0  425733  425741  425747  425751  425757  425759  425763  425769  425771  425777  425783  425787  425789  425793  425799  425801  425807  425811  425813  425817  425819  425823  425825  425827  425828  425829  425831  425832  425833  425835  425837  425841  425843  425847  425849  425853  425859  425861  425867  425871  425873  425877  425883  425889  425891  425897  425901  425903  425909  425913  425919  425927  447090 

2.求二面角的方法是:

①找(或作)平面角,②用射影法: cosθ=

③用异面直线上两点间距离公式.

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1.注意线线垂直、线面垂直、面面垂直之间的转化和应用.

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[例1] 如下图,在三棱锥S-ABC中,SA⊥平面ABC,平面SAB⊥平面SBC.

(1)求证:ABBC

(2)若设二面角S-BC-A为45°,SA=BC,求二面角A-SC-B的大小.

证明(1):作AHSBH

 ∵平面SAB⊥平面SBC

 ∴AH⊥平面SBC.  ,又SA⊥平面ABC, 

 ∴SABC.SASB=S

BC⊥平面SAB.  ∴BCAB.

解(2):∵SA⊥平面ABC,∴SABC.

∴平面SABBC,∠SBA为二面角S-BC-A的平面角.

∴∠SBA=45°.设SA=AB=BC=a.作AESCE,连结EH.

由(1)知AH⊥平面SBC, ∴AE在面SBC内的射影EHSC,∠AEH为二面角A-SC-B的平面角,

AH=aAC=aSC=aAE=a

sinAEH=,二面角A-SC-B为60°.

[例2] 已知正三棱柱ABC-A1B1C1,若过面对角线AB1且与另一面对角线BC1平行的平面交上底面A1B1C1的一边A1C1于点D.

(1)确定D的位置,并证明你的结论;

(2)证明:平面AB1D⊥平面AA1D

(3)若ABAA1=,求平面AB1D与平面AB1A1所成角的大小.

分析:本题结论不定,是“开放性”的,点D位置的确定如果仅凭已知条件推理难以得出.由于AB1BC1这两条面对角线是相邻二侧面上的异面直线,于是可考虑将BC1沿BA平行移动,BC1AE1位置,则平面AB1E1一定平行BC1,问题可以解决.

(1)解:如下图,将正三棱柱ABC-A1B1C1补成一直平行六面体ABCE-A1B1C1E1,由AE1BC1AE1平面AB1E1,知BC1∥平面AB1E1,故平面AB1E1应为所求平面,此时平面AB1E1A1C1于点D,由平行四边形对角线互相平行性质知,DA1C1的中点.

(2)证明:连结B1D,则B1DA1C1;从直三棱柱定义知AA1⊥底面A1B1C1

AA1B1D, 又A1DAA1=A1

B1D⊥平面AA1D,又B1D平面AB1D

∴平面AB1D⊥平面AA1D.

(3)解:因为平面AB1D∩平面AA1D=AD,所以过A1A1HAD于点H.作HFAB1于点F,连结A1F,从三垂线定理知A1FAB1.

故∠A1FH是二面角A1-AB1-D的平面角.

设侧棱AA1=1,侧棱AB=.

于是AB1== .

RtAB1A1中,A1F===

RtAA1D中,AA1=1,A1D=A1C1=

AD== .

 ∴A1H==.

RtA1FH中,sinA1FH==,∴∠A1FH=45°.

因此知平面AB1D与平面AB1A1所成角为450或1350.

[例3]在四棱锥P-ABCD中,已知ABCD为矩形,PA ⊥平面ABCD,设PA=AB=1,BC=2,求二面角B-PC-D的大小.

解析1.定义法 过DDEPCE

EEFPC,交BCF,连接

FD,则 是所求二面角B-PC-D

的平面角.求解二面角B-PC-D的大小,只需解△DEF即可.所求角为

解析2.垂面法 易证面PAB⊥面PBC,过AAMBPM,显然AM ⊥面PBC,从而有AMPC,同法可得ANPC,再由AMAN相交与APC ⊥面AMN.设面AMNPCQ

为二面角B-PC-D的平面角;

MAN为它的补角,在三角形AMN中可解.计算较繁.

解析3.利用三垂线求解把四棱锥P-ABCD补成如图的直三棱柱PAB-EDC,显然二面角E-PC-D与二面角D-PC-B互补,转化为求二面角E-PC-D.

易证面PEDAPDC,过EEFPD

F,显然PF ⊥面PDC,在面PCE内,

EEGPCG,连接GF,由三

线得GFPC为二面角E-PC-D的平面角,只需解△EFG即可.

解析4. 射影面积法。由解析3知,△PFC为△ PEC

在面PDC上的射影,由射影面积公式得 ,所求角为

解析5.在面PDC内,分别过DBDEPCEBFPCF,连接EF即可.利用平面知识求BFEFDE的长度,再利用空间余弦定理求出q 即可.

思悟提炼:想一想求二面角都用了哪些方法:

[例4]由一点S引不共面的三条射线SASBSC,设ÐASB=a,ÐBSC=b,ÐASC=g,其中abg均为锐角,则平面ASB^平面BSC的充要条件是cosa×cosb=cosg

证明:必要性.如图(1), 过点AAD^SBD.

∵平面ASB^平面BSC, ∴AD^平面BSC

DDE^SCE,连AE,则AE^SC

RtADS中,cosa=

RtDES中,cosb=

例3.

RtAES中,cosg=,由此可得

cosa×cosb=×==cosg. 必要性得证.

充分性.如图2,过点AAA1^SBA1,过点A1A1C1^SCC1.

RtAA1S中,cosa=

RtA1C1S中,cosb=;

cosg=cosa×cosb=×=,

SC1=SA×cosg

AAC1¢^SC,垂足为C1¢,在RtAC1¢S中,SC1¢=SA×cosg

由此得SC1¢=SC1,即C1¢与C1重合,故SC^AC1

SC^A1C1,且AC1IA1C1=C1

SC^平面AA1C1,∴SC^AA1

又∵SB^AA1SBISC=S

AA1^平面BSC,而AA1Ì平面ASB

∴平面ASB^平面BSC.充分性得证.

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5.  MDPCMBPC ;  6. a

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6.夹在互相垂直的两个平面之间长为2a的线段和这两个平面所成的角分别为45°和30°,过这条线段的两个端点分别向这两个平面的交线作垂线,则两垂足间的距离为_____________.

答案提示:1-4.CBBB

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5.如图在四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,底面各边都相等,MPC上的一动点,当点M满足__________时,平面MBD⊥平面PCD.

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4.P为△ABC所在平面外的一点,则点P在此三角形所在平面上的射影是△ABC垂心的充分必要条件是

A.PA=PB=PC   B.PABCPBAC  (  )

C.点P到△ABC三边所在直线距离相等

D.平面PAB、平面PBC、平面PAC与△ABC所在的平面所成的角相等

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3.设两个平面αβ,直线l ,下列三个条件:① lα; ② lβ;③αβ,若以其中两个作为条件,另一个作为结论,可构成正确命题的个数是     (  )

A.3   B.2    C. 1   D. 0

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2.设是两条不同的直线,是两个不同的平面.考查下列命题,其中正确的命题是    (  )     

 

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1.在三棱锥A-BCD中,若ADBCBDAD,△BCD是锐角三角形,那么必有(  )

A.平面ABD⊥平面ADC     

B.平面ABD⊥平面ABC

C.平面ADC⊥平面BCD   

   D.平面ABC⊥平面BCD

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