题目列表(包括答案和解析)
2010年高考题
6. (2009年广东省广州市高三年级调研测试)如图,已知
等腰直角三角形
,其中∠
=90º,
.
点A、D分别是
、
的中点,现将△
沿着边![]()
折起到△
位置,使
⊥
,连结
、
.
(1)求证:
⊥
;
(2)求二面角
的平面角的余弦值.
(1)证明 ∵点A、D分别是
、
的中点,
∴
.
∴∠
=90º.
∴
.
∴
,
∵
,
∴
⊥平面
.
∵
平面
,
∴
.
(2)解 建立如图所示的空间直角坐标系
.
则
(-1,0,0),
(-2,1,0),
(0,0,1).
∴
=(-1,1,0),
=(1,0,1),
设平面
的法向量为
=(x,y,z),则:
,
令
,得
,
∴
=(1,1,-1).
显然,
是平面
的一个法向量,
=(![]()
).
∴cos<
,
>=
.
∴二面角
的平面角的余弦值是
.
5.
(广东省高明一中2009届高三上学期第四次月考)如图,
已知
平面
,
平面
,△
为
等边三角形,
,
为
的中点.
(1) 求证:
平面
;
(2) 求证:平面
平面
;
(3) 求直线
和平面
所成角的正弦值.
设
,建立如图所示的坐标系
,则
.
∵
为
的中点,∴
.
(1) 证明
,
∵
,
平面
,∴
平面
.
(2) 证明 ∵
,
∴
,∴
.
∴
平面
,又
平面
,
∴平面
平面
.
(3) 解 设平面
的法向量为
,由
可得:
,取
.
又
,设
和平面
所成的角为
,则
.
∴直线
和平面
所成角的正弦值为
.
4.
(广东省北江中学2009届高三上学期12月月考)如图,
在四面体ABCD中,O、E分别是BD、BC的中点,
![]()
(1)求证:
平面BCD;
(2)求异面直线AB与CD所成角的余弦值;
(3)求点E到平面ACD的距离.
⑴ 证明 连结OC
![]()
,
.
在
中,由已知可得
而
,
![]()
即
∴
平面
.
(2)解 以O为原点,如图建立空间直角坐标系,
则![]()
![]()
,
∴
异面直线AB与CD所成角的余弦值为
.
⑶解 设平面ACD的法向量为
则
,
∴
,令
得
是平面ACD的一个法向量.
又
∴点E到平面ACD的距离
.
3.(厦门市第二外国语学校2008-2009学年高三数学第四次月考)已知点H在正方体
的对角线
上,∠HDA=
.
(Ⅰ)求DH与
所成角的大小;
(Ⅱ)求DH与平面
所成角的大小.
解:以
为原点,
为单位长建立空间直角坐标系
.
设![]()
则
,
.连结
,
.
设
,由已知
,
由![]()
可得
.解得
,
所以
.(Ⅰ)因为
,
所以
.即DH与
所成的角为
.
(Ⅱ)平面
的一个法向量是
.
因为
, 所以
.
可得DH与平面
所成的角为
.
2. (陕西省西安铁一中2009届高三12月月考)如图,边长为2的等
边△PCD所在的平面垂直于矩形ABCD所在的平面,BC=
,
M为BC的中点
(Ⅰ)证明:AM⊥PM ;
(Ⅱ)求二面角P-AM-D的大小;
(Ⅲ)求点D到平面AMP的距离。
(Ⅰ) 证明 以D点为原点,分别以直线DA、DC为x轴、y轴,
建立如图所示的空间直角坐标系
,
依题意,可得
∴![]()
∴
即
,∴AM⊥PM .
(Ⅱ)解 设
,且
平面PAM,则
即![]()
∴
, ![]()
取
,得
取
,显然
平面ABCD, ∴![]()
结合图形可知,二面角P-AM-D为45°;
(Ⅲ) 设点D到平面PAM的距离为
,由(Ⅱ)可知
与平面PAM垂直,则
=![]()
即点D到平面PAM的距离为
1.![]()
![]()
(湖南省衡阳市八中2009届高三第三次月考试题)如图,P-ABCD是正四棱锥,
是正方体,其中![]()
(1)求证:
;
(2)求平面PAD与平面
所成的锐二面角
的余弦值;
(3)求
到平面PAD的距离
以
为
轴,
为
轴,
为
轴建立空间直角坐标系
(1)证明 设E是BD的中点,
P-ABCD是正四棱锥,∴
又
, ∴
∴
∴ ![]()
∴
, 即
。
(2)解 设平面PAD的法向量是
,
∴
取
得
,又平面
的法向量是
∴
, ∴
。
(3)解
∴
到平面PAD的距离
。
7、(2009南华一中12月月考)正四棱锥S-ABCD中,O为底面中心,E为SA的中点,AB=1,直线AD到平面SBC的距离等于
.
(1)求斜高SM的长;
(2)求平面EBC与侧面SAD所成锐二面角的小;
解法一:(1)连OM,作OH⊥SM于H.
∵SM为斜高,∴M为BC的中点,
∴BC⊥OM.
∵BC⊥SM,∴BC⊥平面SMO.
又OH⊥SM,∴OH⊥平面SBC. 2分
由题意,得
.
设SM=x,
则
,解之
,即
.…………………6分
(2)设面EBC∩SD=F,取AD中点N,连SN,设SN∩EF=Q.
∵AD∥BC,∴AD∥面BEFC.而面SAD∩面BEFC=EF,∴AD∥EF.
又AD⊥SN,AD⊥NM,AD⊥面SMN.
从而EF⊥面SMN,∴EF⊥QS,且EF⊥QM.
∴∠SQM为所求二面角的平面角,记为α.……… 7分
由平几知识,得
.
∴
,∴
.
∴
,即
所求二面角为
.
……… 12分
解法二:(1)建立空间坐标系(如图)
∵底面边长为1,∴
,
,
,
![]()
. ……………1分
设
,
平面SBC的一个法向
,
则
,
.
∴
,
.
∴y=2h,n=(0,2h,1).… 3分
而
=(0,1,0),由题意,得
.解得
.
∴斜高
.
…………………………………………6分
(2)n=(0,2h,1)=
,
由对称性,面SAD的一个法向量为n1=
………8分
设平面EBC的一个法向量n2=(x,y,1),由
,
,得
解得
∴
.…10分
设所求的锐二面角为α,则
,∴
.……… 12分
2009年联考题
6、(2009昆明市期末)如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,BB1=2,BC=2
,D为B1C1的中点。
(Ⅰ)证明:B1C⊥面A1BD;
(Ⅱ)求二面角B-AC-B1的大小。
方法一:
(Ⅰ)证明:在Rt△BB1D和Rt△B1C1C中,
由
得
△BB1D∽△B1C1C,∠B1DB=∠B1CC1。
又 ∠CB1D+∠B1CC1=90°
故 ∠CB1D+∠B1DB=90°
故 B1C⊥BD.·····················3分
又 正三棱柱ABC-A1B1C1,D为B1C1的中点。
由 A1D⊥平面B1C,
得 A1D⊥B1C
又A1D∩B1D=D,
所以 B1C⊥面A1BD。···················································6分
(Ⅱ)解:设E为AC的中点,连接BE、B1E。
在正三棱柱ABC-A1B1C1中,B1C=B1A,∴B1E⊥AC,BE⊥AC,
即 ∠BEB1为二面角B-AC-B1的平面角·································9分
又
![]()
故
![]()
所以 二面角的大小为
······································12分
方法二:
(Ⅰ)证明:设BC的中点为O,如图建立空间直角坐标系O-xyz
依题意有![]()
则![]()
由
![]()
故 ![]()
又 ![]()
所以
![]()
故
又 BD∩BA1=B
所以 B1C⊥面A1BD,
(Ⅱ)依题意有![]()
![]()
设
⊥平面ACB1,
⊥平面ABC。
求得
![]()
故
![]()
所以 二面角的大小为
······································12分
5、(2009深圳一模)如图,
为圆
的直径,点
、
在圆
上,
,矩形
和圆
所在的平面互相垂直.已知
,
.
(Ⅰ)求证:平面
平面
;
(Ⅱ)求直线
与平面
所成角的大小;
(Ⅲ)当
的长为何值时,二面角
的大小为
?
解:(Ⅰ)证明:
平面
平面
,
,
平面
平面
=
,
平面
.
平面
,
,
又
为圆
的直径,
,
平面
.
平面
,
平面
平面
. …………………4分
(Ⅱ)根据(Ⅰ)的证明,有
平面
,![]()
为
在
平面
上的射影,
因此,
为直线
与平面
所成的角.
………………………5分
,
四边形
为等腰梯形,
过点
作
,交
于
.
,
,则
.
在
中,根据射影定理
,得
.…………………7分
,
.
直线
与平面
所成角的大小为
.
…………………8分
(Ⅲ)(解法一)过点
作
,交
的延长线于点
,连
.
根据(Ⅰ)的证明,
平面
,则
,
为二面角
的平面角,
.…………………9分
在
中,
,
,
. ………………… 10分
又
四边形
为矩形,
.
.
因此,当
的长为
时,二面角
的大小为
. …………………12分
(解法二)设
中点为
,以
为坐标原点,
、
、
方向
分别为
轴、
轴、
轴方向建立空间直角坐标系(如图)
设![]()
,则点
的坐标为![]()
在
中,
,
,
.
点
的坐标为
,点
的坐标为
,
,![]()
设平面
的法向量为
,则
,
.
即
令
,解得![]()
…………………10分
取平面
的一个法向量为
,依题意
与
的夹角为![]()
,即
,
解得
(负值舍去)
因此,当
的长为
时,二面角
的大小为
. …………………12分
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com