题目列表(包括答案和解析)
5.(2010重庆文)(20)(本小题满分12分,(Ⅰ)小问5分,(Ⅱ)小问7分. )
如题(20)图,四棱锥中,底面为矩形,底面,,点是棱的中点.
(Ⅰ)证明:平面;
(Ⅱ)若,求二面角的平面角的余弦值.
4.(2010江西理)20. (本小题满分12分)
如图△BCD与△MCD都是边长为2的正三角形,平面MCD平面BCD,AB平面BCD,。
(1) 求点A到平面MBC的距离;
(2) 求平面ACM与平面BCD所成二面角的正弦值。
[解析]本题以图形拼折为载体主要考查了考查立体图形的空间感、点到直线的距离、二面角、空间向量、二面角平面角的判断有关知识,同时也考查了空间想象能力和推理能力
解法一:(1)取CD中点O,连OB,OM,则OB⊥CD,
OM⊥CD.又平面平面,则MO⊥平面,所以MO∥AB,A、B、O、M共面.延长AM、BO相交于E,则∠AEB就是AM与平面BCD所成的角.OB=MO=,MO∥AB,MO//面ABC,M、O到平面ABC的距离相等,作OHBC于H,连MH,则MHBC,求得:
OH=OCsin600=,MH=,利用体积相等得:。
(2)CE是平面与平面的交线.
由(1)知,O是BE的中点,则BCED是菱形.
作BF⊥EC于F,连AF,则AF⊥EC,∠AFB就是二面角A-EC-B的平面角,设为.
因为∠BCE=120°,所以∠BCF=60°.
,
,
所以,所求二面角的正弦值是.
[点评]传统方法在处理时要注意到辅助线的处理,一般采用射影、垂线、平行线等特殊位置的元素解决
解法二:取CD中点O,连OB,OM,则OB⊥CD,OM⊥CD,又平面平面,则MO⊥平面.
以O为原点,直线OC、BO、OM为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系如图.
OB=OM=,则各点坐标分别为O(0,0,0),C(1,0,0),M(0,0,),B(0,-,0),A(0,-,2),
(1)设是平面MBC的法向量,则,
,由得;由得;取,则距离
(2),.
设平面ACM的法向量为,由得.解得,,取.又平面BCD的法向量为,则
设所求二面角为,则.
[点评]向量方法作为沟通代数和几何的工具在考察中越来越常见,此类方法的要点在于建立恰当的坐标系,便于计算,位置关系明确,以计算代替分析,起到简化的作用,但计算必须慎之又慎
3.(2010全国卷2文)(19)(本小题满分12分)
如图,直三棱柱ABC-ABC 中,AC=BC, AA=AB,D为BB的中点,E为AB上的一点,AE=3 EB
(Ⅰ)证明:DE为异面直线AB与CD的公垂线;
(Ⅱ)设异面直线AB与CD的夹角为45°,求二面角A-AC-B的大小
[解析]本题考查了立体几何中直线与平面、平面与平面及异面直线所成角与二面角的基础知识。
(1)要证明DE为AB1与CD的公垂线,即证明DE与它们都垂直,由AE=3EB1,有DE与BA1平行,由A1ABB1为正方形,可证得,证明CD与DE垂直,取AB中点F。连结DF、FC,证明DE与平面CFD垂直即可证明DE与CD垂直。
(2)由条件将异面直线AB1,CD所成角找出即为FDC,设出AB连长,求出所有能求出的边长,再作出二面角的平面角,根据所求的边长可通过解三角形求得。
2.(2010辽宁理)(19)(本小题满分12分)
已知三棱锥P-ABC中,PA⊥ABC,AB⊥AC,PA=AC=½AB,N为AB上一点,AB=4AN,M,S分别为PB,BC的中点.
(Ⅰ)证明:CM⊥SN;
(Ⅱ)求SN与平面CMN所成角的大小.
证明:
设PA=1,以A为原点,射线AB,AC,AP分别为x,y,z轴正向建立空间直角坐标系如图。
则P(0,0,1),C(0,1,0),B(2,0,0),M(1,0,),N(,0,0),S(1,,0).……4分
(Ⅰ),
因为,
所以CM⊥SN ……6分
(Ⅱ),
设a=(x,y,z)为平面CMN的一个法向量,
则 ……9分
因为
所以SN与片面CMN所成角为45°。 ……12分
1.(2010辽宁文)(19)(本小题满分12分)
如图,棱柱的侧面是菱形,
(Ⅰ)证明:平面平面;
(Ⅱ)设是上的点,且平面,求的值.
解:(Ⅰ)因为侧面BCC1B1是菱形,所以
又已知
所又平面A1BC1,又平面AB1C ,
所以平面平面A1BC1 .
(Ⅱ)设BC1交B1C于点E,连结DE,
则DE是平面A1BC1与平面B1CD的交线,
因为A1B//平面B1CD,所以A1B//DE.
又E是BC1的中点,所以D为A1C1的中点.
即A1D:DC1=1.
12.若一个底面是正三角形的三棱柱的正视图如图所示,则其表面积等于 .
[答案]
[解析]由正视图知:三棱柱是以底面边长为2,高为1的正三棱柱,所以底面积为
,侧面积为,所以其表面积为。
[命题意图]本题考查立体几何中的三视图,考查同学们识图的能力、空间想象能力等基本能力。
8.(2010福建理数)
7.(2010湖北理数)13.圆柱形容器内部盛有高度为8cm的水,若放入三个相同的球(球的半径与圆柱的底面半径相同)后,水恰好淹没最上面的球(如图所示),则球的半径是 cm。
[答案]4
[解析]设球半径为r,则由可得,解得r=4.
6.(2010湖南理数)13.图3中的三个直角三角形是一个体积为20的几何体的三视图,则 .
5.(2010湖北文数)14.圆柱形容器内盛有高度为3cm的水,若放入三个相同的珠(球的半么与圆柱的底面半径相同)后,水恰好淹没最上面的球(如图所示),则球的半径是____cm.
[答案]4
[解析]设球半径为r,则由可得,解得r=4.
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