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1、

已知在四棱锥1中,底面2是矩形,且345平面678分别是线段910的中点.

(1)证明:11

(2)在线段12上是否存在点13,使得14∥平面15,若存在,确定点13的位置;若不存在,说明理由.

(3)若16与平面17所成的角为18,求二面角19的余弦值

20

更新时间:2024-04-28 01:08:05
【考点】
【答案】

(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)1

【解析】

试题分析:(1)利用已知的线面垂直关系建立空间直角坐标系,准确写出相关点的坐标,从而将几何证明转化为向量运算.其中灵活建系是解题的关键.(2)证明证线线垂直,只需要证明直线的方向向量垂直;(3)把向量夹角的余弦值转化为两平面法向量夹角的余弦值;(4)空间向量将空间位置关系转化为向量运算,应用的核心是要充分认识形体特征,建立恰当的坐标系,实施几何问题代数化.同时注意两点:一是正确写出点、向量的坐标,准确运算;二是空间位置关系中判定定理与性质定理条件要完备.

试题解析:解法一:(1)∵1平面2345,建立如图所示的空间直角坐标系6,则7.   2分

不妨令891011

12.   4分

1314

(2)设平面15的法向量为16,由17,得18,令19

得:20.∴21.  6分

22点坐标为232425,则26,要使27∥平面28,只需29,即30,得31,从而满足32的点33即为所求. 8分

(3)∵34,∴35是平面36的法向量,易得37,  9分

又∵1平面2,∴3839与平面40所成的角,

4142,平面15的法向量为43     10分

44

故所求二面角45的余弦值为46. 12分

解法二:(1)证明:连接47,则4849

50,∴51,∴52   2分

53,∴54,又55

56  4分

(2)过点575859于点60,则61∥平面62,且有635分

再过点64656667于点68,则69∥平面7071,∴  平面72∥平面73 7分  ∴  74∥平面75.从而满足32的点33即为所求. 8分

(3)∵1平面2,∴3839与平面40所成的角,且41

76   9分

77的中点78,则7980817980平面82

在平面83中,过8485,连接86,则87

88即为二面角89的平面角 10分

9091,∴92,∵93,且94

∴  9596,∴97 12分

题型:解答题 题类: 难度:较难 组卷次数:0
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