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题型: 单选题
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单选题

如图,在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AB=BC=CA=2PA,D、E分别是棱AB,AC上的动点,且AD=CE,连接DE,当三棱锥P-ADE体积最大时,平面PDE和平面PBC所成二面角的余弦值为(  )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

解:由题意,设AB=BC=CA=2PA=2,AD=CE=t,则三棱锥P-ADE体积为=

=-

∴t=1时,三棱锥P-ADE体积最大,此时,D、E分别是棱AB,AC上的中点

取DE中点M,BC中点N,连接PM,MN,PN,则

∵DE∥BC,PM⊥DE,PN⊥BC

∴∠MPN为平面PDE和平面PBC所成二面角,

在△MNP中,PM=,MN=,PN=2,

∴cos∠MPN===

故选D.

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题型:简答题
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简答题

 如图在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=AA1=2,BC=1,点E、F、G分别是AA1、AB、DD1的中点.

(I)求证:FG∥平面BCD1

(II)求二面角A-CE-D的正弦值.

正确答案

解:(I)过G作GM∥CD交CC1于M,交D1C于O,连接BO.

∵G为DD1的中点,∴O为D1C的中点

从而GO

故四边形GFBO为平行四边形…(3分)

∴GF∥BO

又GF⊄平面BCD1,BO⊂平面BCD1

∴GF∥平面BCD1. …(5分)

(II)过A作AH⊥DE于H,过H作HN⊥EC于N,连接AN.

∵DC⊥平面ADD1A1

∴CD⊥AH.

又∵AH⊥DE,

∴AH⊥平面ECD.

∴AH⊥EC. …(7分)

又HN⊥EC

∴EC⊥平面AHN.

故AN⊥CE,

∴∠ANH为二面角A-CE-D的平面角 …(9分)

在Rt△EAD中,∵AD=AE=1,∴AH=

在Rt△EAC中,∵EA=1,AC=,∴

…(12分)

解析

解:(I)过G作GM∥CD交CC1于M,交D1C于O,连接BO.

∵G为DD1的中点,∴O为D1C的中点

从而GO

故四边形GFBO为平行四边形…(3分)

∴GF∥BO

又GF⊄平面BCD1,BO⊂平面BCD1

∴GF∥平面BCD1. …(5分)

(II)过A作AH⊥DE于H,过H作HN⊥EC于N,连接AN.

∵DC⊥平面ADD1A1

∴CD⊥AH.

又∵AH⊥DE,

∴AH⊥平面ECD.

∴AH⊥EC. …(7分)

又HN⊥EC

∴EC⊥平面AHN.

故AN⊥CE,

∴∠ANH为二面角A-CE-D的平面角 …(9分)

在Rt△EAD中,∵AD=AE=1,∴AH=

在Rt△EAC中,∵EA=1,AC=,∴

…(12分)

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题型:简答题
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简答题

如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AA1=AD=1,E为CD中点.

(1)求证:B1E⊥AD1

(2)若AB=2,求二面角A-B1E-A1的大小.

正确答案

(1)证明:因为AA1D1D为正方形,所以A1D⊥AD1

又B1E⊂面A1B1CD⇒AD1⊥B1E.

(2)解:如图建立空间直角坐标系,则A(0,0,0),B1(2,0,1),E(1,1,0),

所以

=(x,y,z)为面AB1E的一个法向量,则,即

取面AB1E的一个法向量为

同理可取面A1B1E一个法向量为

设二面角A-B1E-A1为α,则

,即二面角A-B1E-A1的大小为

解析

(1)证明:因为AA1D1D为正方形,所以A1D⊥AD1

又B1E⊂面A1B1CD⇒AD1⊥B1E.

(2)解:如图建立空间直角坐标系,则A(0,0,0),B1(2,0,1),E(1,1,0),

所以

=(x,y,z)为面AB1E的一个法向量,则,即

取面AB1E的一个法向量为

同理可取面A1B1E一个法向量为

设二面角A-B1E-A1为α,则

,即二面角A-B1E-A1的大小为

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题型:简答题
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简答题

如图,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,点D在边BC上,AD⊥C1D.

(1)求证:平面ADC1⊥平面BCC1B1

(2)若AA1=AB,求二面角C1-AD-C的大小.

正确答案

解:AD⊥平面CDC1

则AD⊥平面BCC1B1

∵AD⊂平面ADC1

∴平面ADC1⊥平面BCC1B1

(2)∵C1D⊥AD,CD⊥AD,

∴∠CDC1为二面角的平面角,

在Rt△C1CD中,∵

∴二面角C1-AD-C的大小为600

解析

解:AD⊥平面CDC1

则AD⊥平面BCC1B1

∵AD⊂平面ADC1

∴平面ADC1⊥平面BCC1B1

(2)∵C1D⊥AD,CD⊥AD,

∴∠CDC1为二面角的平面角,

在Rt△C1CD中,∵

∴二面角C1-AD-C的大小为600

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题型:填空题
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填空题

有一个角为30°的三角板,斜边放在桌面内,三角板与桌面成30°的二面角,则三角板最短边所在的直线与桌面所成的角的正弦值为______

正确答案

解析

解:如图,过C作CD⊥平面α,过D作DE⊥AB于E,连接CE,则∠CED为二面角的平面角,∠CBD为CB与平面α所成的角.

设BC=a,则AB=2a,AC=a,所以CE=a,

在Rt△CDE中,CD=a,

在Rt△CDB中,sin∠CBD==

故答案为:

百度题库 > 高考 > 数学 > 二面角的平面角及求法

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