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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,在四棱锥中,平面,四边形是菱形,,E是PB上任意一点 .

(1)求证: AC⊥DE;

(2)已知二面角的余弦值为,若的中点,求与平面所成角的正弦值 .

正确答案

见解析

解析

解析: (1)证明:∵ 平面平面

又∵是菱形  ∴

平面   ∵平面

             …………6分

(2)分别以方向为轴建立空间直角坐标系,设,则

由(1)知:平面的法向量为,令平面PAB的法向量为

则根据

因为二面角A-PB-D的余弦值为,则,即

   ………………9分

设EC与平面PAB所成的角为,∵

    ………………12分

知识点

异面直线及其所成的角
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图,五面体中,.底面是正三角形, .四边形是矩形,二面角为直二面角。

(1)上运动,当在何处时,有∥平,并且说明理由;

(2)当∥平面时,求二面角余弦值。

正确答案

见解析

解析

(1)当中点时,有平面

证明:连结,连结∵ 四边形是矩形

中点又中点,从而

平面,平面平面

(2)

建立空间直角坐标系如图所示,则,,,,

所以,

平面的法向量,则有,,即

,得面的一个法向量为,面的一个法向量为

所以,故二面角的余弦值

知识点

异面直线及其所成的角
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

中国蓝球职业联赛(CBA)的总决赛采用七局四胜制,当两支实力水平相当的球队进入总决赛时,根据以往经验,第一场比赛中组织者可获票房收入万元,以后每场比赛票房收入比上一场增加万元,当两队决出胜负后,求:

(1)组织者至少可以获得多少票房收入?

(2)决出胜负所需比赛场次的均值.

正确答案

见解析

解析

(1)设n为比赛的场数,为第n场比赛的票房收入,

               (2分)

组织者至少可以获得票房收入是:万元

(2)(理)当表示决出胜负的比赛场数,则的取值为4,5,6,7,      (5分)

          (6分)             (7分)

             (8分)

                  (9分)

的概率分布列为:

,            (11分)

所以决出胜负的比赛场次的均值为6场.             (12分)

知识点

异面直线及其所成的角
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

如图所示,四面体ABCD中,AB⊥BD、AC⊥CD且AD =3。BD=CD=2。

(1)求证:AD⊥BC;

(2)求二面角B—AC—D的余弦值。

正确答案

见解析

解析

(1)证明:作AH⊥平面BCD于H,连接BH、CH、DH,

易知四边形BHCD是正方形,且AH=1,以D为原

点,以DB所在直线为x轴,DC所在直线为y轴,

以垂直于DB,的直线为z轴,建立空间直角坐

标系,如图所示,则B(2,0,0),C(0,2,0),A(2,2,1),

所以=4分

因此·=,所以AD⊥BC.6分

(2)设平面ABC的法向量为n1=(x,y,z),则由n1⊥知:n1·=

同理由n1⊥知:n1·=

可取n1

同理,可求得平面ACD的一个法向量为10分

∴cos〈n1,n2〉==

即二面角B—AC—D的余弦值为12分

知识点

异面直线及其所成的角
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

在直三棱柱中,

(1)若异面直线所成的角为,求棱柱的高;

(2)设的中点,与平面所成的角为,当棱柱的高变化时,求的最大值。

正确答案

见解析

解析

解析:解法1:

(1)由三棱柱是直三棱柱可知,即为其高.

如图1,因为,所以是异面直线所成的角或其补角.

连接,因为,所以.

在Rt△中,由,可得.              3分

又异面直线所成的角为,所以,即△为正三角形.

于是.

在Rt△中,由,得,即棱柱的高为.        3分

(2)设,如图1,过点在平面内作于F,则

平面平面,得.

,所以平面.

就是与平面所成的角,即.                  2分

中,由,得

中,由,得

中,.                    2分

因为,当且仅当,即时,等号成立.

所以

故当时,的最大值.                                         2分

解法2:

建立如图2所示的空间直角坐标系

,则有

.                              2分

(1)因为异面直线所成的角,所以,    2分

,得,解得.                       2分

(2)由的中点,得,于是.

设平面的法向量为,于是由,可得

 即 可取,                       2分

于是.

.        2分

因为,当且仅当,即时,等号成立.

所以

故当时,的最大值.                              2分

知识点

异面直线及其所成的角
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