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1、2022年高考數(shù)學二輪專題復習 第三部分 題型技法考前提分 題型專項訓練6 立體幾何 新人教A版
1.
如圖,在三棱錐P-ABC中,PA=PB=2,PC=4,∠APB=∠BPC=60°,cos∠APC=.
(1)求證:平面PAB⊥平面PBC;
(2)E為BC上的一點.若直線AE與平面PBC所成的角為30°,求BE的長.
2.
如圖,四邊形ABCD為平行四邊形,AB=5,AD=4,BD=3,將△BCD沿著BD翻折到平面BC1D處,E,F分別為邊AB,C1D的中點.
(1)求證:EF∥平面BCC1;
(2)若異面直線EF,
2、BC1所成的角為30°,求直線C1D與平面ABCD所成角的正弦值.
3.(xx浙江寧波期末考試,文18)
如圖,已知AB⊥平面BEC,AB∥CD,AB=BC=4,CD=2,△BEC為等邊三角形.
(1)求證:平面ABE⊥平面ADE;
(2)求AE與平面CDE所成角的正弦值.
4.
(xx浙江湖州第三次教學質(zhì)量調(diào)測,文18)如圖,在三棱錐P-ABC中,△ABC是邊長為2的正三角形,∠PCA=90°,E,H分別為AP,AC的中點,AP=4,BE=.
3、(1)求證:AC⊥平面BEH;
(2)求直線PA與平面ABC所成角的正弦值.
5.
在三棱錐V-ABC中,VC⊥底面ABC,AC⊥BC,D是AB的中點,且AC=BC=2,∠VDC=θ.
(1)求證:平面VAB⊥平面VCD;
(2)當角θ變化時,求直線BC與平面VAB所成的角的取值范圍.
6.
如圖,AB為圓O的直徑,點E,F在圓O上,且AB∥EF,矩形ABCD所在的平面和圓O所在的平面互相垂直,且AB=2,AD=EF=1.
(1
4、)求證:AF⊥平面CBF;
(2)設(shè)FC的中點為M,求證:OM∥平面DAF;
(3)設(shè)平面CBF將幾何體EFABCD分成的兩個錐體的體積分別為VF-ABCD,VF-CBE,求VF-ABCD∶VF-CBE.
答案
題型專項訓練6 立體幾何(解答題專項)
1.(1)證明:在△PAB中,由PA=PB=2,∠APB=60°,得AB=2.
在△PBC中,PB=2,PC=4,∠BPC=60°,由余弦定理,得BC=2.
在△PAC中,PA=2,PC=4,cos∠APC=,由余弦定理,得AC=4.
因為AB2+BC2=AC2,所以AB⊥BC.
因為PB2+BC
5、2=PC2,所以PB⊥BC.
又因為AB∩PB=B,所以BC⊥平面PAB.
又因為BC?平面PBC,所以平面PAB⊥平面PBC.
(2)解:
取PB的中點F,連接EF,則AF⊥PB.又因為平面PAB⊥平面PBC,
平面PAB∩平面PBC=PB,AF?平面PAB,
所以AF⊥平面PBC.
因此∠AEF是直線AE與平面PBC所成的角,即∠AEF=30°.
在正△PAB中,AF=PA=.
在Rt△AEF中,AE==2.
在Rt△ABE中,BE==2.
2.
(1)證明:連接CC1,取CC1的中點G,連接FG,BG,EF.
∵四邊形ABCD是平行四邊形,F,G分別為C
6、1D,CC1的中點,
∴FG∥CD,EB∥CD且FG=EB=CD,
∴EB∥FG且EB=FG,∴四邊形BEFG是平行四邊形,
∴EF∥BG,∵BG?平面BCC1,EF?平面BCC1,
∴EF∥平面BCC1.
(2)解:由(1)可知,∠C1BG即為異面直線EF,BC1的所成角,∴∠C1BG=30°.
∵BC1=BC,∴∠C1BC=60°,∴△C1BC是正三角形.
又∵AB=5,AD=4,BD=3,∴∠ADB=∠CBD=∠C1BD=90°.
∴BD⊥BC,BD⊥BC1,且BC∩BC1=B,
∴BD⊥平面BCC1,
∴平面ABCD⊥平面BCC1.
過C1作C1H⊥BC,垂足為H
7、,則C1H⊥平面ABCD,連接DH,
則∠C1DH即為直線C1D與平面ABCD所成的角,
∴sin∠C1DH=.
3.
(1)證明:取AE的中點F,連接BF,DF.
由AB=BE=4,知BF⊥AE,
計算可得BF=2,AD=DE=BD=2,DF=2,則BF2+DF2=8+12=20=BD2,即BF⊥DF.
因為AE∩DF=F,所以BF⊥平面ADE.
又BF?平面ABE,所以平面ABE⊥平面ADE.
(2)解:
如圖,補全成正三棱柱AMN-BEC,取MN中點H,連接AH,EH.
由題意知△AMN為正三角形,則AH⊥MN,
又CD⊥平面AMN,AH?平面AMN,所以
8、AH⊥CD.
因為MN∩CD=N,所以AH⊥平面CDE,則∠AEH即為AE與平面CDE所成的角,
在△AEH中,AH⊥EH,AH=2,AE=4,
sin∠AEH=,即AE與平面CDE所成角的正弦值為.
4.(1)證明:因為△ABC是邊長為2的正三角形,
所以BH⊥AC.
又因為E,H分別為AP,AC的中點,
所以EH∥PC,
因為∠PCA=90°,所以PC⊥AC,所以EH⊥AC.
因為EH∩BH=H,所以AC⊥平面BEH.
(2)
解:取BH的中點G,連接AG.
因為EH=BH=BE=,所以EG⊥BH.
又因為AC⊥平面BEH,EG?平面BEH,所以EG⊥AC.
9、
因為BH∩AC=H,
所以EG⊥平面ABC.
所以∠EAG為PA與平面ABC所成的角.
在直角三角形EAG中,AE=2,EG=,
所以sin∠EAG=.
所以PA與平面ABC所成的角的正弦值為.
5.(1)證明:∵AC=BC,D是AB的中點,
∴CD⊥AB,∵VC⊥底面ABC,AB?平面ABC,
∴VC⊥AB.
∵VC∩CD=C,∴AB⊥平面VCD.
又AB?平面VAB,∴平面VAB⊥平面VCD.
(2)解:過點C在平面VCD內(nèi)作CH⊥VD于點H,
連接BH,由(1)知AB⊥CH,
∵VD∩AB=D,∴CH⊥平面VAB,∴∠CBH就是直線BC與平面VAB所成的角
10、.
在Rt△CHD中,CD=,CH=sin θ.
設(shè)∠CBH=φ,在Rt△BHC中,CH=2sin φ.
∴sin θ=sin φ,
∵0<θ<,∴0