广东省2009届高三数学模拟试题分类汇总――立体几何

一、选择题

1、(2009揭阳)某师傅需用合板制作一个工作台,工作台由主体和附属两部分组成,主体部分全封闭,附属部分是为了防止工件滑出台面而设置的三面护墙,其大致形状的三视图如右图所示(单位长度: cm), 则按图中尺寸,做成的工作台用去的合板的面积为(制作过程合板的损耗和合板厚度忽略不计)(  )D w

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.w.w.k.s.5.u.c.o.m

 

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A.                  B  

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C.           D.

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2、(2009广东五校)在下列关于直线与平面的命题中,真命题是(   )B

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(A)若,且,则                (B)若,且,则

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(C)若,且,则            (D)若,且,则

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3、(2009番禺)一个几何体的三视图如右图,其中主视图和左视图都是边长为1的正三角形,那么这个几何体的侧面积为(  )A

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   A.               B.           C.          D.

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4、(2009吴川)已知α、β是两个不同平面,mn是两条不同直线,则下列命题不正确的是(    )D

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       A.                        B.mnm⊥α,则n⊥α

       C.n∥α,n⊥β,则α⊥β       D.m∥β,mn,则n⊥β

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5、(2009北江中学)如图是一个空间几何体的主视图、左视图、俯视图,如果主视图、左视图所对应的三角形皆为边长为2的正三角形,主视图对应的四边形为正方形,那么这个几何体的体积为(  )B w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

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  A.     B.       C.      D.不确定

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6、(2009北江中学)已知是两个不同的平面,m,n是两条不同的直线,给出下列命题:

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①若

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②若

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③如果相交;

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④若

其中正确的命题是 (    ) D

       A.①②                               B.②③                C.③④               D.①④

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7、(2009珠海)已知某个几何体的三视图如下,根据图中标出的尺寸(单位:cm),可得这个几何体的体积是( C  )

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A.           B.       

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C.        D.

 

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8、(2009潮州)设是空间不同的直线或平面,对下列四种情形:

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均为直线;② *是直线,是平面;③ 是直线,是平面;④ 均为平面。

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其中使“”为真命题的是 (  )C

     A ③ ④           B ① ③                       C ② ③                    D ① ②

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9、(2009澄海)设m,n是两条不同的直线,是三个不同的平面,给出下列四个命题:

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①若m⊥,n∥,则m⊥n;

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②若,m⊥,则m⊥

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③若m∥,n∥,则m∥n;

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④若,则

其中正确命题的序号是(  )A

A.①和②        B.②和③      C.③和④       D.①和④

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10、(2009韶关田家炳)设是两条不同的直线,是两个不同的平面,下列命题中,其中正确的命题是(     )

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A.        B.

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C.         D.

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二、解答题

1、(2009广雅期中)已知四棱锥的三视图如下图所示,是侧棱上的动点.

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(1) 求四棱锥的体积;

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(2) 是否不论点在何位置,都有?证明你的结论;

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(3) 若点的中点,求二面角的大小.

 

 

 

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2、(2009广雅期中)如图,已知平面平面,△为等边三角形,

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的中点.

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(1) 求证:平面

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(2) 求证:平面平面

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(3) 求直线和平面所成角的正弦值.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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3、(09广东四校理期末)如图所示,在矩形ABCD中,AD=2AB=2,点E是AD的中点,将△DEC沿CE折起到△D′EC的位置,使二面角DECB是直二面角.

    (1)证明:BEC D

    (2)求二面角D―BCE的正切值.

                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4(09广东四校文期末)如图:直三棱柱ABC-A1B1C1中,  AC=BC=AA1=2,∠ACB=90°.E为BB1的中点,D点在AB上且DE=.

(Ⅰ)求证:CD⊥平面A1ABB1

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(Ⅱ)求三棱锥A1-CDE的体积.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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5、(09北江中学文期末)如图,在底面是矩形的四棱锥中,为别为

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的中点,且

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(Ⅰ)求四棱锥的体积;

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(Ⅱ)求证:直线∥平面

  

 

 

 

 

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6、(2009广东东莞)在直三棱柱中,,且异面直线所成的角等于,设.

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(1)求的值;

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(2)求平面与平面所成的锐二面角的大小.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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7、(2009广州海珠)如图6,在直角梯形ABCP中,AP//BC,APAB,AB=BC=,D是AP的中点,E,F,G分别为PC、PD、CB的中点,将沿CD折起,使得平面ABCD,如图7.

(Ⅰ)求证:AP//平面EFG;

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 (Ⅱ) 求二面角的大小;

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(Ⅲ)求三棱椎的体积.

 

 

 

 

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8、(2009广州(一))如图,四棱锥中,平面,四边形是矩形,分别是的中点.若

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(Ⅰ)求证:平面

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(Ⅱ) 求点到平面的距离;

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(Ⅲ)求直线平面所成角的正弦值.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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9、(2009广东揭阳)如图,已知是底面为正方形的长方体,,点上的动点.

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(1)试判断不论点上的任何位置,是否都有平面

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垂直于平面?并证明你的结论;

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(2)当的中点时,求异面直线所成角的余弦值;

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(3)求与平面所成角的正切值的最大值.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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10、(2009广东潮州期末)如图,在四棱锥中,底面为直角梯形,垂直于底面分别为的中点。                                       

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(1)求证:;(2)求与平面所成的角;(3)求截面的面积。

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11、(2009珠海期末)已知平面交于点,

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(1)取中点,求证:平面

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(2)求二面角的余弦值。

 

 

 

 

 

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12、(2009中山期末)如图,四面体ABCD中,O、E分别是BD、BC的中点,

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       (I)求证:平面BCD;

       (II)求异面直线AB与CD所成角的余弦;

       (III)求点E到平面ACD的距离.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

答案:

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1、解:(1) 由三视图可知,四棱锥的底面是边长为1的正方形,

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侧棱底面,且.                             …………2分

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即四棱锥的体积为.                                …………4分

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(2) 不论点在何位置,都有.                              …………5分

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证明如下:连结,∵是正方形,∴.           …………6分

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底面,且平面,∴.        …………7分

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又∵,∴平面.                         …………8分

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∵不论点在何位置,都有平面

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∴不论点在何位置,都有.                           …………9分

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(3) 解法1:在平面内过点,连结.

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∴Rt△≌Rt△

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从而△≌△,∴.

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为二面角的平面角.                              …………12分

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在Rt△中,

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,在△中,由余弦定理得

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,              …………13分

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,即二面角的大小为.           …………14分

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解法2:如图,以点为原点,所在的直线分别为轴建立空间直角

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坐标系. 则,从而

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. …………10分

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设平面和平面的法向量分别为

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,取.      …………11分

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,取.  …………12分

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设二面角的平面角为,则,         …………13分

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  ∴,即二面角的大小为.        …………14分

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2、方法一:

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(1) 证法一:取的中点,连.

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的中点,∴. …………1分

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平面平面

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,∴.                    …………2分

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,∴.                  …………3分

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∴四边形为平行四边形,则.    …………4分

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    ∵平面平面

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平面.                          …………5分

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证法二:取的中点,连.

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的中点,∴.                     …………1分

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平面平面,∴.             …………2分

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∴四边形为平行四边形,则.                …………3分

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平面平面

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平面平面.

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,∴平面平面.             …………4分

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    ∵平面

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平面.                      …………5分

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(2) 证:∵为等边三角形,的中点,∴.      …………6分

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平面平面,∴.           …………7分

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,故平面.                   …………8分

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,∴平面.                       …………9分

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平面

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∴平面平面.                 …………10分(3)

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解:在平面内,过,连.

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  ∵平面平面, ∴平面.

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和平面所成的角.                  …………12分

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,则

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R t△中,.

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∴直线和平面所成角的正弦值为.                                                           …………14分

方法二:

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,建立如图所示的坐标系,则

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.…………2分

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的中点,∴.                  …………3分

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 (1) 证:,        …………4分

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平面,∴平面.  …………5分

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 (2) 证:∵,         …………6分

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,∴.      …………8分

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平面,又平面

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∴平面平面.                    …………10分

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 (3) 解:设平面的法向量为,由可得:

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     ,取.       …………12分

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     又,设和平面所成的角为,则

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    .

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∴直线和平面所成角的正弦值为.             …………14分

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3、解:(1)∵AD=2AB=2,E是AD的中点,

       ∴△BAE,△CDE是等腰直角三角形,

易知, ∠BEC=90°,即BE⊥EC.

       又∵平面D′EC⊥平面BEC,面D′EC∩面BEC=EC,

       ∴BE⊥面D′EC,又C DÌ 面D′EC ,  ∴BE⊥CD′;

   (2)法一:设M是线段EC的中点,过M作MF⊥BC

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       垂足为F,连接D′M,D′F,则D′M⊥EC.

       ∵平面D′EC⊥平面BEC,

       ∴D′M⊥平面EBC,

       ∴MF是D′F在平面BEC上的射影,由三垂线定理得:

         D′F⊥BC

       ∴∠D′FM是二面D′―BC―E的平面角.

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       在Rt△D′MF中,D′M=EC=,MF=AB=

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       ∴

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       即二面角D′―BC―E的正切值为.

       法二:如图,以EB,EC为x轴、y轴,过E垂直于平面BEC的射线为z轴,建立空间直角坐标系.

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       则B(,0,0),C(0,,0),D′(0,

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       设平面BEC的法向量为;平面D′BC的法向量为

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        Þ tan= ∴二面角D′―BC―E的正切值为.

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4、解:(1)在Rt△DBE中,BE=1,DE=,∴BD=== AB,∴  则D为AB中点,  而AC=BC, ∴CD⊥AB                                                             

 又∵三棱柱ABC-A1B1C1为直三棱柱, ∴CD⊥AA1

 又 AA1∩AB=A 且 AA1、AB Ì 平面A1ABB1

 故 CD⊥平面A1ABB1                                                                                  6分

(2)解:∵A1ABB1为矩形,∴△A1AD,△DBE,△EB1A1都是直角三角形,

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∴  

       =2×2-××2-××1-×2×1=

∴   VA1CDE =VCA1DE = ×SA1DE ×CD= ××=1

∴   三棱锥A1-CDE的体积为1.                                                                 14分

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5、解:(1)取AD的中点O,连接EO,则EO是PAD的中位线,得EO∥PA,故EOABCD,

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EO是四棱锥的高,  6分

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(2)取PC的中点G,连EG,FG, 由中位线得EG∥CD,EG=CD=AF,  四边形AFGE是平行四边形,   6分

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6、解法一:(1)

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就是异面直线所成的角,

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,……(2分)

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连接,又,则

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为等边三角形,……………………………4分

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;………6分

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(2)取的中点,连接,过,连接

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,平面

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                             ………………8分

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,所以平面,即

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所以就是平面与平面所成的锐二面角的平面角。…………10分

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中,,

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,…………………………13分

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因此平面与平面所成的锐二面角的大小为。…………14分

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说明:取的中点,连接,…………同样给分(也给10分)

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解法二:(1)建立如图坐标系,于是

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…………3分

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由于异面直线所成的角

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所以的夹角为

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………6分

                                                          

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(2)设向量平面

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于是,即,             

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,所以,不妨设……8分

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同理得,使平面,(10分)

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的夹角为,所以依

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,………………12分

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平面平面

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因此平面与平面所成的锐二面角的大小为。…………14分

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说明:或者取的中点,连接,于是显然平面

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7、解:(Ⅰ) 证明:方法一)连AC,BD交于O点,连GO,FO,EO.

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∵E,F分别为PC,PD的中点,,同理,

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四边形EFOG是平行四边形,平面EFOG. ……3分

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又在三角形PAC中,E,O分别为PC,AC的中点,PA//EO……4分

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平面EFOG,PA平面EFOG, ……5分

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PA//平面EFOG,即PA//平面EFG. ……6分

方法二) 连AC,BD交于O点,连GO,FO,EO.

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∵E,F分别为PC,PD的中点,,同理

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,

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平面EFG//平面PAB, ……4分

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又PA平面PAB,平面EFG. ……6分

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方法三)如图以D为原点,以

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为方向向量建立空间直角坐标系.

则有关点及向量的坐标为:

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……2分

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设平面EFG的法向量为

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.……4分

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,……5分

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平面EFG. AP//平面EFG. ……6分

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(Ⅱ)由已知底面ABCD是正方形,又∵面ABCD

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平面PCD,向量是平面PCD的一个法向量,=……8分

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又由(Ⅰ)方法三)知平面EFG的法向量为……9分

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……10分

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结合图知二面角的平面角为……11分

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(Ⅲ) ……13分

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8、解法一:  (I)取PC的中点G,连结EGFG,又由FPD中点,

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则  F G .                   …2分

=

=

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    ∴四边形AEGF是平行四边形.

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   平面PCEEG…………5分

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   (II)

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                                                                                                  …………3分

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              .                            …………5分

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   (III)由(II)知

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直线FC与平面PCE所成角的正弦值为.            …………4分

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解法二:如图建立空间直角坐标系

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A(0,0,0),P(0,0,3),D(0,3,0),E,0,0),F(0,),

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       C,3,0)            ………2分

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   (I)取PC的中点G,连结EG,        则G

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              …………5分

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   (II)设平面PCE的法向量为

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                                                 ………3分

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                                 …………5分

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   (III)

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         ………2分

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              直线FC与平面PCE所成角的正弦值为.           …………4分

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9、解:(1)不论点上的任何位置,都有平面垂直于平面.---1分

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证明如下:由题意知,

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    平面

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平面   平面平面.------------------4分

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(2)解法一:过点P作,垂足为,连结(如图),则

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是异面直线所成的角.----------------------6分

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中 ∵   ∴

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,   ,      

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中,

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.----------8分

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异面异面直线所成角的余弦值为.----------------9分

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解法二:以为原点,所在的直线为x轴建立空间直角坐标系如图示,则

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-----6分

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∴异面异面直线所成角的余弦值为.-----9分

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(3)由(1)知,平面

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与平面所成的角,---------------------------10分

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.------------------------------------11分

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最小时,最大,这时,由--13分

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,即与平面所成角的正切值的最大值.---14分

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10、(1)证明:因为的中点,, 所以。  

                                          

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底面,得

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,即

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 平面,所以

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 平面

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。                           ………… 4分

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(2)连结

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因为平面,即平面

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所以与平面所成的角,

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中,

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中,,故

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中,

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与平面所成的角是。        …… 10分

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(3)由分别为的中点,得,且

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,故

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由(1)得平面,又平面,故

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四边形是直角梯形,

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中,

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 截面的面积。  …… 14分

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11、解法1:(1)联结

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,AC=AC

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,………………………………….2分

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中点,……………………………………..3分

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中点,

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,………………………………………….4分

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平面…………………………………….5分

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(2)联结

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∴在等边三角形中,中线,…………6分

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底面,    ∴

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,………………………………….7分

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 ∴平面平面。…………………….8分

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,则平面

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中点,联结,则等腰三角形中,

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,∴平面,∴

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是二面角的平面角……………….10分

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等腰直角三角形中,,等边三角形中,

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∴Rt中,,∴,…………12分

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.

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∴二面角的余弦值为。……………….14分

  解法2:

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分别为轴,为原点,建立如图所示空间直角坐标系,

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,…………………………………2分

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是等边三角形,且中点,

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…………………………………………4分

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(1)…………………5分

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,∴平面………………….………7分

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(2)设平面的法向量分别为,.………9分

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的夹角的补角就是二面角的平面角;……………….………10分

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,….………12分

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∴二面角的余弦值为。….……………………………………………14分

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12、解:方法一:

       (I)证明:连结OC

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       ………1分

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       在中,由已知可得

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       而   

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       ……………3分

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        又

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      平面……………5分

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       (II)解:取AC的中点M,连结OM、ME、OE,由E为BC的中点知

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       直线OE与EM所成的锐角就是异面直线AB与CD所成的角。……………6分

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        在中,

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       ……………7分

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       是直角斜边AC上的中线,

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     ……………8分

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       异面直线AB与CD所成角大小的余弦为;……………9分

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       (III)解:设点E到平面ACD的距离为

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              ……………11分

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中,

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         ……………12分

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……………13分

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          点E到平面ACD的距离为………14分

       方法二:

       (II)解:以O为原点,如图建立空间直角坐标系,

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       (I)同方法一.……………5分

………………6分

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       …………7分

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………9分

      

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异面直线AB与CD所成角大小的余弦为;……………10分

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       (III)解:设平面ACD的法向量为则      

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……………11分      

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       令是平面ACD的一个法向量.……………12分

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       又 点E到平面ACD的距离

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……………14分

 

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