题目内容
如图,四棱柱中,平面.
(Ⅰ)从下列①②③三个条件中选择一个做为的充分条件,并给予证明;
①,②;③是平行四边形.
(Ⅱ)设四棱柱的所有棱长都为1,且为锐角,求平面与平面所成锐二面角的取值范围.
(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ).
解析试题分析:(Ⅰ)由平面和可以得到平面,从而可以得到,结合作已知条件,可以证明平面,进而可以得到;
(Ⅱ)建立空间直角坐标系,将题中涉及的关键点用参数表示出来,并将问题中涉及的二面角的余弦值利用参数表示出来,结合函数的方法确定二面角的余弦值的取值范围,进而确定二面角的取值范围.
试题解析:(Ⅰ)条件②,可做为的充分条件. 1分
证明如下:
平面,,平面, 2分
∵平面,.
若条件②成立,即,∵,平面, 3分
又平面,. ..4分
(Ⅱ)由已知,得是菱形,.
设,为的中点,则平面,
∴、、交于同一点且两两垂直. 5分
以分别为轴建立空间直角坐标系,如图所示.6分
设,,其中,
则,,,,,
,, 7分
设是平面的一个法向量,
由得令,则,,
, 9分
又是平面的一个法向量, 10分
, 11分
令,则,为锐角,
,则,,
因为函数在上单调递减,,
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