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2011年普通高等学校招生全国统一考试(湖北卷):理数第18题

  2016-10-28 16:58:29  

(2011湖北卷计算题)

(本小题满分12分)

如图,已知正三棱柱的各棱长都是4,的中点,动点在侧棱上,且不与点重合。

(Ⅰ)当时,求证:

(Ⅱ)设二面角的大小为,求的最小值。

【出处】
2011年普通高等学校招生全国统一考试(湖北卷):理数第18题
【答案】

(Ⅰ)过,连结

如图,连结,由直棱柱的性质知,底面侧面

又底面侧面,且底面,所以侧面在侧面内的射影。

中,。则由,得,又,故

 由三垂线定理知

(Ⅱ)如图,连结,过,连结

由(Ⅰ)知侧面,根据三垂线定理得,所以是二面角的平面角,即

,则

中,

中,

故当,即当时,达到最小值。

。此时重合。

【解析】

本题主要考查点、线、面的位置关系。

(Ⅰ)构造点使得,使得。利用得到线面垂直从而得到线线垂直。

(Ⅱ)利用线面垂直构造出二面角的平面角,通过解三角形得到平面角的正切值。

【考点】
点、直线、平面的位置关系
【标签】
直接法


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