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平面ABC的距离相等,作OH?BC于H,连MH,则MH?BC,求得: OH=OCsin600=32,MH=152,利用体积相等得:VA?MBC?VM?ABC?d?2155。
(2)CE是平面ACM与平面BCD的交线. 由(1)知,O是BE的中点,则BCED是菱形.
作BF⊥EC于F,连AF,则AF⊥EC,∠AFB就是二面角A-EC-B的平面角,设为?. 因为∠BCE=120°,所以∠BCF=60°.
BF?BC?sin60?ABBF?3,
tan???2,sin??255
所以,所求二面角的正弦值是
255.
【点评】传统方法在处理时要注意到辅助线的处理,一般采用射影、垂线、平行线等特殊位置的元素解决
解法二: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.
以O为原点,直线OC、BO、OM为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系如图.
AzOB=OM=3,则各点坐标分别为O(0,0,0),C(1,0,0),MM(0,0,3),B(0,-3,0),A(0,-3,23),
?????(1)设n?(x,y,z)是平面MBC的法向量,则BC=(1,3,0), ?????BM?(0,3y?BOxyD?????3,3),由n?BC得x???????3y?0;由n?BM得
?????3z?0;取n?(3,?1,1),BA?(0,0,23),则距离
C?????BA?n215 d???5n?????(2)CM?(?1,0,????3),CA?(?1,?3,23).
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z????????????n1?CM??x?3z?0设平面ACM的法向量为n1?(x,y,z),由??????得.解得??????x?3y?23z?0?n1?CA???x?3z,y?z,取n1?(3,1,.1则1又)平面BCD的法向量为n?(0,0,,??????n?n1 cos?n1n,????1??5n1?n设所求二面角为?,则sin??1?(15)?2255.
【点评】向量方法作为沟通代数和几何的工具在考察中越来越常见,此类方法的要点在于建立恰当的坐标系,便于计算,位置关系明确,以计算代替分析,起到简化的作用,但计算必须慎之又慎
5.(2010重庆文)(20)(本小题满分12分,(Ⅰ)小问5分,(Ⅱ)小问7分. ) 如题(20)图,四棱锥P?ABCD中,底面ABCD为矩形,PA?底面ABCD,PA?AB?2,点E是棱PB的中点.
(Ⅰ)证明:AE?平面PBC;
(Ⅱ)若AD?1,求二面角B?EC?D的平面角的余弦值.
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6.(2010浙江文)(20)(本题满分14分)如图,在平行四边形ABCD中,AB=2BC,∠
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ABC=120°。E为线段AB的中点,将△ADE沿直线DE翻折成△A’DE,使平面A’DE⊥平面BCD,F为线段A’C的中点。 (Ⅰ)求证:BF∥平面A’DE;
(Ⅱ)设M为线段DE的中点,求直线FM与平面A’DE所成角的余弦值。
7.(2010重庆理)(19)(本小题满分12分,(I)小问5分,(II)小问7分)
如题(19)图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PA?底面ABCD,PA=AB=6,点E是棱PB的中点。 (I) (II)
求直线AD与平面PBC的距离;
若AD=3,求二面角A-EC-D的平面角的余弦值。
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