【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。
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