题目内容

【题目】已知正方体的棱长为的中点,下列说法中正确的是(

A.所成的角大于

B.到平面的距离为1

C.三棱锥的外接球的表面积为

D.直线与平面所成的角为

【答案】D

【解析】

对于A选项,取的中点为,可得,则所成的角,结合余弦定理即可判断;

对于B选项,求出四棱锥的所有棱长,从而可得四棱锥的高即为到平面的距离;

对于C选项,可判断三棱锥的外接球即四棱锥的外接球,根据勾股定理可求出四棱锥的外接球半径,再根据球的表面积公式即可判断;

对于D选项,设交平面于点,通过线面垂直的判定定理,可推出,从而可找出直线与平面所成的角,再利用余弦定理即可求得直线与平面所成的角的大小.

解:如图,正方体的棱长为的中点,

对于,取的中点为,连接

,则所成的角即为所成的角,即为

中,

由余弦定理得:

,而异面直线夹角为,即

所以,故A不正确;

连接

因为为矩形,且

则四棱锥的顶点投影在底面的中心,即底面对角线的中点,

而底面的对角线为:

则四棱锥的高为:

到平面的距离为,故B不正确;

由图可知,的四点共面,

所以三棱锥的外接球即四棱锥的外接球,

设四棱锥的外接球半径为

,解得

则三棱锥的外接球表面积,故C不正确;

连接,其中交于点

交平面于点,连接

由于四点共面,平面在平面内,

则直线与平面所成的角即为直线与平面所成的角,

因为正方体,则

平面,则,且

所以平面平面

,则为直线与平面所成的角,

中,

,得

所以在中,,则

即:直线与平面所成的角为

所以直线与平面所成的角为,故D正确.

故选:D.

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