立体几何交汇

发布 2022-10-11 03:19:28 阅读 8685

19.(本小题满分14分)

如图5所示,等腰△abc的底边,高cd=3,点是线段bd上异于点b,d的动点,点f在bc边上,且ef⊥ab,现沿ef将△bef折起到△pef的位置,使pe⊥ac,记be=x,v(x)表示四棱锥p—acfe的体积.

1)求v(x)的表达式;

2)当x为何值时,v(x)取得最大值?

3)当v(x)取得最大值时,求异面直线ac与pf所成角的余弦值。

1)由折起的过程可知,pe⊥平面abc,

v(x)=(

2),所以时, ,v(x)单调递增;时,v(x)单调递减;因此x=6时,v(x)取得最大值;

3)过f作mf//ac交ad与m,则,pm=,在△pfm中,,∴异面直线ac与pf所成角的余弦值为;

16.解析:图(1图(2)

ⅰ) 在图1中,易得。

连结,在中,由余弦定理可得。

由翻折不变性可知,所以,所以,理可证, 又,所以平面。

ⅱ) 传统法:过作交的延长线于,连结,因为平面,所以,所以为二面角的平面角。

结合图1可知,为中点,故,从而。

所以,所以二面角的平面角的余弦值为。

向量法:以点为原点,建立空间直角坐标系如图所示,则, ,所以,设为平面的法向量,则。

即,解得,令,得。

由(ⅰ)知,为平面的一个法向量,即二面角的平面角余弦值为。

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