立体几何(一)答案。
1、【解析】(ⅰ连结af,因为ef
ef∩fgf,所以平面efg∥平面abcd,又易证∽,所以,即,即,又m为ad
的中点,所以,又因为fg∥d,所以fg∥m,所以四边形amgf是平行四边形,故gm∥fa,又因为gm平面abffa平面abf所以gm∥平面abf
ⅱ)取ab的中点o,连结co,因为ac=所以co⊥ab,又因为ea⊥平面abcco平面abc所以ea⊥co,又ea∩ab=a,所以co⊥平面abf在平面abef内,过点o作oh⊥bf于h,连结ch,由三垂线定理知: ch⊥bf,所以为二面角a-b的平面角。
设ab=因为∠acb=,aco=, 连结fo,容易证得fo∥ea且,所以,所以oh==,所以在中,tan∠cho=,故∠cho=,所以二面角a-b的大小为。
2、【解析】本题主要考查空间点、线、面位置关系,二面角等基础知识,空间向量的应用,同时考查空间想象能力和运算求解能力。满分15分。
法一:(ⅰ证明:如图,以为原点,以射线为轴的正半轴,建立空间直角坐标系,则,,,由此可得,所以,即。
ⅱ)解:设 ,则,,
设平面的法向量,平面的法向量。
由得 即,可取由即得。
可取,由得解得,故
综上所述,存在点m 符合题意,
法二(ⅰ)证明:
又因为所以平面故。
ⅱ)如图,在平面内作。
由(ⅰ)知得平面,又平面所以平面平面。
在中,得。在中,在中,所以得,在中,得又。
从而,所以综上所述,存在点m 符合题意,.
3、解:如图,以d为坐标原点,线段da的长为单位长,射线da为x轴的正半轴建立空间直角坐标系d—xyz.
(i)依题意有q(1,1,0),c(0,0,1),p(0,2,0).则。所以。
即pq⊥dq,pq⊥dc.
故pq⊥平面dcq.
又pq平面pqc,所以平面pqc⊥平面dcq. …6分。
(ii)依题意有b(1,0,1),设是平面pbc的法向量,则。
因此可取。设m是平面pbq的法向量,则。
可取。故二面角q—bp—c的余弦值为 ……12分。
分析:(1)要证明线线垂直只要证明线面垂直或者用向量去证明;(2)求二面角的余弦只需建立适当的坐标系,有空间向量来完成。
解:(1)证明:在三角形abd中,因为该三角形为直角三角形,所以。
2)建立如图的坐标系,设点的坐标分别是。
则,设平面pab的法向量为,所以, 取得,同理设平面pbc的法向量为,取得,于是,,因此二面角的余弦值是。
点评:该题考查空间内的垂直关的证明,空间角的计算。考查定理的理解和运用,空间向量的运用。
同时也考察了空间想象能力、逻辑思维能力和运算能力。解题时要注意法向量的计算和运用这一关键。
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