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题型:简答题
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简答题 · 12 分

19. 如图,三棱柱ABC-A1B1C1所有的棱长均为2,B1在底面上的射影D在棱长BC上,且A1B∥平面ADC1

(Ⅰ)求证:平面ADC1⊥平面BCC1B1

(Ⅱ)求平面ADC1与平面A1AB所成角的正弦值.

正确答案

见解析

解析

(1)证明:

由题意得B1D⊥面ABC,直线ADㄈ面ABC,所以B1D⊥AD

连接A1C交AC1与点E,连接DE,则.

       

    又因为A1B||ADC1

所以A1B||DE

在△A1BC中E是边A1C的中点,所以D为BC的中点

则AD⊥BC

又∵B1D∩BC=B

∴AD⊥平面BCC1B1

∵ADㄈ平面ADC1

∴平面ADC1⊥平面BCC1B1

(2)由(1)得以D为坐标原点,以DC,DA,DA1为xyz轴建系

因为

在平面A1AB中,不共线向量,‍

设法向量为

同理

在平面ADC1中,不共线向量,

设法向量为

由图知二面角α为锐角

考查方向

主要考察了直线与平面平行的判定与性质,考察了用空间向量求平面间的夹角

解题思路

第一步:根据已知条件A1B∥平面ADC1确定射影D的位置(底边中点)

第二步:根据线面垂直的判定得出:AD⊥平面BCC1B1进而得到面面垂直

第三步:根据第一问证明过程得出以D为坐标原点建系,利用空间向量求出结果

易错点

主要易错于点D位置的确定和面面角正弦值的求解

教师点评

该题思路比较简单,但是有几个关键地方必须考虑清楚:一个是D的位置判断,第二个就是求二面角的过程要细心,看好要求的结果

知识点

直线、平面垂直的综合应用线面角和二面角的求法
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,四棱锥中,平面为线段上一点,的中点.

21.证明平面;[

22.求四面体的体积.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(Ⅰ)(I)由已知,得,取BP的中点T,链接AT,TN,由N为PC中点,知,

,故TN平行且等于AM,四边形AMNT为平行四边形,

于是,因为,所以

解析

(I)由已知,得,取BP的中点T,链接AT,TN,由N为PC中点,知,,故TN平行且等于AM,四边形AMNT为平行四边形,于是,因为,所以

来源:学科网]

考查方向

本题主要考查直线与平面间的平行与垂直关系和三棱锥的体积等知识,为高考题的必考题,在近几年的各省高考题出现的频率较高

解题思路

(I)取PB的中点T,证明AMNT为平行四边形,可得到,再结合线面平行的判断定理可证;

易错点

对直线与平面间的平行与垂直关系和三棱锥的体积理解出现错误、计算错误

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

因为平面的中点,

所以到平面的距离为

的中点,连结.由,得.

的距离为,故.

所以四面体的体积

考查方向

本题主要考查直线与平面间的平行与垂直关系和三棱锥的体积等知识,为高考题的必考题,在近几年的各省高考题出现的频率较高

解题思路

(I)取PB的中点T,证明AMNT为平行四边形,可得到,再结合线面平行的判断定理可证;(II)由条件可知四面体的高,即点N到底面的距离为PA的一半,即求出结果

易错点

对直线与平面间的平行与垂直关系和三棱锥的体积理解出现错误、计算错误

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题型:简答题
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简答题 · 12 分

正方体中,沿平面将正方体分成两部分,其中一部分如图所示,过直线的平面与线段交于点

21.当重合时,求证:

22.当平面平面时,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)证明略;(2)

解析

(Ⅰ)连接,在正方形中,

正方体中,平面

平面平面

,即;-------------4分

考查方向

本题考查了空间垂直的证明及利用空间向量求二面角的余弦值

解题思路

利用线面垂直的判定定理及线面垂直的定义求证第1问

建立适当的空间直角坐标系,利用空间向量求解二面角的余弦值

易错点

平面的法向量计算出错

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)

解析

正方体中,两两垂直,

分别以轴建立空间直角坐标系,

,设

,设平面的法向量为

,即,令,得

平面的法向量为

平面的法向量为

平面平面,得,--------8分

设平面与平面所成锐二面角为

.-------------12分

考查方向

本题考查了空间垂直的证明及利用空间向量求二面角的余弦值

解题思路

利用线面垂直的判定定理及线面垂直的定义求证第1问

建立适当的空间直角坐标系,利用空间向量求解二面角的余弦值

易错点

平面的法向量计算出错

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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,已知AC⊥BC,BC=CC1,设AB1的中点为D,B1C∩BC1=E.

求证:

19.DE∥平面AA1C1C;

20.BC1⊥AB1

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)根据题意,得;E为B1C的中点,D为AB1的中点,所以DE∥AC;又因为DE⊄平面AA1C1C,AC⊂平面AA1C1C,所以DE∥平面AA1C1C; 

解析

(1)根据题意,得;E为B1C的中点,D为AB1的中点,所以DE∥AC;又因为DE⊄平面AA1C1C,AC⊂平面AA1C1C,所以DE∥平面AA1C1C;

考查方向

本题考查了直线与直线,直线与平面以及平面与平面的位置关系,是基础题目.

解题思路

根据中位线定理得DE∥AC,即证DE∥平面AA1C1C;

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)因为棱柱ABC﹣A1B1C1是直三棱柱,所以CC1⊥平面ABC,

因为AC⊂平面ABC,所以AC⊥CC1

又因为AC⊥BC,CC1⊂平面BCC1B1,BC⊂平面BCC1B1

BC∩CC1=C,所以AC⊥平面BCC1B1;又因为BC1⊂平面平面BCC1B1

所以BC1⊥AC因为BC=CC1,所以矩形BCC1B1是正方形,

所以BC1⊥平面B1AC;又因为AB1⊂平面B1AC,

所以BC1⊥AB1

解析

间答案

考查方向

本题考查了直线与直线,直线与平面以及平面与平面的位置关系,也考查了空间想象能力和推理论证能力的应用问题,是基础题目.

解题思路

先由直三棱柱得出CC1⊥平面ABC,即证AC⊥CC1;再证明AC⊥平面BCC1B1,即证BC1⊥AC;最后证明BC1⊥平面B1AC,即可证出BC1⊥AB1

易错点

本题考查了直线与直线,直线与平面以及平面与平面的位置关系,也考查了空间想象能力和推理论证能力的应用问题,在严格应用定理过程中易错.

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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,三棱柱中,

21.证明:

22.若,求三棱锥的体积.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

详见解析

解析

(Ⅰ)证明:取的中点,连接

              ,…………………………………………. 2分

为等边三角形.

,………….…….3分

又因为平面平面                                 .

平面.………………………………………..………….5分

平面,因此;…………………………….6分

考查方向

棱柱的性质及应用,直线和直线垂直的判定

解题思路

由线面垂直证明线线垂直

易错点

空间想象力不强,逻辑性不强

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

详见解析

解析

(Ⅱ)解:在等边,在等边

是直角三角形,且,故.……….….8分

由(Ⅰ)得

平面平面

平面

是三棱锥的高.……………………………..…………….9分

……………….12分

考查方向

求三棱锥的体积

解题思路

求三棱锥的底面积和高,然后计算其体积

易错点

计算能力弱,空间立体感不强

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题型:填空题
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填空题 · 20 分

请你谈一谈对“不同生产方式以及生产工艺中,生产物流管理所采用的方法和手段是不同的。”这句话的理解。

正确答案

测试

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题型:简答题
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简答题 · 12 分

在正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AB=AA1,D、E分别是棱A1B1、AA1的中点,点F在棱AB上,且AB=4AF.

24.求证:EF∥平面BDC1

25.求证:BC1⊥平面B1CE.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

证明:(1)取AB的中点M,

因为AB=4AF,

所以F为AM的中点,

又因为E为AA1的中点,

所以EF∥A1M,…(2分)

在正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,D,M分别为A1B1,AB的中点,

所以A1D∥BM,且A1D=BM,

则四边形A1DBM为平行四边形,

所以A1M∥BD,

所以EF∥BD,…(5分)

又因为BD⊂平面BDC1,EF⊄平面BDC1

所以,EF∥平面BDC1 …(7分)

解析

证明:(1)取AB的中点M,

因为AB=4AF,

所以F为AM的中点,

又因为E为AA1的中点,

所以EF∥A1M,…(2分)

在正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,D,M分别为A1B1,AB的中点,

所以A1D∥BM,且A1D=BM,

则四边形A1DBM为平行四边形,

所以A1M∥BD,

所以EF∥BD,…(5分)

又因为BD⊂平面BDC1,EF⊄平面BDC1

考查方向

立体集合,线面平行

解题思路

通过中位线,证明线线平行,进而证明线面平行。

易错点


教师点评

本题属于基础题,考察的方向比较清晰,同学们只要掌握了立体几何的基本定理就能很容易的证出本题。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

连接CE,B1E,B1C,

因为在正三角A1B1C1中,D为A1B1的中点,

所以,C1D⊥A1B1

所以,在正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,C1D⊥面ABB1A1

所以,C1D⊥B1E,

因为AA1=AB,

所以,四边形ABB1A1为正方形,由D,E分别为A1B1,AA1的中点,

所以,可证得BD⊥B1E,

所以,B1E⊥面C1DB,即BC1⊥B1E,…(11分)

又因为在正方形BB1C1C中,BC1⊥B1C,所以BC1⊥面B1CE,…(14分)

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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图甲,在矩形中,分别是的中点,,将矩形沿折起,如图乙,使平面平面,点的中点,点上运动.

21.证明:

22.若三棱锥的顶点都在体积为的球面上,求三棱锥的体积.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(Ⅰ)证明:由已知EFAEEFDE

EF⊥平面AED

ABEF,∴AB⊥平面AED,又EM平面AED,∴EMAB

又在等腰△AED中,MAD中点,故EMAD

EM ⊥平面ABCD,又CN平面ABCD,∴EMCN. ………………………(6分)

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(Ⅱ)解:∵三棱锥的顶点都在半径为的球面上,

注意到△CFN,△CBN都是直角三角形,CN是斜边,

故球心为CN的中点,即

在Rt△CFN中,

在Rt△FBN中,

.                                                                                                 ……………………(12分)

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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,四边形ABCD为菱形,G为AC与BD的交点,BE⊥平面ABCD.

19.证明:平面AEC⊥平面BED;

20.若∠ABC=120°,AE⊥EC,三棱锥—ACD的体积为,求该三棱锥的侧面积

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

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题型:简答题
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简答题 · 13 分

在如图所示的几何体中,平面平面的中点,

18.求证:∥平面

19.求证:平面

20.求三棱锥的体积.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

证明:设的中点,连结

中,的中点,,又因为,且,所以,所以四边形为平行四边形,所以

因为平面平面,所以∥平面.                                          …………4

解析

证明:设的中点,连结

中,的中点,,又因为,且,所以,所以四边形为平行四边形,所以

因为平面平面,所以∥平面.                                          …………4

考查方向

直线和平面平行的判定

解题思路

取AB的中点,连接FM和CM,利用三角形中位线和平行线的性质,推导出线面平行成立的条件。

易错点

证明出后,在证明DF平行平面ABC时,容易忽视平面平面这两个条件。

教师点评

本题考察学生做辅助线的能力,考查学生对三角形中位线,平行四边形的性质,以及直线与平面平行的判定定理的掌握程度。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

解:在直角三角形中,,所以

因为,所以为直角三角形,,        …………5

已知平面平面,平面平面

又因为,所以

平面,所以

,所以平面

因为平面,所以,                         …………7

中,因为的中点,所以

,所以平面

由()知,所以平面.                      …………9

解析

解析:在直角三角形中,,所以

因为,所以为直角三角形,,  

已知平面平面,平面平面

又因为,所以

平面,所以

,所以平面

因为平面,所以

中,因为的中点,所以

,所以平面

由()知,所以平面.

考查方向

直线与平面垂直的判定与性质。

解题思路

分别在三角形ABC和三角形ABE中应用勾股定理证明,根据,和平面平面,平面平面,证明平面,所以,得出平面平面由()知,所以平面

易错点

直接得出平面,记不住线面垂直的判定定理。

教师点评

本题难度中等,过程复杂,既考查了平面几何知识在立体几何中的灵活应用,又考察了直线和平面平行的判定和性质定理的应用。

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

解:由()知平面,所以为三棱锥的高,

所以.                           …………13

解析

解析:由()知平面,所以为三棱锥的高,

所以.      

考查方向

棱锥的体积公式

解题思路

三棱锥可以把任何一个面作为底,顶点到底面的距离作为高。这里把三角形CDE做底,BC做高,容易计算体积。

易错点

把BCE作为三棱锥的地面,很难求出高。

教师点评

本题考察学生对三棱锥体积公式的灵活运用。

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