量,

1?x?y?z?0,??2则?令x?2,得a=(2,1,-2). ??9分

1??x?y?0.??212?2

222????因为cosa,SN?1??3?所以SN与片面CMN所成角为

45°。 ??12分

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3.(2010全国卷2文)(19)(本小题满分12分)

如图,直三棱柱ABC-A1B1C1 中,AC=BC, AA1=AB,D为BB1的中点,E为AB1上的

一点,AE=3 EB1

(Ⅰ)证明:DE为异面直线AB1与CD的公垂线;

(Ⅱ)设异面直线AB1与CD的夹角为45°,求二面角A1-AC1-B1的大小

【解析】本题考查了立体几何中直线与平面、平面与平面及异面直线所成角与二面角的基础知识。

(1)要证明DE为AB1与CD的公垂线,即证明DE与它们都垂直,由AE=3EB1,有DE与BA1平行,由A1ABB1为正方形,可证得,证明CD与DE垂直,取AB中点F。连结DF、FC,证明DE与平面CFD垂直即可证明DE与CD垂直。

(2)由条件将异面直线AB1,CD所成角找出即为?FDC,设出AB连长,求出所有能求出的边长,再作出二面角的平面角,根据所求的边长可通过解三角形求得。

4.(2010江西理)20. (本小题满分12分)

如图△BCD与△MCD都是边长为2的正三角形,平面MCD?平面BCD,AB?平面BCD,AB?23。 (1) 求点A到平面MBC的距离;

(2) 求平面ACM与平面BCD所成二面角的正弦值。

【解析】本题以图形拼折为载体主要考查了考查立体图形

的空间感、点到直线的距离、二面角、空间向量、二面角平面角的判断有关知识,同时也考查了空间想象能力和推理能力

解法一:(1)取CD中点O,连OB,OM,则OB⊥CD,

OM⊥CD.又平面MCD?平面BCD,则MO⊥平面BCD,所以MO∥AB,A、B、O、M共面.延长AM、BO相交于E,则∠AEB就是AM与平面BCD所成的角.OB=MO=3,MO∥AB,MO//面ABC,M、O到

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