14高考之立体几何与空间向量

发布 2022-10-11 10:12:28 阅读 2779

【12湖北】19.(本小题满分12分)

如图1,∠acb=45°,bc=3,过动点a作ad⊥bc,垂足d**段bc上且异于点b,连接ab,沿ad将△abd折起,使∠bdc=90°(如图2所示),1)当bd的长为多少时,三棱锥a-bcd的体积最大;

2)当三棱锥a-bcd的体积最大时,设点e,m分别为棱bc,ac的中点,试在棱cd上确定一点n,使得en⊥bm,并求en与平面bmn所成角的大小。

13全国】14、如图,在正方体中,、分别是、的中点,则异面直线与所成角的大小是答案:90度。

13全国】19、(本小题满分12分)

如图,在三棱锥中,,,平面平面。

ⅰ)求直线与平面所成角的大小;

ⅱ)求二面角的大小。

13新课标】18.(本小题满分12分)

如图,三棱柱abc-a1b1c1中,ca=cb,ab=a a1,∠ba a1=60°.

ⅰ)证明ab⊥a1c;

ⅱ)若平面abc⊥平面aa1b1b,ab=cb=2,求直线a1c 与平面bb1c1c所成角的正弦值。

18.【解析】(ⅰ取ab中点e,连结ce,ab=,=是正三角形,⊥ab, ∵ca=cb, ∴ce⊥ab, ∵e,∴ab⊥面,

ab6分。ⅱ)由(ⅰ)知ec⊥ab,⊥ab,又∵面abc⊥面,面abc∩面=ab,∴ec⊥面,∴ec⊥,ea,ec,两两相互垂直,以e为坐标原点,的方向为轴正方向,||为单位长度,建立如图所示空间直角坐标系,有题设知a(1,0,0),(0,,0),c(0,0,),b(-1,0,0),则=(1,0,),1,0,),09分。

设=是平面的法向量,则,即,可取=(,1,-1),=直线a1c 与平面bb1c1c所成角的正弦值为12分。

14湖北】19.(本小题满分12分)如图甲,在等腰中,分别是,,边的中点,,现将沿翻折成直二面角,如图乙.

1)试判断直线与平面的位置关系,并说明理由;(2)求二面角的余弦值;(3)**段上是否存在一点,使?证明你的结论.

19.(1)如题图乙,在中,由于点、分别是,的中点,,又平面,平面,∴平面.(4分)

2)由题意易知、、两两互相垂直,以点为坐标原点,分别以直线、、为轴、轴、轴,建立如图所示的空间直角坐标系.

设,则,则,,,5分)

取平面的一个法向量为.

设平面的一个法向量为,又,则即令,得。

.(6分),(7分)

即二面角的余弦值为.(8分)

3)假设**段上存在一点,使.

不妨设,由,.(9分)

由(2)得,.,即,解得.(11分),∴**段上不存在一点,使.(12分)

14全国】19. (本小题满分12分)如图三棱锥中,侧面为菱形,.

i)证明:;

ⅱ)若,,ab=bc,求二面角的余弦值。

19.【解析】:(连结,交于o,连结ao.因为侧面为菱形,所以 ,且o为与的中点.又,所以平面,故又,故6分。

ⅱ)因为且o为的中点,所以ao=co 又因为ab=bc ,所以。

故oa⊥ob ,从而oa,ob,两两互相垂直.

以o为坐标原点,ob的方向为x轴正方向,ob为单位长,建立如图所示空间直角坐标系o-.因为,所以为等边三角形.又ab=bc ,则,

设是平面的法向量,则。

即所以可取。

设是平面的法向量,则,同理可取则,所以二面角的余弦值为。

14全国2】18. (本小题满分12分)

如图,四棱锥p-abcd中,底面abcd为矩形,pa⊥平面abcd,e为pd的中点。

ⅰ)证明:pb∥平面aec;

ⅱ)设二面角d-ae-c为60°,ap=1,ad=,求三棱锥e-acd的体积。

答案】 (1) 无 (2) 无。解析】

设ac的中点为g, 连接eg。在三角形pbd中,中位线eg//pb,且eg在平面aec上,所以pb//平面aec.

2)设cd=m, 分别以ad,ab,ap为x,y,z轴建立坐标系,则。

14广东】18.(13分)如图4,四边形abcd为正方形,pd⊥平面abcd,∠dpc=,af⊥pc于点f,fe∥cd,

交pd于点e.

1)证明:cf⊥平面adf2)求二面角d-af-e的余弦值。

14湖南】 (本小题满分l2分)

如图6,四棱柱的所有棱长都相等,,四边形和四边形均为矩形。

i)证明:底面abcd;

ii)若,求二面角的余弦值。

19.【答案】(1) 详见解析 (2)

(2)过作的垂线交于点,连接。不妨设四棱柱的边长为。

底面且底面面。面。又面。

四边形为菱形。

又且,面。面。

又面。又且,面。

面。为二面角的平面角,则。

且四边形为菱形,则。

再由的勾股定理可得,则,所以二面角的余弦值为。

14辽宁】19. (本小题满分12分)

如图,和所在平面互相垂直,且,,e、f分别为ac、dc的中点。

1)求证:;

2)求二面角的正弦值。

山东】(17)(本小题满分12分)

如图,在四棱柱中,底面是等腰梯形,,,是线段的中点。

ⅰ)求证:;

ⅱ)若垂直于平面且,求平面和平面所成的角(锐角)的余弦值。

14陕西】本小题满分12分)

四面体及其三视图如图所示,过棱的中点作平行于,的平面分。

别交四面体的棱于点。

)证明:四边形是矩形;

)求直线与平面夹角的正弦值。

答案】 (1) 省略 (2) 解析】

14四川】18.三棱锥及其侧视图、俯视图如图所示。设,分别为线段,的中点,为线段上的点,且。

1)证明:为线段的中点;

2)求二面角的余弦值。

解:(1)由三棱锥及其侧视图、俯视图可知,在三棱锥中:

平面平面,

设为的中点,连接,

于是, 所以平面。

因为,分别为线段,的中点,所以,又,故。

假设不是线段的中点,则直线与直线是平面内相交直线。

从而平面,这与矛盾。

所以为线段的中点。

2)以为坐标原点,、、分别为、、轴建立空间直角坐标系,则,,,

于是,, 设平面和平面的法向量分别为和。

由,设,则。

由,设,则。

所以二面角的余弦值。

高考数学 空间向量与立体几何

一 选择题和填空题。1 海淀 理科 题5 海淀 文科 题6 一个体积为的正三棱柱的三视图如图所示,则这个三棱柱的左视图的面积为 a b c d 1 解析 a 设该三棱柱底面边长为,高为,则左视图面积为 由三视图可得 解得 于是为所求 2 丰台 理科 题10 丰台 文科 题9 若一个正三棱柱的三视图及...

空间向量与立体几何高考专题

1 如下图,四边形为正方形,分别为,的中点,以为折痕把折起,使点到达点的位置,且 1 证明 平面平面 2 求与平面所成角的正弦值 2 如上右图,在三棱柱中,平面,分别为,的中点,1 求证 平面 2 求二面角的余弦值 3 证明 直线与平面相交 3 如下图,在三棱锥中,为的中点 1 证明 平面 2 若点...

《空间向量与立体几何

高二 2 部数学 空间向量与立体几何 单元测试卷二。班级 姓名 一 选择题 每小题5分,共60分 1.如图,在平行六面体abcd a1b1c1d1中,m为ac与bd的交点。若 a,b,c,则下列向量中与相等的向量是。a.a b cb.a b c c.a b cd.a b c 2.下列等式中,使点m与...