立体几何理科

发布 2022-10-11 04:11:28 阅读 5232

(2010全国卷2理数)(19)如图,直三棱柱中,,,为的中点,为上的一点,.

ⅰ)证明:为异面直线与的公垂线;

ⅱ)设异面直线与的夹角为45°,求二面角的大小.

19)解法一:

i)连接a1b,记a1b与ab1的交点为f.

因为面aa1bb1为正方形,故a1b⊥ab1,且af=fb1,又ae=3eb1,所以fe=eb1,又d为bb1的中点,故de∥bf,de⊥ab1. …3分。

作cg⊥ab,g为垂足,由ac=bc知,g为ab中点。

又由底面abc⊥面aa1b1b.连接dg,则dg∥ab1,故de⊥dg,由三垂线定理,得de⊥cd.

所以de为异面直线ab1与cd的公垂线。

ii)因为dg∥ab1,故∠cdg为异面直线ab1与cd的夹角,∠cdg=45°

设ab=2,则ab1=,dg=,cg=,ac=.

作b1h⊥a1c1,h为垂足,因为底面a1b1c1⊥面aa1cc1,故b1h⊥面aa1c1c.又作hk⊥ac1,k为垂足,连接b1k,由三垂线定理,得b1k⊥ac1,因此∠b1kh为二面角a1-ac1-b1的平面角。

2010辽宁理数)(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;

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,),n(,0,0),s(1,,0).…4分。

ⅰ),因为,所以cm⊥sn6分。

ⅱ),设a=(x,y,z)为平面cmn的一个法向量,则9分。

因为。所以sn与片面cmn所成角为45°。

2010江西理数)20. (本小题满分12分)

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