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题型:简答题
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简答题 · 14 分

16.在四棱锥PABCD中,PC⊥平面ABCDDCABDC=2,AB=4,BC=2,∠CBA=30°.

(1)求证:ACPB

(2)若PC=2,点M是棱PB上的点,且CM∥平面PAD,求BM的长。

正确答案

见解析

解析

(1)∵PC⊥平面ABCD,∴PCAC

又∠CBA=30°,BC=2AB=4,

AC

AC2BC2=4+12=16=AB2,∴∠ACB=90°,

ACBC.又∵PCBC是平面PBC内的两条相交直线,

AC⊥平面PBC,∴ACPB

(2) BM=2

考查方向

本题考查了立体几何中垂直关系的证明

解题思路

(1)由余弦定理求AC

(2)由勾股逆定理得∠ACB=90°

(3)ACBC,PCAC,AC⊥平面PBC,∴ACPB

易错点

证明过程不到位。

知识点

直线与平面平行的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图(1)所示,在直角梯形ABCD中,ADBC,∠BAD=,ABBC=1,AD=2,EAD的中点,OACBE的交点.将△ABE沿BE折起到△A1BE的位置,如图(2)所示.

22.证明:CD⊥平面A1OC

23.若平面A1BE⊥平面BCDE,求平面A1BC与平面A1CD所成锐二面角的余弦值.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

证明:在图(1)中,因为ABBC=1,AD=2,EAD的中点,∠BAD=,所以BEACBECD.即在图(2)中,BEOA1BEOC,又OA1OCOOA1⊂平面A1OCOC⊂平面A1OC,从而BE⊥平面A1OC.又CDBE,所以CD⊥平面A1OC.

考查方向

空间几何体,直线与平面的角;线面平行的判定

解题思路

第1问利用面面垂直证明线面垂直,第2问先找到二面角的平面角,再利用解直角三角形性质求解。

易错点

找不到二面角,辅助线作不出来

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

由已知,平面A1BE⊥平面BCDE,又由22题知,BEOA1BEOC

所以∠A1OC为二面角A1BE C的平面角,所以∠A1OC=.如图,以O为原点,OBOCOA1所在直线分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,

因为A1BA1EBCED=1,BCED,所以B(,0,0)E(-,0,0),A1(0,0,)C(0,,0),得=(-,,0),=(0,,-)

==(-,0,0).设平面A1BC的法向量n1=(x1y1z1),平面A1CD的法向量n2=(x2y2z2),平面A1BC与平面A1CD的夹角为θ

则得取n1=(1,1,1);

得取n2=(0,1,1),从而cos θ=|cos〈n1n2〉|==,即平面A1BC与平面A1CD所成锐二面角的余弦值为.

考查方向

空间几何体,直线与平面的角;线面平行的判定

解题思路

第1问利用面面垂直证明线面垂直,第2问先找到二面角的平面角,再利用解直角三角形性质求解。

易错点

找不到二面角,辅助线作不出来

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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,是平行四边形,平面,

. 分别为的中点.

21.求证:

22.求平面与平面所成锐二面角的余弦值。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)略;

解析

解:

  

   

 

     

考查方向

本题主要考查空间点线面的位置关系和二面角等知识,意在考查考生的空间想象能力和运算求解能力。

解题思路

先证明后即可得到答案;

易错点

找不到而无法证明答案;

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)

解析

的中点为,连结.

易知所以四点共面

 ,分别为的中点

       

同理 又

二面角即为平面与平面所成的锐二面角

,,

就是平面与平面所成锐二面角的一个平面角

考查方向

本题主要考查空间点线面的位置关系和二面角等知识,意在考查考生的空间想象能力和运算求解能力。

解题思路

先证明就是平面与平面所成锐二面角的一个平面角,后在三角形中解出即可。

易错点

找不到二面角的平面角无法做出答案。

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题型: 单选题
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单选题 · 5 分

5.已知为空间中两条不同的直线,为空间中两个不同的平面,下列命题中正确的是(   )

A,则

B,则

C,则

D,则

正确答案

D

解析

对于选项A.可以相交; 对于选项B.,直线可以在平面内,

对于选项C.,直线可以在平面内,故选D.

考查方向

本题主要考查了空间中直线、平面之间的位置关系以及直线、平面的平行和垂直的判断定理。

解题思路

根据选项逐个进行分析、判断。

易错点

对线面、面面的平行或垂直的判定定理理解不透彻,导致出错。

知识点

直线与平面平行的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在梯形ABCD中,AB∥CD,AD=DC=CB=1,∠BCD=120°,四边形BFED为矩形,平面BFED⊥平面ABCD,BF=1.

21.求证:AD⊥平面BFED;

22.点P在线段EF上运动,设平面PAB与平面ADE所成锐二面角为θ,试求θ的最小值.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

解:(1)在梯形中,

∵平面平面

平面平面

 ∴

考查方向

本题考察了直线和平面、平面和平面垂直的判定定理,考察了余弦定理,考察了利用空间坐标系求二面角,

解题思路

该题解题关键在于找到所求内容的突破点

1)根据余弦定理得出BD进而推出

2)由面面垂直得到线面垂直

3)设恰当的参数,建系求二面角,根据参数范围求θ的最小值

易错点

本题容易在上判断出错

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

见解析

解析

解:

(2)由(1)可建立分别以直线轴,轴,轴的,如图所示的空间直角坐标系,令 (),则

 

为平面的一个法向量,

是平面的一个法向量,

,∴当=时,有最大值.

的最小值为

考查方向

本题考察了直线和平面、平面和平面垂直的判定定理,考察了余弦定理,考察了利用空间坐标系求二面角,

解题思路

该题解题关键在于找到所求内容的突破点

1)根据余弦定理得出BD进而推出

2)由面面垂直得到线面垂直

3)设恰当的参数,建系求二面角,根据参数范围求θ的最小值

易错点

本题容易在上判断出错

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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,D1E分别为BB1和CC1的中点,AF⊥平面A1DE,其垂足F落在直线A1D上.

21.求证:BC⊥A1D;

22.若A1D=,AB=BC=3,求二面角Cl-A1D-E的平面角的余弦值.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)BC⊥A1D;

解析

(1)∵在直三棱柱中,平面

又∵平面,∴

又∵平面平面,∴

又∵分别为的中点,∴,∴

平面平面,且

平面

又∵平面,∴

考查方向

本题主要考查了空间中线线垂直和二面角的平面角的余弦值。

解题思路

(1)通过证明线面垂直证线线垂直(2)利用空间直角坐标系,求出两个半平面的法向量再计算

易错点

忽视证明线线垂直的条件

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)

解析

(2)由(1)知平面平面,从而,如图,以为原点建立空间直角坐标系

[来源:学&科&网Z&X&X&K]

,∴

则由,知,∴

设平面的一个法向量,则

,得,取,可得

设平面的一个法向量,则

,得,取,可得

∴二面角平面角的余弦值是

考查方向

本题主要考查了空间中线线垂直和二面角的平面角的余弦值。

解题思路

(1)通过证明线面垂直证线线垂直(2)利用空间直角坐标系,求出两个半平面的法向量再计算

易错点

忽视证明线线垂直的条件

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题型: 单选题
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单选题 · 5 分

5.已知为空间中两条不同的直线,为空间中两个不同的平面,下列命题中正确的是(   )

A,则

B,则

C,则

D,则

正确答案

D

解析

对于选项A可以相交; 对于选项B,直线可以在平面内,

对于选项C,直线可以在平面内,故选D

考查方向

本题主要考查了空间中直线、平面之间的位置关系以及直线、平面的平行和垂直的判断定理。

解题思路

根据选项逐个进行分析、判断。

易错点

对线面、面面的平行或垂直的判定定理理解不透彻,导致出错。

知识点

直线与平面平行的判定与性质平面与平面平行的判定与性质直线与平面垂直的判定与性质平面与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 10 分

选修4-1:几何证明选讲

如图,AB是圆O的直径,点C在圆O上,延长BCD使,过C作圆O的切线交ADE.若,.

27.求证:;

28.求BC的长.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

连接,因分别为的中点,所以,

为圆的切线,,所以

解析

    连接O,C,因为O,C分别为AB,BD的中点,所以有

OC//AD

因为CE为圆的切线,所以CE垂直OC,所以OE垂直AD

考查方向

圆切线的判定和性质,与圆有关的比例线段

解题思路

先证明O,C分别为AB和BD的中点,进而证明CE是圆的切线,得到垂直关系。

易错点

辅助线作法错误,相关图形性质掌握不好

教师点评

本题的辅助线比较关键,看到切线要想到作垂直。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

依题意易知,所以,又

,所以,从而.

解析

根据题意,容易得到三角形ABC相似于三角形CDE,所以

,

又因为,

所以

AB=6,DE=2

所以

考查方向

与圆有关的比例线段,相似三角形的性质

解题思路

先证明三角形相似,然后得到比例关系,利用等量转化的方法,得到BC的长

易错点

计算错误,找不到等量转换关系

教师点评

看到求线段的长,已知条件给出了一些线段的关系,所以应该想到利用三角形相似的性质求解。

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题型:填空题
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填空题 · 5 分

8.设是空间的不同直线或不同平面,下列条件中能保证“若,且,则

为真命题的是      . (填所正确条件的代号)

为直线;             ②为平面;

为直线,为平面;     ④为直线,为平面.

正确答案

解析

:①x,y,z为正方体从一个顶点出发的三条直线,结论错误;

②x,y,z为正方体中交于一点的三个平面,结论错误;

③由垂直于同一平面的两条直线平行可知③正确;

④中有可能x⊂y,结论错误;

故答案为③

考查方向

复合命题的真假,空间中直线与平面的位置关系

解题思路

空间点线面的位置关系考查,借助于正方体考虑平行和垂直

易错点

空间结构感不强

知识点

直线与平面垂直的判定与性质
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

19.《九章算术》中,将底面为长方形且有一条侧棱与底面垂直的四棱锥称之为阳马,将四个面都为直角三角形的四面体称之为鳖臑.

如图,在阳马中,侧棱底面,且,过棱的中点,作于点,连接

(1)证明:.试判断四面体是否为鳖臑,若是,写出其每个面的直角(只需写出结论);若不是,说明理由;

(2)若面与面所成二面角的大小为,求的值.

正确答案

(1)因为底面,所以

由底面为长方形,有,而

所以. 而,所以.

又因为,点的中点,所以.

,所以平面. 而,所以.

,所以平面.

平面平面,可知四面体的四个面都是直角三角形,

即四面体是一个鳖臑,其四个面的直角分别为.

(2)如图1,在面内,延长交于点,则是平面与平面

的交线. 由(1)知,,所以.

又因为底面,所以. 而,所以.

是面与面所成二面角的平面角,

,有

在Rt△PDB中, 由, 得,

, 解得.

所以

故当面与面所成二面角的大小为时,.

(解法2)

(1)如图2,以为原点,射线分别为轴的正半轴,建立空间直角坐标系. 设,则,点的中点,所以

于是,即.

又已知,而,所以.

, , 则, 所以.

平面平面,可知四面体的四个面都是直角三角形,

即四面体是一个鳖臑,其四个面的直角分别为.

(2)由,所以是平面的一个法向量;

由(1)知,,所以是平面的一个法向量.

若面与面所成二面角的大小为

解得. 所以

故当面与面所成二面角的大小为时,.

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

直线与平面垂直的判定与性质线面角和二面角的求法与二面角有关的立体几何综合题
下一知识点 : 空间向量及其应用、空间角
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