一、选择题
1(汉沽一中2008~2009届月考理 3).如右图所示,一个空间几何体的主视图和左视图都是边长为
的正方形,俯视图是一个直径为
的圆,那么这个几何体的全面积为(A)
A.
B.![]()
C.
D.![]()
2
(汉沽一中2008~2009届月考文5). 一条直线若同时平行于两个相交平面,则这条直线与这两个平面交线的位置关系是( C )
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A.异面 B. 相交 C. 平行 D. 不确定
3(和平区2008年高考数学(理)三模6). 如果直线
与平面
,
满足:
和
,那么必有(B )
A.
且
B.
且![]()
C.
且
D.
且![]()
4(汉沽一中2008~2008学年月考理6).三棱锥D―ABC的三个侧面分别与底面全等,且AB=AC=
,BC=2,则二面角A―BC―D的大小为D
A. 300 B.
二、填空题
1(汉沽一中2008~2009届月考理11).在直角三角形
中,两直角边分别为
,设
为斜边上的高,则
,由此类比:三棱锥
的三个侧棱
两两垂直,且长分别为
,设棱锥底面
上的高为
,则
.
2(汉沽一中2008~2008学年月考理11).一个正四棱锥的底面边长为2,侧棱长为
,五个顶点都在同一个球面上,则此球的表面积为
. 9π
3(和平区2008年高考数学(理)三模12). 在120°的二面角内放一个半径为6的球,与两个半平面各有且仅有一个公共点,则这两点间的球面距离是 。2![]()
三、解答是
1(2009年滨海新区五所重点学校联考文19).( 本小题满分12分) 如图,在棱长为
的正方体
中,
、
分别为
、
的中点。
(Ⅰ)求证:
//平面![]()
(Ⅱ)求证:
⊥![]()
(Ⅲ)求三棱锥
的体积
19.(本小题满分12分)
解:
(Ⅰ)连结BD1,在△DD1B中,E、F分别为D1D,
DB的中点,则EF//D1B。 ………………2分
![]()
………………4分
(Ⅱ)∵B
AB
平面ABC1D1,BC1
平面ABC1D1,
AB∩BC1=B,
∴B
又∵BD1
平面ABC1D1,
∴B
而EF//BD1,∴EF⊥B
(Ⅲ)三棱锥
的体积
………………12分
2(汉沽一中2008~2009届月考文18).(本小题满分14分)如图,已知棱柱
的底面是菱形,且
面
,
,
,
为棱
的中点,
为线段
的中点,
(1)求证:
面
;
(2)求证:
面
;
(3)求面
与面
所成二面角的大小.
(1)证明:连结
、
交于点
,再连结
………………………………………………1分
且
, 又
,
且![]()
四边形
是平行四边形,
…………… 3分
又
面![]()
面
……………………………… 4分
(2)证明:
底面是菱形,
………… 5分
又
面
,
面![]()
,
面
………………………………………………6分
又![]()
面
………………………………8分
(3)延长
、
交于点
………………………………9分
是
的中点且
是菱形
![]()
又
………………………………10分
由三垂线定理可知 ![]()
为所求角 ……………………………………………12分
在菱形
中,
![]()
…………………………………………………14分
3(汉沽一中2008~2009届月考理17).(本小题满分14分)
如图所示的几何体
中,
平面
,
,
,
,
是
的中点.
(Ⅰ)求证:
;
(Ⅱ)求二面角
的余弦值.
解法一: 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
,
所以
. ………………………… 4分
(Ⅰ)证:
…… 5分
…… 6分
,即
.……………………… 7分
(Ⅱ)解:设平面
的法向量为
,
由
,
得
![]()
取
得平面
的一非零法向量为
………………………… 10分
又平面BDA的法向量为
…………………………………… 11分
,
∴二面角
的余弦值为
.
…………………………… 14分
解法二:
(Ⅰ)证明:取
的中点
,连接
,则
,
故
四点共面, ………………………… 2分
∵
平面
,
.
………………………… 3分
又
………………………… 4分
由
,
平面
………………………… 6分
;
……………………… 7分
(Ⅱ)取
的中点
,连
,则![]()
平面![]()
过
作
,连
,则![]()
是二面角
的平面角.
……………………… 9分
设
,
与
的交点为
,记![]()
,![]()
,则有
![]()
.
.
,
…………………… 12分
又![]()
在
中,![]()
即二面角
的余弦值为
.
…………………… 14分
4(汉沽一中2008~2008学年月考理17).(本小题满分14分)
如图,三棱锥P―ABC中, PC
平面ABC,PC=AC=2,AB=BC,D是PB上一点,且CD
平面PAB.
(I) 求证:AB
平面PCB;
(II) 求异面直线AP与BC所成角的大小;
(III)求二面角C-PA-B的大小.
解法一:(I) ∵PC
平面ABC,
平面ABC,
∴PC
AB.…………………………2分
∵CD
平面PAB,
平面PAB,
∴CD
AB.…………………………4分
又
,
∴AB
平面PCB. …………………………5分
(II) 过点A作AF//BC,且AF=BC,连结PF,CF.
则
为异面直线PA与BC所成的角.………6分
由(Ⅰ)可得AB⊥BC,
∴CF
AF.
由三垂线定理,得PF
AF.
则AF=CF=
,PF=
,
在
中, tan∠PAF=
=
,
∴异面直线PA与BC所成的角为
.…………………………………9分
(III)取AP的中点E,连结CE、DE.
∵PC=AC=2,∴CE
PA,CE=
.
∵CD
平面PAB,
由三垂线定理的逆定理,得 DE
PA.
∴
为二面角C-PA-B的平面角.…………………………………11分
由(I) AB
平面PCB,又∵AB=BC,可求得BC=
.
在
中,PB=
,
.
∴二面角C-PA-B的大小为arcsin
.……14分
解法二:(I)同解法一.
(II) 由(I) AB
平面PCB,∵PC=AC=2,
又∵AB=BC,可求得BC=
.
以B为原点,如图建立坐标系.
则A(0,
,0),B(0,0,0),
C(
,0,0),P(
,0,2).
,
.
…………………7分
则
+0+0=2.
=
=
.
∴异面直线AP与BC所成的角为
.………………………10分
(III)设平面PAB的法向量为m= (x,y,z).
,
,
则
即![]()
![]()
解得
令
= -1, 得
m= (
,0,-1).
设平面PAC的法向量为n=(
).
,
,
则
即![]()
解得
令
=1, 得
n= (1,1,0).……………………………12分
=
.
∴二面角C-PA-B的大小为arccos
.………………………………14分
5(和平区2008年高考数学(理)三模19). (本小题满分12分)
如图,直二面角D―AB―E中,四边形ABCD是边长为2的正方形,AE=EB,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE。
(1)求证:AE⊥平面BCE;
(2)求二面角B―AC―E的大小;
(3)求点D到平面ACE的距离。
![]()
![]()
解:(1)如图,∵ BF⊥平面ACE ∴ BF⊥AE(1分)
又∵ 二面角D―AB―E为直二面角,且CB⊥AB
∴ CB⊥平面ABE ∴ CB⊥AE
∵
∴ AE⊥平面BCE(3分)
(2)连BD交AC于G,连FG
∵ 正方形ABCD边长为2 ∴ BG⊥AC,![]()
∵ BF⊥平面ACE 由三垂线定理逆定理得FG⊥AC
∴ ∠BGF是二面角B―AC―E的平面角(5分)
由(1)AE⊥平面BCE ∴ AE⊥EB
又∵ AE=EB ∴ 在等腰直角三角形AEB中,![]()
又∵ Rt△BCE中,![]()
∴
(7分)
∴ 在Rt△BFG中,![]()
∴ 二面角B―AC―E等于
(8分)
(3)过E作EO⊥AB于O,OE=1
∵ 二面角D―AB―E为直二面角
∴ EO⊥平面ABCD(9分)
设D到平面ACE的距离为h
∵
∴ ![]()
∵ AE⊥平面BCE ∴ AE⊥EC
∴ ![]()
∴ 点D到平面ACE的距离为
(12分)
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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