12.(本小题满分12分)

在四棱锥中,底面是矩形,平面,,. 以的中点为球心、为直径的球面交于点,交于点.

(1)求证:平面⊥平面;       

(2)求直线与平面所成的角的大小;

(3)求点到平面的距离.

方法二:

(1)同方法一;

(2)如图所示,建立空间直角坐标系,则,,, ,,;设平面的一个法向量,由可得:,令,则

。设所求角为,则,

 所以所求角的大小为。

(3)由条件可得,.在中,,所以,则, ,所以所求距离等于点到平面距离的,设点到平面距离为则,所以所求距离为。

19(本小题满分12分)

如图,正方形所在平面与平面四边形所在平面互

相垂直,△是等腰直角三角形,

(I)求证:;

(II)设线段的中点为,在直线上是否存在一点,使得?若存在,请指出点的位置,并证明你的结论;若不存在,请说明理由;

(III)求二面角的大小。

(Ⅰ)因为△ABE为等腰直角三角形,AB=AE,

所以AE⊥AB.

又因为平面ABEF⊥平面ABCD,AE平面ABEF,

平面ABEF∩平面ABCD=AB,

所以AE⊥平面ABCD.

所以AE⊥AD.

因此,AD,AB,AE两两垂直,以A为坐标原点,建立 如图所示的直角坐标系A-xyz.

设AB=1,则AE=1,B(0,1,0),D (1, 0, 0 ) ,

E ( 0, 0, 1 ), C ( 1, 1, 0 ).

因为FA=FE, ∠AEF = 45°,

所以∠AFE= 90°.

从而,.

所以,,.

,.

所以EF⊥BE, EF⊥BC.

因为BE平面BCE,BC∩BE=B ,

所以EF⊥平面BCE.

 (Ⅱ)存在点M,当M为AE中点时,PM∥平面BCE.

   M ( 0,0,  ),   P ( 1, ,0 ).

   从而=,

于是·=·=0

    所以PM⊥FE,又EF⊥平面BCE,直线PM不在平面BCE内,

    故PMM∥平面BCE.              ………………………………8分

(Ⅲ)设平面BDF的一个法向量为,并设=(x,y,z).

 ,       

         即

取y=1,则x=1,z=3。从而。

取平面ABD的一个法向量为。

。

故二面角F-BD-A的大小为arccos。……………………………………12分

19.(本小题满分12分,(Ⅰ)问5分,(Ⅱ)问7分)

如题(19)图,在四棱锥中,且;平面平面,;为的中点,.求:

(Ⅰ)点到平面的距离;

(Ⅱ)二面角的大小.    

(Ⅰ)如答(19)图2,以S(O)为坐标原点,射线OD,OC分别为x轴,y轴正向,建立空间坐标系,设,因平面

即点A在xoz平面上,因此

又

因AD//BC,故BC⊥平面CSD,即BCS与平面

yOx重合,从而点A到平面BCS的距离为.

(Ⅱ)易知C(0,2,0),D(,0,0). 因E为BS的中点.

ΔBCS为直角三角形 ,

知

设B(0,2, ),>0,则=2,故B(0,2,2),所以E(0,1,1) .

在CD上取点G,设G(),使GE⊥CD .

由故

   ① 

又点G在直线CD上,即,由=(),则有 ②

联立①、②,解得G= ,

故=.又由AD⊥CD,所以二面角E-CD-A的平面角为向量与向量所成的角,记此角为  .

因为=,,所以

 

故所求的二面角的大小为 .

作于,连,则,为二面角的平面角,.不妨设,则.在中,由,易得.

  设点到面的距离为,与平面所成的角为。利用,可求得,又可求得 

即与平面所成的角为

分析二:作出与平面所成的角再行求解。如图可证得,所以面。由分析一易知:四边形为正方形,连,并设交点为,则,为在面内的射影。。以下略。

分析三:利用空间向量的方法求出面的法向量,则与平面所成的角即为与法向量的夹角的余角。具体解法详见高考试题参考答案。

总之在目前,立体几何中的两种主要的处理方法:传统方法与向量的方法仍处于各自半壁江山的状况。命题人在这里一定会兼顾双方的利益。

 0  55549  55557  55563  55567  55573  55575  55579  55585  55587  55593  55599  55603  55605  55609  55615  55617  55623  55627  55629  55633  55635  55639  55641  55643  55644  55645  55647  55648  55649  55651  55653  55657  55659  55663  55665  55669  55675  55677  55683  55687  55689  55693  55699  55705  55707  55713  55717  55719  55725  55729  55735  55743  447348 

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