2019版高考数学(理)高分计划一轮狂刷练:第7章 立体几何 7-7a .doc

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1、重点保分 两级优选练A级一、选择题1已知点A(2,5,1),B(2,2,4),C(1,4,1),则向量与的夹角为()A30 B45 C60 D90答案C解析由已知得(0,3,3),(1,1,0),cos,.向量与的夹角为60.故选C.2(2018伊宁期末)三棱锥ABCD中,平面ABD与平面BCD的法向量分别为n1,n2,若n1,n2,则二面角ABDC的大小为()A. B. C.或 D.或答案C解析二面角的范围是0,且n1,n2,二面角ABDC的大小为或.故选C.3(2017太原期中)已知直四棱柱ABCDA1B1C1D1中,底面ABCD为正方形,AA12AB,E为AA1的中点,则异面直线BE与C

2、D1所成角的余弦值为()A. B. C. D.答案C解析如图,以D为坐标原点建立如图所示空间直角坐标系设AA12AB2,则B(1,1,0),E(1,0,1),C(0,1,0),D1(0,0,2)(0,1,1),(0,1,2)cos,.故选C.4如图所示,在正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F分别在A1D,AC上,且A1EA1D,AFAC,则()AEF至多与A1D,AC之一垂直BEFA1D,EFACCEF与BD1相交DEF与BD1异面答案B解析以D点为坐标原点,以DA,DC,DD1所在直线分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,如图所示设正方体棱长为1,则A1(1,0,1),D(0,0,0

3、),A(1,0,0),C(0,1,0),E,F,B(1,1,0),D1(0,0,1),(1,0,1),(1,1,0),(1,1,1),0,从而EFBD1,EFA1D,EFAC.故选B.5(2018河南模拟)如图所示,直三棱柱ABCA1B1C1的侧棱长为3,底面边长A1C1B1C11,且A1C1B190,D点在棱AA1上且AD2DA1,P点在棱C1C上,则的最小值为()A. B C. D答案B解析建立如图所示的直角坐标系,则D(1,0,2),B1(0,1,3),设P(0,0,z)(0z3),则(1,0,2z),(0,1,3z),00(2z)(3z)2,故当z时,取得最小值为.故选B.6(2018

4、沧州模拟)如图所示,在正方体ABCDABCD中,棱长为1,E,F分别是BC,CD上的点,且BECFa(0a0),(1,0,a)设平面EBD的法向量为n(x,y,z),则有即令z1,则n(2,0,1),由题意得sin45|cos,n|,解得a3或.由a0,得a3,(1,0,3),(1,2),cos,故异面直线OF与BE所成的角的余弦值为.16(2014全国卷)如图,四棱锥PABCD中,底面ABCD为矩形,PA平面ABCD,E为PD的中点(1)证明:PB平面AEC;(2)设二面角DAEC为60,AP1,AD,求三棱锥EACD的体积解(1)证明:连接BD交AC于点O,连接EO.因为ABCD为矩形,所

5、以O为BD的中点又E为PD的中点,所以EOPB.又EO平面AEC,PB平面AEC,所以PB平面AEC.(2)因为PA平面ABCD,ABCD为矩形,所以AB,AD,AP两两垂直如图,以A为坐标原点,的方向为x轴的正方向,|为单位长度,建立空间直角坐标系Axyz,则D(0,0),E,.设B(m,0,0)(m0),则C(m,0),(m,0)设n1(x,y,z)为平面ACE的法向量,则即可取n1.又n2(1,0,0)为平面DAE的法向量,由题设得|cosn1,n2|,即 ,解得m.因为E为PD的中点,所以三棱锥EACD的高为.三棱锥EACD的体积V.17(2017河北衡水中学调研)如图1所示,在直角梯

6、形ABCD中,ADBC,BAD,ABBC1,AD2,E是线段AD的中点,O是AC与BE的交点将ABE沿BE折起到A1BE的位置,如图2所示(1)证明:CD平面A1OC;(2)若平面A1BE平面BCDE,求直线BD与平面A1BC所成角的正弦值解(1)证明:在题图1中,连接CE,因为ABBC1,AD2,E是AD的中点,BAD,所以四边形ABCE为正方形,四边形BCDE为平行四边形,所以BEAC.在题图2中,BEOA1,BEOC,又OA1OCO,从而BE平面A1OC.又CDBE,所以CD平面A1OC.(2)由(1)知BEOA1,BEOC,所以A1OC为二面角A1BEC的平面角,又平面A1BE平面BC

7、DE,所以A1OC,所以OB,OC,OA1两两垂直如图,以O为原点,OB,OC,OA1所在直线分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,则B,E,A1,C,得,由(,0,0),得D.所以.设平面A1BC的法向量为n(x,y,z),直线BD与平面A1BC所成的角为,则得取x1,得n(1,1,1)从而sin|cos,n|,即直线BD与平面A1BC所成角的正弦值为.18.九章算术中,将底面为长方形且有一条侧棱与底面垂直的四棱锥称之为阳马,将四个面都为直角三角形的四面体称之为鳖臑如图,在阳马PABCD中,侧棱PD底面ABCD,且PDCD,过棱PC的中点E,作EFPB交PB于点F,连接DE,DF,BD,

8、BE.(1)证明:PB平面DEF.试判断四面体DBEF是否为鳖臑?若是,写出其每个面的直角(只需写出结论);若不是,说明理由;(2)若平面DEF与平面ABCD所成二面角的大小为,求的值解(1)证明:如图,以D为原点,射线DA,DC,DP分别为x,y,z轴的正半轴,建立空间直角坐标系设PDDC1,BC,则D(0,0,0),P(0,0,1),B(,1,0),C(0,1,0),(,1,1),点E是PC的中点,所以E,于是0,即PBDE.又已知EFPB,而DEEFE,所以PB平面DEF.因(0,1,1),0,则DEPC,所以DE平面PBC.由DE平面PBC,PB平面DEF,可知四面体BDEF的四个面都是直角三角形,即四面体BDEF是一个鳖臑,其四个面的直角分别为DEB,DEF,EFB,DFB.(2)由PD平面ABCD,所以(0,0,1)是平面ABCD的一个法向量;由(1)知PB平面DEF,所以(,1,1)是平面DEF的一个法向量若平面DEF与平面ABCD所成二面角的大小为,则cos,解得.所以.故当平面DEF与平面ABCD所成二面角的大小为时,.

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