【点评】本题考查空间直线垂直关系的证明,考查空间角的应用,及几何体体积计算.第一问只要证明BD?平面PAC即可,第二问由(Ⅰ)知,BD?平面PAC,所以?DPO是直线PD和平面PAC所成的角,然后算出梯形的面积和棱锥的高,由V1??S?PA算得体积. 333.【2012高考山东文19】 (本小题满分12分)
如图,几何体E?ABCD是四棱锥,△ABD为正三角形,CB?CD,EC?BD. (Ⅰ)求证:BE?DE;
(Ⅱ)若∠BCD?120?,M为线段AE的中点, 求证:DM∥平面BEC.
【答案】(I)设BD中点为O,连接OC,OE,则由BC?CD知 ,CO?BD,
又已知CE?BD,所以BD?平面OCE. 所以BD?OE,即OE是BD的垂直平分线, 所以BE?DE.
(II)取AB中点N,连接MN,DN, ∵M是AE的中点,∴MN∥BE, ∵△ABD是等边三角形,∴DN?AB.
由∠BCD=120°知,∠CBD=30°,所以∠ABC=60°+30°=90°,即BC?AB, 所以ND∥BC,
所以平面MND∥平面BEC,故DM∥平面BEC. 35.【2012高考广东文18】本小题满分13分)
如图5所示,在四棱锥P?ABCD中,AB?平面PAD,AB//CD,PD?的中点,F是CD上的点且DFAD,E是PB1AB,PH为△PAD中AD边上的高. 2(1)证明:PH?平面ABCD;
?(2)若PH?1,AD?2,FC?1,求三棱
?平面PAB.
锥E?BCF的体积;
(3)证明:EF
【解析】(1)证明:因为
所以PHAB?平面PAD,
?AB。
因为PH为△PAD中AD边上的高, 所以PH?AD。 因为AB?AD?A, 所以PH?平面ABCD。
(2)连结BH,取BH中点G,连结EG。 因为E是PB的中点, 所以EG//PH。
因为PH?平面ABCD,
所以EG?平面ABCD。
11则EG?PH?,
22
2111VE?BCF?S?BCF?EG???FC?AD?EG?12332。
(3)证明:取PA中点M,连结MD,ME。 因为E是PB的中点,
1//?2AB。 1因为DF//?2AB,
所以ME所以ME//DF,
?所以四边形MEDF是平行四边形,
//MD。
因为PD?AD, 所以MD?PA。
因为AB?平面PAD, 所以MD?AB。
所以EF 因为PA?AB?A,
所以MD?平面PAB, 所以EF?平面PAB。
2。AD=2,BC=4,AA1=2,E是DD1的中点,F是平面B1C1E与直线AA1的交点。
37.【2012高考浙江文20】(本题满分15分)如图,在侧棱垂直底面的四棱锥ABCD-A1B1C1D1中,AD∥BC,AD⊥AB,AB=
(1)证明:(i)EF∥A1D1; (ii)BA1⊥平面B1C1EF;
(2)求BC1与平面B1C1EF所成的角的正弦值。 【答案】
【解析】(1)(i)因为C1B1又因为平面B1C1EF (ii) 又因为BB1因为BB1//A1D1,C1B1? 平面ADD1 A1
,
所以C1B1//平面ADD1 A1.
?平面ADD1 A1=EF,所以C1B1//EF.所以A1D1//EF.
?A1B1C1D1,所以BB1?B1C1,
?B1A1,所以B1C1?ABB1A1,
在矩形
ABB1A1中,F是AA的中点,即tan?A1B1F?tan?AA1B?2.即 2?A1B1F??AA1B,故BA1?B1F.
所以BA1?平面B1C1EF.
(2) 设BA1与B1F交点为H,连结C1H.
由(1)知B1C1EF,所以?BC1H是BC1与平面B1C1EF所成的角. 在矩形ABB1A1中,AB?2,
AA1?2,得BH?44,在直角?BHC1中,BC1?23,BH?,得 66,所以BC与平面B1C1EF所成角的正弦值是
sin?BC1H?BH30?BC11530. 1538.【2012高考陕西文18】(本小题满分12分) 直三棱柱ABC- A1B1C1中,AB=A A1 ,?CAB=
?2
(Ⅰ)证明CB1?BA1;
5,求三棱锥C1?ABA1 的体积 AB1,
,[来源:, (Ⅱ)已知AB=2,BC=【解析】(Ⅰ)如图,连结 ?ABC? ?AC 又?A1B1C1是直三棱柱,?CAB=?2?平面ABB1A1,故AC?BA1.
AB?AA1,?四边形ABB1A1是正方形, ?AB1,又CA?AB1?A, ?平面CAB1,故CB1?BA1.
?BA1 ?BA1 (Ⅱ)?AB?AA1?2,BC?5,?AC?AC11?1.
由(Ⅰ)知,A1C1 ?VC?ABA1?平面ABA1,
ABA11?1S△3·A1C1=
12?2?1?. 3337.【2012高考浙江文20】(本题满分15分)如图,在侧棱锥垂直底面的四棱锥ABCD-A1B1C1D1中,AD∥BC,AD⊥AB,AB=
2。AD=2,BC=4,AA1=2,E是DD1的中点,F是平面B1C1E与直线AA1的交点。
(1)证明:(i)EF∥A1D1; (ii)BA1⊥平面B1C1EF;
(2)求BC1与平面B1C1EF所成的角的正弦值。 【答案】
【解析】(1)(i)因为C1B1又因为平面B1C1EF (iii) 又因为BB1因为BB1//A1D1,C1B1? 平面ADD1 A1
,
所以C1B1//平面ADD1 A1.
?平面ADD1 A1=EF,所以C1B1//EF.所以A1D1//EF.
?A1B1C1D1,所以BB1?B1C1,
?B1A1,所以B1C1?ABB1A1,
在矩形
ABB1A1中,F是AA的中点,即tan?A1B1F?tan?AA1B?2.即 2?A1B1F??AA1B,故BA1?B1F.
所以BA1?平面B1C1EF.
(2) 设BA1与B1F交点为H,连结C1H.
由(1)知B1C1EF,所以?BC1H是BC1与平面B1C1EF所成的角. 在矩形ABB1A1中,AB?2,
AA1?2,得BH?44,在直角?BHC1中,BC1?23,BH?,得 66,所以BC与平面B1C1EF所成角的正弦值是sin?BC1H?BH30?BC11530. 1538.【2012高考陕西文18】(本小题满分12分) 直三棱柱ABC- A1B1C1中,AB=A A1 ,?CAB=
?2
(Ⅰ)证明CB1?BA1;
5,求三棱锥C1?ABA1 的体积 AB1,
,[来源:, (Ⅱ)已知AB=2,BC=【解析】(Ⅰ)如图,连结 ?ABC? ?AC 又?A1B1C1是直三棱柱,?CAB=?2?平面ABB1A1,故AC?BA1.
AB?AA1,?四边形ABB1A1是正方形, ?AB1,又CA?AB1?A, ?平面CAB1,故CB1?BA1.
?BA1 ?BA1 (Ⅱ)?AB?AA1?2,BC?5,?AC?AC11?1.
由(Ⅰ)知,A1C1 ?VC?ABA1?平面ABA1,
ABA11?1S△3·A1C1=
12?2?1?. 3339.【2012高考辽宁文18】(本小题满分12分) 如图,直三棱柱
ABC?A/B/C/,?BAC?90?,AB?AC?2,AA′=1,点M,N分别为A/B和