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题型:简答题
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简答题 · 12 分

19.(本小题满分12分)

如图,菱形ABCD的对角线ACBD交于点OAB=5,AC=6,点E,F分别在AD,CD上,AE=CF=,EFBD于点H.将△DEF沿EF折到△的位置,.

(I)证明:平面ABCD

(II)求二面角的正弦值.

正确答案

知识点

空间中直线与直线之间的位置关系直线与平面垂直的判定与性质线面角和二面角的求法
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题型:填空题
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填空题 · 5 分

α、β是两个平面,mn是两条直线,有下列四个命题:

①如果mnmαnβ,那么αβ.

②如果mαnα,那么mn.

③如果αβmα,那么mβ.

④如果mnαβ,那么mα所成的角和nβ所成的角相等.

其中正确的命题有        .(填写所有正确命题的编号)

正确答案

②③④

知识点

充要条件的应用空间中直线与直线之间的位置关系空间中直线与平面之间的位置关系
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在三棱柱中,侧棱底面,,点的中点.

22.求证:,

23.求证:平面

24.求三棱锥的体积.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

证明:∵底面三边长,∴, 又直三棱柱中,,且平面,∴平面. 而平面,∴

考查方向

线线垂直;线面垂直;三棱锥的体积

解题思路

第一问由线面垂直证明线线垂直,第二问由线线平行证明线面平行,第三问根据三棱锥体积的计算公式,先求出三棱锥底面面积,再找到高,进而求解。

易错点

直线与平面的关系的判断与证明,逻辑错误

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

证明:设的交点为,连接, ∵的中点,的中点,

, ∵平面平面,∴平面

考查方向

线线垂直;线面垂直;三棱锥的体积

解题思路

第一问由线面垂直证明线线垂直,第二问由线线平行证明线面平行,第三问根据三棱锥体积的计算公式,先求出三棱锥底面面积,再找到高,进而求解。

易错点

直线与平面的关系的判断与证明,逻辑错误

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

解:取的中点,连接

的中点,∴

又∵,∴平面

平面

考查方向

线线垂直;线面垂直;三棱锥的体积

解题思路

第一问由线面垂直证明线线垂直,第二问由线线平行证明线面平行,第三问根据三棱锥体积的计算公式,先求出三棱锥底面面积,再找到高,进而求解。

易错点

直线与平面的关系的判断与证明,逻辑错误

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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,已知四棱锥P-ABCD,底面ABCD为蓌形,PA⊥平面ABCD,∠ABC=60°,E,F分别是BC,PC 的中点.

21.求证:AE⊥PD;

22.若直线PB与平面PAD所成角的正弦值为,求二面角 E-AF-C的余弦值.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

证明:由四边形为菱形,,可得为正三角形.

因为E为BC的中点,所以AE⊥BC.又BC∥AD,因此AE⊥AD.

因为PA⊥平面ABCD,AE平面ABCD,所以PA⊥AE.

而PA平面PAD,AD平面PAD 且PA∩AD=A,

所以  AE⊥平面PAD,又PD平面PAD.所以 AE⊥PD.

考查方向

线线垂直;二面角的平面角的三角函数值

解题思路

第1问通过线面垂直证明线线垂直,第2问先找到二面角的平面角,然后在根据相关线段长求二面角的余弦值。

易错点

计算错误;空间直角坐标系建立错误

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

由21知AE,AD,AP两两垂直,以A为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,设AB=2,AP=a,则A(),B,C,D(),P(),E(),F(),

所以=,且=为平面PAD的法向量,设直线PB与平面PAD所成的角为θ,

=|>|===

解得 所以

设平面AEF的一法向量为m=(x1,y1,z1),则,因此,则m=(0,2,-1),因为BD⊥AC,BD⊥PA,PA∩AC=A,所以BD⊥平面AFC,为平面AFC的一法向量.又=

所以 =

因为二面角E-AF-C为锐角,所以所求二面角的余弦值为

考查方向

线线垂直;二面角的平面角的三角函数值

解题思路

第1问通过线面垂直证明线线垂直,第2问先找到二面角的平面角,然后在根据相关线段长求二面角的余弦值。

易错点

计算错误;空间直角坐标系建立错误

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题型:简答题
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简答题 · 13 分

如图, 在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AB=AD=2,

AD⊥DC,AC⊥BD, 垂足为E

20.求证:BD⊥A1C;

21.求二面角A 1-BD-C 1的大小;

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

在直四棱柱中,    底面

在平面上的射影. ,   ……2分

 ……4分

考查方向

本小题主要考查立体几何的垂直关系,二面角的求法及空间向量在立体几何中的应用. 同时对考生的空间想象能力与运算求解能力有较高要求.

解题思路

要证BD⊥A1C,可以寻找三垂线定理模型。

易错点

对垂直的论证不充分,不能充分应用图形的特点建系,在应用向量解决二面角问题时,思路不清晰。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

连结 与20题同理可证     ……6分

为二面角的平面角. ……7分

          ……8分

……9分

 ……11分

中,  ……12分

即二面角的大小为 ……13分

考查方向

本小题主要考查立体几何的垂直关系,二面角的求法及空间向量在立体几何中的应用. 同时对考生的空间想象能力与运算求解能力有较高要求.

解题思路

方法一:可以直接论证为二面角的平面角,然后在三角形中利用平面几何知识求解;方法二:用空间向量,建立以D为坐标原点,DA、DC、D所在直线分别为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系,求出二个平面的法向量,进而求二面角。

易错点

对垂直的论证不充分,不能充分应用图形的特点建系,在应用向量解决二面角问题时,思路不清晰。

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